——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國科學(xué)院辦院方針
語音播報
11月21日上午,我國在建的世界最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)饋源支撐系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)首次升艙。這是FAST工程的又一個重要里程碑,標(biāo)志著饋源支撐系統(tǒng)正式進(jìn)入六索帶載聯(lián)調(diào)階段。明年9月建成后,F(xiàn)AST將成為“世界第一大望遠(yuǎn)鏡”,其綜合性能將在未來20年保持世界領(lǐng)先地位。
FAST又一重大自主創(chuàng)新突破
作為射電望遠(yuǎn)鏡,F(xiàn)AST的基本原理和我們常見的“鍋式”衛(wèi)星天線差不多,主要由反射信號的拋物面和接收信號的饋源兩大部分組成,只不過FAST這口“鍋”更大,口徑達(dá)500米,其反射面“塞滿”整個山谷,接收面積相當(dāng)于30個足球場那么大。
目前,F(xiàn)AST的反射面面板還在鋪設(shè)過程中,從8月起開鋪以來已完成了三分之一。今天的升艙起吊,意味著FAST的另一重要系統(tǒng)——饋源支撐系統(tǒng)也已組裝完成,順利進(jìn)入調(diào)試階段。
據(jù)FAST工程副總工藝師、饋源支撐系統(tǒng)總指揮孫才紅介紹,饋源支撐系統(tǒng)主要包括支撐塔、索驅(qū)動、饋源艙、艙??科脚_,目的是實(shí)現(xiàn)饋源的高精度空間定位和定姿。其工作原理是利用六塔支撐六根鋼索懸吊一個30噸重的饋源艙,通過塔下機(jī)房內(nèi)的卷揚(yáng)機(jī)收放鋼索,驅(qū)動饋源艙在一個距離地面高140-180米,直徑為207米的球冠面上運(yùn)動,實(shí)現(xiàn)對射電源的跟蹤、掃描等天文觀測。
“用六塔支撐六根鋼索懸吊一個30噸重的饋源艙,其大范圍、高精度空間定位,是一個極具挑戰(zhàn)性的技術(shù)難題,無先例可循?!睂O才紅告訴記者,該系統(tǒng)采用了光機(jī)電一體化技術(shù),創(chuàng)新性地提出了輕型索支撐饋源平臺,并使用并聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行二次精調(diào),實(shí)現(xiàn)了望遠(yuǎn)鏡接收機(jī)的高精度指向跟蹤。
“饋源支撐索驅(qū)動集合了天文、無線電、機(jī)械、電氣、通信、測量、控制等十幾個專業(yè)。具有跨度大、柔性控制精度高、調(diào)速范圍廣、工藝復(fù)雜、安裝難等技術(shù)特點(diǎn)。在建設(shè)過程中,F(xiàn)AST工程團(tuán)隊(duì)與國內(nèi)各行業(yè)的頂尖企業(yè)聯(lián)手,多項(xiàng)技術(shù)突破了現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,許多技術(shù)方案都是首次使用。是FAST的三大自主創(chuàng)新之一?!睂O才紅說。
能看到更深遠(yuǎn)的宇宙 或成諾獎?chuàng)u籃
FAST全稱為500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope),是我國“十一五”重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目之一,由中國科學(xué)院主管,中科院國家天文臺負(fù)責(zé)建設(shè),用以實(shí)現(xiàn)大天區(qū)面積、高精度的天文觀測。建成后,F(xiàn)AST將成為“世界第一大望遠(yuǎn)鏡”,擁有世界領(lǐng)先的絕對靈敏度,將實(shí)現(xiàn)中國射電天文學(xué)從“追趕”到“領(lǐng)先”的跨越,并在未來20年保持世界領(lǐng)先地位。
口徑越大,接收到的能量就越強(qiáng),這也即意味著望遠(yuǎn)鏡在同等條件下能夠看到更多、更遠(yuǎn)的星?!昂唵蝸碇v,F(xiàn)AST能夠看到更深、更遠(yuǎn)的宇宙,可以發(fā)現(xiàn)更多令人驚奇的天文現(xiàn)象?!睂O才紅說。因此,F(xiàn)AST這一觀天巨眼一旦睜開,“就像哥倫布航海一樣,我們也不知道會發(fā)現(xiàn)什么,但是我們充滿期待。”
具體到科學(xué)目標(biāo),F(xiàn)AST的優(yōu)勢科研領(lǐng)域覆蓋了當(dāng)今射電天文的三大主流熱點(diǎn)方向:宇宙演化、脈沖星探測和星際分子。它建成后能以很高的靈敏度巡視宇宙中的中性氫、觀測脈沖星、探測星際分子,甚至還可以搜尋“外星人”發(fā)出的星際通訊信號。正如網(wǎng)絡(luò)上將其描述為“與外星人溝通的先進(jìn)裝備”也確實(shí)不為過。
FAST不僅在科研方面有著巨大價值,在航天測控方面也有著很大的應(yīng)用價值,它可以作為一個巨大的天線,來接收更遠(yuǎn)距離的空間飛行器傳回的信號,大大提升我國深空探測的測控能力,同時,也將成為國際VLBI觀測網(wǎng)中當(dāng)之無愧的“大哥”。
孫才紅表示,射電天文學(xué)是天文學(xué)的前沿分支,射電天文觀測產(chǎn)生了近一半的天文相關(guān)的諾貝爾物理學(xué)獎?!疤貏e是在最熱的脈沖星領(lǐng)域,已經(jīng)誕生了兩項(xiàng)諾貝爾獎,而FAST預(yù)期將發(fā)現(xiàn)雙倍于人類已知數(shù)量的脈沖星,因此極有可能在廣義相對論和引力波探測方面取得重大突波。FAST將為中國科學(xué)家挖第一桶金,為射電天文學(xué)研究提供前所未有的機(jī)遇?!?/p>
FAST工程2011年開建,建設(shè)周期5.5年,目前進(jìn)展順利,預(yù)計2016年9月將如期竣工。
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