什么是观天巨眼？
所谓观天巨眼，即大型天文望远镜。目前在我国贵州省简历的500米口径球面射电望远镜(FAST)是目前世界上在建的口径最大、最具威力的单天线射电望远镜。它的口径有500米，有近30个足球场大的接收面积，主反射面的面积达25万平方米。
中国的观天巨眼（fast）在哪里？
FAST选址在贵州省黔南“大窝凼”，一是地貌最接近FAST的造型，工程开挖量最小；二是这里的喀斯特地质可以保障雨水向地下渗透，不会在表面淤积而损坏和腐蚀望远镜；三是射电望远镜需要一处“静土”，“大窝凼”附近5千米半径之内没有一个乡镇，无线电环境理想。
为什么要建设FAST?FAST又为什么选择落户贵州黔南?这只“观天巨眼”将带领我们发现什么?“馈源舱”是什么?有什么作用?
1 FAST是如何诞生的?
据介绍,1993年国际无线电联大会上,包括中国在内的10国天文学家提出建造新一代射电“大望远镜”的倡议,渴望探索宇宙,解答天文学中的众多难题。
随后,以北京天文台(现中科院国家天文台)为主,联合国内20余所大学和研究所成立了射电“大望远镜”中国推进委员会,提出建设“喀斯特工程”。
FAST工程的预研历时13年,由中科院国家天文台主持,全国20余所大学和研究所的百余位科技骨干参加此项工作。2007年7月FAST项目正式立项。2011年3月25日,FAST工程正式开工建设。
2 FAST有什么特别?
FAST是目前世界上在建的口径最大、最具威力的单天线射电望远镜。它的口径有500米,有近30个足球场大的接收面积,主反射面的面积达25万平方米。
中科院国家天文台副台长郑晓年表示,全新的设计思路加之得天独厚的台址优势,使FAST突破了射电望远镜的百米极限,开创了建造巨型射电望远镜的新模式。作为世界最大的单口径望远镜,FAST将在未来20至30年保持世界一流设备的地位。
3 为什么选择贵州黔南?
FAST把“家”安在了贵州省黔南州平塘县克度镇金科村的“大窝凼”。这里是一个圆形的天然喀斯特洼地,正适合建造形如大锅的FAST。
“大窝凼”的喀斯特地质条件可以保障雨水向地下泄流,不在表面淤积而损坏望远镜。在“大窝凼”附近5千米半径之内没有一个乡镇,25千米半径之内只有一个县城,无线电环境理想,且无重大自然灾害记录。
4 “观天巨眼”能看到什么?
射电望远镜在无线电波段观测天体。由于来自太空天体的无线电信号极其微弱,自70多年前射电天文学诞生以来,所有射电望远镜收集的能量还翻不动一页书。要想获得更远、更微弱的射电,获取宇宙深处的信息,就需要更大口径的射电望远镜。
在科学家们眼中,FAST具有极其重大的科学意义。它投入使用后,可观测的天体数目将大幅度增加；它将搜寻到更多的奇异天体,其中蕴涵着大量新发现的机会；它的研究涵盖广泛的天文学内容,甚至可以开展对地外文明的探索。
5 “馈源舱”是什么?如何升舱?
馈源是指望远镜用来接受宇宙信号的装置系统,馈源舱用于安放这个系统。“如果把FAST比作一只眼睛,那么馈源就相当于它的视网膜,所有收集到的宇宙信号都要汇集到这里。”FAST馈源支撑系统总指挥孙才红说。
记者在FAST工程现场看到,馈源舱”进行首次升舱试验。周长约1.6公里的圈梁,被50根6米到50米高低不等的钢柱支在半空,由4000多块反射面组成的巨大球面正在有序安装。
工程人员介绍,FAST每块反射面的背后都有钢索牵拉,可以随着天体的移动来调整瞬时抛物面的方向,馈源舱也要随之一同运动,采集反馈信息。而如何用钢索驱动实现馈源舱的大范围、高精度空间定位,是一个极具挑战性的技术难题,无先例可循。
“我们采用了光机电一体化技术,创新性地提出了轻型索支撑馈源平台,并使用并联机器人进行二次精调,实现高精度指向跟踪,这也是FAST的三大自主创新之一。”FAST馈源支撑系统总工程师朱文白说,“我们通过卷扬机收放钢索,可以驱动馈源舱在一个距离地面高140米至180米、直径为207米的球冠面上运动,最大定位精度将小于10毫米。”
