为了探寻宇宙,中国花了 23 年建了这口大锅!

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为了探寻宇宙,中国花了 23 年建了这口大锅!

总能

因你骄傲

每当找不到合适选题的时候,都习惯走出办公室,点根烟,然后抬头,45° 角仰望星空。。。(是不是很郭敬明~)

但特么不是天文学爱好者的差评君,连简单的北斗星都未必找得到。

不过人类呢,一直都没有放弃对外太空的窥探。。。

2016 年 7 月 3 日,直径500米、迄今全球最大的 “ 锅 ” 在贵州黔南州平塘县大窝凼 ( dàng 得岸,荡 ) 喀斯特天坑中架设完成。

为了探寻宇宙,中国花了 23 年建了这口大锅!

(“ 直径 500 米啊喂,开什么玩笑 ”)

呃,放错图,应该是下面这个。。。

中国“天眼”FAST顺利完工!

为了探寻宇宙,中国花了 23 年建了这口大锅!

为了探寻宇宙,中国花了 23 年建了这口大锅!

这口 “ 巨锅 ” 当然不是炒大锅饭用的。。。

它是名为 “ FAST ” 的 500 米口径球面射电望远镜的中国 “ 天眼 ” (以下称其为 FAST),是世界上最大和最具威力的单口径射电望远镜。

大家都知道望远镜,但这射电望远镜是什么鬼,难道说可以射出电流?

当然不是这么解释了,这里差评君简单的描述一下射电望远镜是怎么工作的吧。

射电波实际是电磁波。宇宙中有很多电磁波,而地球大气层吸收了这些来自宇宙的大部分电磁波,但只有可见光和部分无线电波可以穿透大气层。天文学把这部分电磁波称为为射电波。

然后由天线感应射电波,并将感应得到的信号转化为电压信号。由电压信号得到功率大小。功率值就是我们记录下来的信息。

射电望远镜的分辨率是由射电波的波长和天线孔径共同决定的,但是因为射电波的波长很长,如果想提高望远镜分辨率,获得更远、更微弱的射电波的信息,“ 阅读 ” 到宇宙深处的信息,只好把天线的孔径做大,越大越好,对的,没有错,就是那口大锅!越大越好!

地球大气层留给人类探索宇宙两个窗口,一个是光学,一个是射电。对天文学家来说,如果光学望远镜是显微镜,那么射电望远镜就是 CT 机,通过射电望远镜,可以“观测”到光学望远镜观测不到的东西,可以用来观测类星体、脉冲星、星际有机分子和微波背景辐射,甚至是接收遥远太空发过来的信号。

想想还有点小可怕。。万一收到了三体人打的招呼该不该回呢。。。

(这都是差评君凭借自己理解整理的。。如果有误坦荡荡指出来。)

但,这样的射电辐射其实大部分人也都见过,因为它就包含在早前老式电视的雪花屏里。。。

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不过,这口 “ 锅 ” 的工程量真的是浩大。。。

中国科学院国家天文台 500 米口径球面射电望远镜工程总工艺师王启明说:

仅圈梁、索网和支撑馈源舱的 6 座高塔就用掉 1 万多吨钢材,而望远镜反射面总面积为 25 万平方米,相当于 30 个标准足球场那么大。

尽管反射面板才1毫米厚,也用掉2000多吨铝合金。

但,大家真不要觉得 FAST 就是简单的糊出一口锅。。。

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而且,也不要觉得,对这项浩大工程的投入只服务于它。

总工艺师王启明说,由于严苛要求,这个大科学工程推动了多领域装备制造能力的提升:

主动反射面的索网具备高弹性、抗拉伸、抗疲劳特征,其500兆帕的超高应力幅,是国家标准的2.5倍。

帮助反射面变位的2000多个液压促动器通过伸缩实现精确定位、协同运动,还可将自身各项状态信息上报给控制系统,满足适时跟踪、换源等运动要求。

承担着传输各种数据信息使命的动光缆可经受反复弯曲、卷绕和扭转等机械性能和恶劣自然环境考验。

从 2015 年 8 月 2 日安装第一块单元反射面板。。

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再到安装上最后一块,总共耗时将近一年,一共装上了 4450 块单元反射面板。

中间缺口处就是最后一块面板

但其实,这项工程从 1993 年就已经开始拟定了,估计那时候差评君乳牙都没长全。。。

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在 7 月 3 日馈源舱升舱和反射面板按计划完成安装后,FAST 将进行2个多月的系统调试,于9月底正式竣工投入使用。

馈源舱

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但要实现所有功能参数最优化,它还要在两三年的观测中不断调试完善。

在 FAST 建成之前,世界上最大的射电望远镜是美国阿雷西博 300 米望远镜,但它只能通过改变天线溃源的位置扫描天空中一个约 20 度的带状区域。

美国阿雷西博 300 米望远镜

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(美国阿雷西博 300 米望远镜是在 50 多年前建成的。。差距啊。。。)

而中国的 FAST 射电望远镜的索网结构可以随着天体的移动变化,带动索网上的4450个反射单元,在射电电源方向形成300米口径瞬时抛物面,能覆盖40度的天顶角,极大提升观测效率。

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假如把 FAST 比作一只巨大的眼睛,那么这只 “ 天眼 ” 的眼窝直径就有500米,而负责接汇聚电磁波、观测深空的眼珠直径就有300米。

FAST 工程副经理彭勃说:

从射电望远镜诞生至今,人类共发现了约2500颗脉冲星,如果中国大射电望远镜的工作时间全部用于观测脉冲星,它一年时间内就有望将这个数量翻倍。

建成后的 FAST ,主要有两大科学目标:

巡视宇宙中的中性氢:研究宇宙大尺度物理学,以探索宇宙起源和演化

观测脉冲星:研究极端状态下的物质结构与物理规律。

一年就能翻倍。。想想也是恐怖。。。

不过,傻瓜也知道这么大的一个工程,如此强悍的性能,肯定不能单单用于观测宇宙啦。。。

FAST 施工过程中的拍摄

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这东西完全也可以用来当 “ 天宫 ” 这类空间站信息的接收器。。。

而且,还能顺便监测导弹,隐形飞机什么的,虽然隐形飞机可以躲避雷达,但是这 FAST 的灵敏度不知道比雷达高到哪里去了。。分分钟检测出来。。。

但是,面对这样浩大的工程,绝对会有人跳出来说什么劳民伤财吧,毕竟现在中国 13 亿人口,并不是每个人都有饱饭,每个人都有书念。。。

但,差评君想说,以现在中国的经济实力,科技与民生,从来就不是什么零和游戏。

其实,早在 1970 年,一名赞比亚修女 Mary Jucunda 就致信 NASA 航空中心,也问了类似的一个问题:地球上很多人吃不上饭,为什么还要探索宇宙?

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