它被称为“中国天眼”,具有我国自主知识产权;它使人类对宇宙新知的探索更进一步;它的全面运作被《自然》杂志预测为2019年重大科学事件。它就是世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜(简称FAST)。
500米口径球面射电望远镜(简称FAST)被誉为“中国天眼”,由我国天文学家南仁东于1994年提出构想,历时22年建成,于2016年9月25日落成启用。是由中国科学院国家天文台主导建设,具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。
“天眼”是世界上最大的单口径射电望远镜,反射面的面积相当于30个足球场的大小。如果把它比喻成一口盛满水的锅,水量足够全世界每个人分4瓶,够所有人喝一天。可以想象它的难度有多大。
1994年我国准备自主建设射电望远镜。但全国这么大的面积,上哪儿找这么大的坑?而且这个坑要满足四点要求:坑要圆;交通方便;相对的隔离;没有无线电干扰。贵州符合这些条件,但虽然知道有洼地,贵州洼地成千上万,怎么挑到最合适的?这中间遥感发挥了很大作用。最后选来选去,选到了大窝凼洼地。
点定下来以后需要实现最小的工程量,工程量太大花几个亿的成本开挖也是不行的,而且这个项目对地基的要求非常高,而喀斯特地貌复杂多样,通过不断的勘探、取样、编程测算,达到开挖量最小、最稳定的要求,才把位置最终定下来。
FAST的反射面被喻为“天眼的视网膜”。500米口径的钢梁架在50根巨大的钢柱子上,由6670根钢索编织的索网挂在环梁上,上面铺着4450块反射面单元,下面有2225根下拉索,固定在地面的触动器上。通过触动器拽动下拉索,可以控制索网的形状,或球面或抛面,从而进行天文信号的收集和观测。
FAST团队进行了有史以来最系统、最大规模的一次索疲劳试验,经历过所有可能发生的各种破坏的形式后,终于历时两年研制出了适用于FAST的成品钢索结构,实现了钢索强度500兆帕,200万次的设计要求,是传统规范的两倍还要多。
馈源舱被誉为“天眼的瞳孔”,主要作用是对电磁波信号进行收集,它在整个望远镜装置里显得非常小,这样小的体积有很多好处:尽量减少光路的遮挡,收集更多的信号。此外,它的波束非常干净的,它可以一直看,使我们看到想看的东西。
“天眼”于2016年9月25日落成启用,将在2019年9月全面运作并供研究人员使用。这是FAST在2017年10月10号新发现的两颗脉冲星。把它的脉冲信号转化成音频信号就是这样的效果,像婴儿心跳的声音。
脉冲星是高密度的天体,一颗方糖大小体积的脉冲星质量可达上亿吨。它的发现将有可能为我们揭示更多极端物理条件下的物理规律,被誉为“宇宙最精确的灯塔”。探测到这个脉冲星的就是我们的中国天眼,这也是中国自主研发的天文设备第一次探测到新发现的脉冲星。