中国天眼:FAST望远镜的调试与挑战

作者: 姜鹏

来源: 格致论道讲坛

发布日期: 2018-01-09 09:17:43

姜鹏在演讲中分享了500米口径球面射电望远镜FAST的建设与调试过程,强调了其技术难题和团队的努力。FAST是世界上最大的单口径射电望远镜,具有超高的灵敏度和大覆盖天区,能够观测脉冲星等宇宙现象。尽管已取得初步成果,调试工作仍面临挑战。

被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜FAST,于2016年9月落成启用,历时22年。它是由中科院国家天文台主导建设的、具有国家自主知识产权的世界最大单口径射电望远镜。如今,它已经聆听到了来自遥远的脉冲星婴儿心跳般的声音。FAST具有超高的灵敏度和大覆盖天区,它是宇宙最精确的灯塔,然而它的造价只相当于一公里的高铁。中国科学院国家天文台研究员、FAST调试组组长姜鹏如是说。

姜鹏在演讲中提到,他在准备PPT时意识到这是一个演讲,而不是简单的科普报告。他回忆起2009年博士毕业时面临的迷茫,看到一个招聘广告,决定参与这个500米直径的索网项目。姜鹏表示,项目的技术问题在研制阶段并不确定,甚至当时的总工南仁东也不确定望远镜能否达到设计指标。

经过8年的努力,团队成功建成了世界上最大的单口径射电望远镜。姜鹏形象地比喻道,如果把它比作一口锅,盛满水后全世界每个人都可以分到4瓶水,显示出其规模的庞大。FAST的反射面由4450块单元构成,种类多达380种,设计和制造难度极高。

在技术难题方面,姜鹏提到索疲劳问题。FAST的钢索需要在不同的天体观测中变形,要求极高的疲劳性能。经过多次实验和失败,团队最终研制出适用于FAST的成品钢索结构。

在安装过程中,姜鹏和团队面临着极大的压力,尤其是在高空中安装6000多根钢索和4450块反射面。每个索的加工精度要求到1毫米,任何细微的错误都可能导致整个项目失败。

此外,反射面的测量方案也至关重要。通过全站仪进行精确测量,确保反射面能够准确接收信号。最终,FAST的馈源舱实现了高精度的控制,确保了信号的有效接收。

姜鹏总结道,FAST望远镜的意义重大,它不仅可以观测脉冲星,还可能探测到137亿光年之前的宇宙。尽管目前已经取得了一些成果,但调试工作仍然面临许多挑战。他希望在未来两年内,能够为中国的天文界交出一份满意的答卷。

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