世界第一 華北院參與設計的世界第一大天文望遠鏡火了!

2021-01-20 中國能建規劃設計集團



艾瑪,這是要被央媒刷屏的節奏啊!

一夜之間,FAST火遍中國

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關於FAST

你不知道的事

7月3日上午10時許,在貴州省黔南布依族自治州州平塘縣克度鎮金科村「大窩凼」窪地,隨著中國科學院國家天文臺臺長嚴俊一聲令下,由中電工程華北院參與設計的世界最大單口徑望遠鏡——500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)的最後一塊反射面單元在隆隆的鞭炮聲中緩緩起吊,在完成了二次空中轉接並用纜索吊下滑到指定位置後,被順利安裝在索網上。


這標誌著「觀天巨眼」FAST的主體工程順利完工


FAST的英文全稱為「Five-hundred-meterAperture Spherical radio Telescope」,漢語即「500米口徑球冠狀主動反射球面射電望遠鏡」。作為我國重要的大科學裝置,FAST是「十一五」國家重大科技基礎設施建設項目,旨在建造世界第一大單口徑射電望遠鏡,以實現大天區面積、高精度的天文觀測。 


根據建設規劃,FAST將被應用於尋找和研究宇宙中的脈衝星等方面。專家介紹,脈衝星就像天體物理實驗室,可以研究一些特殊天體物理和宇宙演化現象。如果發現脈衝星與黑洞組成的雙星系統,科學家可以利用脈衝星去研究黑洞周圍時空。此外,脈衝星也是非常精準的時鐘,對於深空探測具有重要意義。


事實上,脈衝星、類星體、星際有機分子等重要天文發現都與射電望遠鏡有關。諾貝爾獎歷史上明確基於天文觀測的10項獲獎成果中,有6項出自射電望遠鏡。此外,500米口徑球面射電望遠鏡的建成使用,可以將我國空間測控能力由月球同步軌道延伸到太陽系邊緣,將為我國火星探測等深空研究奠定重要基礎。




獨門絕技一:大口徑 看得遠

射電望遠鏡最重要的指標參數就是靈敏度。靈敏度越高,望遠鏡探測微弱無線電的能力越強。而要想提高靈敏度,就需要擴大射電望遠鏡的口徑。FAST的口徑達到了世界之最——500米。理論上說,FAST能接收到137億光年以外的電磁信號,這個距離接近於宇宙的邊緣。

FAST建成後,其靈敏度將比德國波恩100米望遠鏡提高約10倍,綜合性能將比美國阿雷西博300米望遠鏡提高約10倍。作為世界最大的單口徑望遠鏡,FAST有望在未來20~30年保持世界一流設備的地位。


獨門絕技二:靈活自如的巨眼

根據FAST的工作原理,當它觀測天體時,會隨著天體的方位變化,在其500米的球冠狀主動反射面上實時形成一個300米直徑的瞬時拋物面,並通過這個300米的拋物面來匯聚電磁波。


形象地來說,如果把FAST比作一隻巨大的眼睛,那麼這隻巨眼的眼球直徑就有500米,而負責接收光線的眼珠直徑就有300米。FAST就是靠這個巨大靈活的眼珠來匯聚電磁波、觀測深空。


獨門絕技三:毫米精度

FAST的設計目標,是把覆蓋30個足球場的信號,聚集在藥片大小的空間裡,否則,就無法監聽到宇宙中微弱的射電信號。500米的結構,處處都是頭髮絲般毫米級的精度要求。用來編織索網的7000多根手臂般粗細的鋼纜,每一根的加工精度都被控制在一毫米以內;最終的500米口徑的天線精度是三個毫米,每一塊小面板的製造精度是1.5個毫米。



獨門絕技四:深空獵手

首先,FAST能夠衝出銀河系,尋找新星,特別是快速旋轉、密度極高的脈衝星,FAST期望第一年就找到50-80顆銀河系外的脈衝星。FAST還可能觀察到早期宇宙的蛛絲馬跡——中性氫雲團的運動,掌握星系之間互動的細節,揭秘宇宙的起源和演化。類似的道理,FAST還能監聽到一些太空有機分子發出的獨特電磁波,搜索可能的星際通訊信號和外星生命。


FAST工程主要由反射信號的拋物面和接收信號的饋源兩大系統組成。華北院榮幸地參加了饋源系統的設計和優化、施工圖設計、製造和安裝工程諮詢服務等多項工作。華北院設計完成了均勻布置在600米直徑圓周上的6座鋼管結構全方位長短腿饋源支撐塔,各塔高度不同,最高為182.5米。6座饋源支撐塔和塔上的6根鋼索懸吊著一個30噸重的饋源艙,並通過塔頂設備層上的卷揚機收放鋼索,驅動饋源艙在一個距離地面高140-180米、直徑為207米的球冠面上運動,實現對射電源的跟蹤、掃描等天文觀測。饋源支撐系統成功升艙和6塔6索順利聯調,驗證了饋源支撐塔的設計,獲得了建設方的好評,也為公司贏得了信譽和聲譽。




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