歷經22年問世的「中國天眼」,它一秒要消耗多少度電?

2020-08-19 科學探索之路

2016年9月21日,「中國天眼」的基礎設施完美建成,也令不少人感到好奇,世界上逆天的科技數不勝數,為何中國的天眼能夠引發世界級轟動?要知道高顏值獨領風騷的中國天眼是世界上口徑最大、最靈敏的射電望遠鏡,它作為人類探索宇宙的慧眼,僅僅是口徑就已達到500米,面積大約相當於30個標準足球場的大小,由4450塊反射面板組成,很少有人知道,耗資為6.67個億的中國天眼位於貴州省的喀斯特窪坑中,它象徵著中國人對未知領域孜孜不倦的探索,也代表著華夏民族嚮往和平的中庸溫和之道,它的建成,意味著中國在天文學上已然領先世界。


令人詫異的是,中國天眼這一項目前後大約花費了22年的時間,自問世以來,中國天眼至少探測到了102顆脈衝星,甚至可以捕捉到137億光年外的信號波,所謂的脈衝星是指恆星老化後,由殘餘物質形成的中子星未能形成黑洞,值得一提的是它的旋轉速度極快,並且會有規律地發射信號,基於這類信號的位置基本穩定,光譜也顯得頗為恆定,因此可以作為恆星坐標,令太空飛行器定位前進。


20世紀60年代期間,人們取得的類星體、脈衝星、星際有機分子、宇宙微波背景輻射四項重大天文學發現都與射電望遠鏡的應用有關,2019年,坐落在全球的8座射電望遠鏡構成的一個等同於整個地球截面大小的觀察窗口,拍攝到了距離人類5500萬光年的M87星系中心黑洞的圖像,這也是人類歷史上首次看到的黑洞。


事實上,射電望遠鏡的成像原理與人們有所耳聞的光學望遠鏡較為相似,兩者無疑都是將投射來的電磁波經鏡面天線反射後,匯聚於中心點的接收器,而後,接收器再將這些信號解碼加工成可供記錄和顯示的形式,如此看來,可測量接收到的天體電磁波的頻譜、強度和偏振,在一定程度上相當於人們熟知的衛星手機,雖說它們的原理基本相同,但是在用途上卻有著天差地別。


你知道嗎?早在上世紀九十年代,就有專家指出全球電信號環境在逐漸惡化,為了避免它發展到不可收拾的地步,1993年,在東京召開的國際無線電科學聯盟大會上,10個國家均提出了建造新一代射電大望遠鏡的想法,當然,這10個國家中也包括了中國,會議召開後,直到1994年,才有人真正指明了FAST工程這一概念,原北京天文臺還利用了中國的喀斯特地貌提交了一份中國方案,顯然,該方案說明中國將扛起這幅大旗。


1995年11月,我國真正意義上確立了參與這項偉大工程的主要人員,也就是以北京天文臺為主,由南仁東研究員擔任該工程的主任,還聯合了國內二十多所大學和科研機構,想必這樣的豪華陣容,足以表明這項工程的難度和重要性,在此後的幾年裡,中國天眼的工程小組先後取得了各地的支持,最終在2011年的3月,該時期FAST工程開工的報告獲得批覆,工程開工項目也獲得了中國科學院和貴州省人民政府的批覆,接著便是長達五年多的建工。


最終於2016年7月3日,當FAST的最後一塊反射面單元成功吊裝後,這偉大的一刻,標誌著FAST主體工程順利完工,兩個月後,這位巨大的「新生兒」就已經開始進行相關工作了,它接收著來自宇宙深處的電磁波,而中國天眼方圓的5公裡也成為了名副其實的靜默區。


一年後,承載著中國人民希望的「中國天眼」首次發現了2顆新脈衝星,它們距離地球分別約為4100光年和1.6萬光年,值得一提的是這2顆脈衝星已經得到認證,這意味著長達22年的工程取得了成功,所有人的努力都沒有白費,或許你已然得知,中國天眼神奇的眼睛是用電進行驅動的,至此或許你會指出,中國天眼一秒需要耗費多少度電?運行的時候,每一秒鐘會消耗0.83度電,那麼,它的電能損耗究竟相當於何種通俗易懂的概念?


就拿耗電較多的空調來說,它每秒的損耗達到0.00086度電,可以說中國天眼的電能損耗是它的一千倍,一天耗電高達71712度,再用一種常見的電子產品電腦來說,它每秒的耗電約0.000009度,這說明天眼的電能損耗是它的90000倍,其消耗電力程度可想而知,其實,相較一個有著30個足球場般大小的科技設備來說,自身的耗電之多不足為奇,不少人對此表示,中國天眼消耗的這些電力遠遠低於天眼創造的價值,在未來的信息化科技中。


中國天眼必然會給出更多「天文級」的數據,它不再是一個簡單的天文設備,反而更多的是象徵著國家實力,中國天眼之父南仁東也曾在凝聚自身畢生心血的天眼工程竣工落成的那一天,奮筆寫下了一段話:即北築鳥巢迎聖火,南修窩氓落星辰,如此看來,雖說天眼這口大鍋,工作起來的耗電量十分驚人,但是將其與中國天眼在天文、航天、國防安全等領域所能發揮的巨大作用相比,你會發現這根本不值一提。


那麼,你知道中國天眼的電用在哪些方面嗎?顯然中國天眼在工作時,絕對不能出現停電的現象,它的工作原理與衛星電視天線接收器的原理大同小異,可通過接收來自數億光年之外的天體的電磁輻射信號,分析其強度、頻譜和偏振用以科學研究,它的電用主要為以下2個方面,也就是運轉用電和生活用電,所謂運轉用電主要是指中國天眼觀測所需的設備都會用到電,例如饋源艙。


另外,中國天眼的觀測、分析信號也需電力支撐,不過,它並非全天候用電,只有觀測天體之際人們才會啟動這口「大鍋」,一般是在夜晚,再者是生活用電,主要是指總控室、綜合樓的照明、電視、空調等,對此,小夥們是如何看待的?歡迎在評論區下方留言,感謝觀看本期視頻,我們下期再見。

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    2008年12月26日,500米口徑球面射電望遠鏡正式開工建設,於2016年9月25日落成貴州並啟用。「中國天眼」是中國自主研發的世界最大口徑、最靈敏的望遠鏡,擁有4450塊反射面板,面積相當於30個標準足球場大小,其搜索範圍可達137億光年,已經超出了銀河系。
  • 耗資6億建的「中國天眼」,一秒要用多少電?多少年才能回本?
    都說未來人類要向星辰大海侵犯,因此各國對於宇宙的開發和研究始終沒有停過,在觀察宇宙的過程中,最重要的就是有高配置的射電望遠鏡,因此我國為了能夠更精準的觀察宇宙,在貴州修建了目前世界第一的中國天眼。這座耗資6億多建造的中國天眼,一秒鐘要用多少電呢?多少年才能回本?
  • 耗資6億建的「中國天眼」,一秒要用多少電?多少年才能回本?
    ,因此各國對於宇宙的開發和研究始終沒有停過,在觀察宇宙的過程中,最重要的就是有高配置的射電望遠鏡,因此我國為了能夠更精準的觀察宇宙,在貴州修建了目前世界第一的中國天眼。  這座耗資6億多建造的中國天眼,一秒鐘要用多少電呢?多少年才能回本?算一筆帳之後你就會發現,事實上這完全是個虧本買賣,不論運行多少年都沒辦法回本的,因為它的耗電量實在是太巨大了。
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    他是「中國天眼之父」,歷經22年建成全世界最大的單口徑500米射電望遠鏡(FAST),這是中國自主設計、自主研發、自主建造的「國之重器」; 他曾拒絕國外開出超過國內300倍高薪堅定回國,成為中國天文學界領軍人物之一。
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  • 燃盡一生,他打開了「中國天眼」!
    新華社記者 劉續 攝在此之前美國阿雷西博射電望遠鏡曾被譽為「人類二十世紀十大工程之首」但「中國天眼」與之相比綜合性能足足提高了約10倍2017年10月10日,中國科學院國家天文臺宣布,被譽為「中國天眼」的500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)經過一年緊張調試,確認了多顆新發現脈衝星。
  • 1千瓦時等於多少度電!
    一度電等於1000瓦乖以1小時。一個電燈泡為50瓦,用了20小時,那麼它就用了1度電。1.瓦是功率的單位,功率是指物體在單位時間內所做的功的多少,用P表示;2.千瓦時是功的單位(也可用度表示,1千瓦時等於1度),用W表示。
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    在貴州省山區,有著全球知名的「中國天眼」,它是當今世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡,能夠捕捉宇宙中更微弱的信號,探測到更暗弱的天體。22年來「中國天眼」團隊付出了無數汗水和精力,才在山坳裡建成了這個世界上獨一無二的超級工程。本期節目中,歐生·優麗來到貴州,走近「中國天眼」及其背後的科學團隊。
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