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500米口徑射電望遠鏡——世界*大天文射電望遠鏡

500米口徑射電望遠鏡

——世界*大天文射電望遠鏡

工程投資額:6.27億
工程期限:2007年——2014年

500米口徑射電望遠鏡——世界*大天文射電望遠鏡
上圖為目前全球*大的射電望遠鏡——位于美國波多黎各自由邦的阿雷西博(Arecibo)射電望遠鏡,天線口徑為305米,天頂掃描角20°。Arecibo天文臺和它巨大的望遠鏡系統始建于1963年,由美國國防部投資建設,它是目前世界上靈敏度*高的宇宙監聽系統,能夠接受和分辨出來自數百萬光年以外的宇宙電磁信息。Arecibo望遠鏡自建成以來可謂出盡風頭,1974年該望遠鏡在宇宙深處發現了一個雙生中子星系統,兩名科學家利用這一發現成功驗證了愛因斯坦有名的重力波理論,并借此研究成果獲得了1993年的諾貝爾獎。當Arecibo望遠鏡巨大的天線系統作為外景出現在影片《接觸未來》和007系列影片《黃金眼》后,它壯美的景觀至今還讓全世界的觀眾記憶猶新。不過與影片中所做的描述不同,Arecibo望遠鏡真正用于外星生命研究項目所占用的探測時間其實還不到整個系統工作時間的1%。
 

 
    五年后,在貴州省平塘縣克度鎮一片名叫大窩凼的喀斯特洼地中,將架起能夠探尋和接受可能存在“地外文明”信息的目前世界上*大單口徑射電天文望遠鏡—500米口徑球面射電望遠鏡。


    500米口徑球面射電望遠鏡(Five hundred meters Aperture Spherical Telescope,簡稱FAST)是**科教領導小組審議確定的**九大科技基礎設施之一,此項目將采用中國科學家**設計,利用貴州獨特喀斯特地形條件和極端安靜的電波環境,建造一個500米口徑球面射電天文望遠鏡。500米口徑的反射面由約1800個15米的六邊形球面單元拼合而成。此方案改正了球差,簡化了饋源,克服了球反射面線焦造成的窄帶效應。利用貴州南部獨特的天然喀斯特洼坑可大大降低望遠鏡工程造價。

 

FAST項目具有3項自主**:利用貴州天然的喀斯特洼坑作為臺址;洼坑內鋪設數千塊單元組成500米球冠狀主動反射面;采用輕型索拖動機構和并聯機器人,實現望遠鏡接收機的高精度定位。全新的設計思路,加之得天獨厚的臺址優勢,FAST突破了望遠鏡的百米工程極限,開創了建造巨型射電望遠鏡的新模式。

 

500米口徑射電望遠鏡

臺址的選定十分關鍵,要考察的因素很多,如氣候、氣象、土地利用、無線電環境、地質、人口、經濟、勞動力、電力、交通、通信、網絡、土地等,因為其中任何一項對今后的運行都會產生影響。貴州省平塘縣這一喀斯特地區發育的洼坑,就像一個天然的巨碗,剛好盛起望遠鏡約20萬平方米的巨型反射面。建成后的望遠鏡將會填滿整個山谷。大窩凼不僅具有一個天然的洼地可以架設望遠鏡,而且喀斯特地質條件可以保障雨水向地下滲透,而不在表面淤積,腐蝕和損壞望遠鏡。此外,還有極端寧靜的自然環境,由于無線電環境對射電望遠鏡影響極為重要,項目地址半徑5公里之內必須保持寧靜和電磁環境不受干擾。大窩凼附近沒有集鎮和工廠,在5公里半徑之內沒有一個鄉鎮,25公里半徑之內只有一個縣城,是*為理想的選擇。

它將擁有約30個足球場大的接受面積,建成后將成為世界上*大的單口徑射電天文望遠鏡。與其他望遠鏡不同,它既不是架在山頂,也不遨游太空,而是在貴州一片喀斯特洼地中立足,猶如一只巨大的“天眼”,探測遙遠、神秘的“天外之謎”。

FAST與號稱“地面*大的機器”的德國波恩100米望遠鏡相比,靈敏度提高約10倍;與排在阿波羅登月之前、被評為人類20世紀十大工程之首的美國Arecibo 300米望遠鏡相比,其綜合性能提高約10倍。作為世界*大的單口徑望遠鏡,FAST將在未來20-30年保持世界**設備的地位。

此項目總投資6.27億元,建設期為5年,2008年12月26日在貴州平塘正式開工。項目法人為中國科學院**天文臺。它的建設將形成具有國際**水平的天文觀測與研究平臺,探尋被稱為21世紀物理學*大之謎的“暗物質”、“暗能量”本質,為中國開展宇宙起源和演化、太空生命起源和尋找地外文明等研究活動提供重要支持。
 

FAST在基礎研究領域和**重大需求方向的意義
      FAST作為一個多學科基礎研究平臺,有能力將中性氫觀測延伸至宇宙邊緣,觀測暗物質和暗能量,尋找**代天體。能用一年時間發現約7000顆脈沖星,研究極端狀態下的物質結構與物理規律;有希望發現奇異星和夸克星物質;發現中子星——黑洞雙星,無需依賴模型**測定黑洞質量;通過**測定脈沖星到達時間來檢測引力波;作為*大的臺站加入國際甚長基線網,為天體超精細結構成像;還可能發現高紅移的巨脈澤星系,實現銀河系外**個甲醇超脈澤的觀測突破;用于搜尋識別可能的星際通訊信號,尋找地外文明等等。
      FAST在**重大需求方面有重要應用價值。把我國空間測控能力由地球同步軌道延伸至太陽系外緣,將深空通訊數據下行速率提高100倍。脈沖星到達時間測量精度由目前的120納秒提高至30納秒,成為國際上***的脈沖星計時陣,為自主導航這一前瞻性研究制作脈沖星鐘。進行高分辨率微波巡視,以1Hz的分辨率診斷識別微弱的空間訊號,作為被動戰略雷達為****服務。作為“子午工程”的非相干散射雷達接收系統,提供高分辨率和**率的地面觀測;跟蹤探測日冕物質拋射事件,服務于太空天氣預報。


      FAST研究涉及了眾多高科技領域,如天線制造、高精度定位與測量、高品質無線電接收機、傳感器網絡及智能信息處理、超寬帶信息傳輸、海量數據存儲與處理等。FAST關鍵技術成果可應用于諸多相關領域,如大尺度結構工程、公里范圍高精度動態測量、大型工業機器人研制以及多波束雷達裝置等。FAST的建設經驗將對我國制造技術向信息化、極限化和綠色化的方向發展產生影響。

500米口徑射電望遠鏡——世界*大天文射電望遠鏡
2010年12月21日,中國航空工業集團貴州云馬飛機制造廠,運用航空制造技術,成功完成了FAST項目12米相似三角形鋁合金面板模型制作。該模型由100個1.2米等邊三角形構成,每個等邊三角形交點孔位精度保持在0.1-0.15毫米。整個FAST項目,共需要制造安裝46萬塊1.2米等邊三角形面板。

 

FAST的系統構成

射電天文望遠鏡通常由三個主要部分構成:匯聚電磁波的反射面、收集信號的接收機以及指向裝置。 FAST在貴州喀斯特洼地內鋪設口徑為500米的球冠形主動反射面,通過主動控制在觀測方向形成300米口徑瞬時拋物面;采用光機電一體化的索支撐輕型饋源平臺,加之饋源艙內的二次調整裝置,在饋源與反射面之間無剛性連接的情況下,實現高精度的指向跟蹤;在饋源艙內配置覆蓋頻率70MHz—3GHz的多波段、多波束饋源和接收機系統;針對FAST科學目標發展不同用途的終端設備;建造**的天文觀測站。


 

FAST項目進展情況
    FAST的預研究歷時13年,1993年國際無線電聯大會上,包括我國在內的10國天文學家提出建造巨型望遠鏡計劃。自1994年,我國天文學家提出在貴州喀斯特洼地中建造大口徑球面射電望遠鏡的建議和工程方案,它是我國射電天文學家根據國際大環境、我國特有的地理條件、國內外合作、和工程團隊不斷探索,逐步研究和提出來的。這一研究工作得到了國際天文學界的廣泛支持,目前我國經濟實力、制造能力、天文學發展、方案設計、地質條件等許多方面都達到了可以建造這樣一個大射電望遠鏡的條件和能力。

建造如此巨大的射電望遠鏡國際上沒有先例,很多技術更是要靠我們自己鉆研和解決,特別是在選址、主動反射面設計、饋源(注:饋源可理解為拋物面天線的焦點處設置的一個收集衛星信號的喇叭式裝置)支撐系統優化、饋源與接收機及關于測量與控制技術等方面,面臨巨大課題和挑戰,只有這些問題解決了,才能動手建造。自1994年起,中國科學院**天文臺等20多所科研院所和知名高校,開展了對FAST的長期合作研究,同時FAST被列入首批**知識**工程重大項目。通過10多年的探索,完成了預研和優化研究兩個環節,具備了建造世界上*大的射電望遠鏡的科技實力。

 

2007年7月10日,**發展和改革委員會原則同意將FAST項目列入**高技術產業發展項目計劃(發改高技[2007]1538號文件),要求抓緊開展可行性研究工作,在條件具備后上報可行性報告。

 

FAST的總體技術指標
主動反射面          半徑300m, 口徑500m,球冠張角 110-120°
有效照明口徑        Dill=300m
焦比                0.467
天空覆蓋            天頂角40°
工作頻率            70MHz-3GHz
靈敏度(L波段)       天線有效面積與系統噪聲溫度之比 A/T~2000 m2/K
系統噪聲溫度        T~20K
分辨率(L波段)       2.9′
多波束(L波段)       19個
觀測換源時間        <10min
指向精度            8″

 衡量射電望遠鏡是否**,主要的指標是靈敏度和分辨率。為提高靈敏度,常用的辦法有降低接收機本身的固有噪聲、增大天線接收面積、延長觀測積分時間等。而分辨率則是指對臨近的不同波長的射電的區分能力。怎樣提高射電望遠鏡的分辨率呢?對單天線射電望遠鏡來說,天線的直徑越大,分辨率越高。所以,射電天文學家一直追求大而精的反射面、盡可能低噪聲的接收機、并配置適應不同觀測課題的較完備的后端,以滿足射電天文學發展的需要。

    FAST,主反射面由460000塊三角形單元拼接成球冠,口徑達到500米,接收面積相當于30個足球場,比目前*大的射電望遠鏡阿雷西博有效接收面積擴大了2.3倍,意味著其靈敏度分別是目前世界上幾個*大的射電望遠鏡——VLA(美國的特大天線陣)、阿雷西博和印度GMRT(巨型米波射電望遠鏡)的5.4倍、2.3倍和1.5倍,其可探測射電源數在相同天空覆蓋情況下增加約10倍。

500米口徑射電望遠鏡——世界*大天文射電望遠鏡
這是二戰時期,法國杜夫爾-拉代利夫朗德附近使用的一部防空預警雷達。射電天文技術*初的起步和發展得益于二戰后大批退役雷達的“軍轉民用”。射電望遠鏡和雷達的工作方式不同,雷達是先發射無線電波再接收物體反射的回波,射電望遠鏡只是被動地接收宇宙天體發射的無線電波。

 

射電天文學的誕生

    19世紀以前,人們一直認為,從天上來到人間的**信息是天體發出的可見光,從來沒有人想起過,天體還會送來眼睛看不見的“光”。 1800年,英國天文學家赫歇耳在測量太陽光譜不同區域的溫度時,發現光譜紅端之外沒有陽光地方的溫度竟然比可見光之處的溫度還高,他把這種專線稱為“看不見的光線”,也就是我們現在所說的“紅外線”。1801年,德國物理學家約翰·里特爾又發現了“紫外光”。

    這樣,在十九世紀初,人們開始認識到在可見光之外還存在著人眼看不見的輻射。1870年,蘇格蘭物理學家麥克斯韋建立了一套完整的電磁學理論。根據他的理論,電磁場周期性的變化會產生“電磁輻射”——電磁波。電磁波具有比已經觀測到的紫外線更短、比紅外線更長的任意波長。可見光是一種電磁波,它只占電磁波譜的很小一部分。至20世紀初,人們已經在地面實驗室中發現了從波長短于0.01毫微米的γ射線到波長大于50O毫米以上的無線電波整個電磁輻射的跨度。它從短波端的γ射線開始,經過X射線,紫外線,可見光,紅外線,直到越來越長的無線電波。今天的天文學家擁有多種類型的天文望遠鏡,可以探測到天體在各個波段的電磁輻射信號,能更**地認識和研究天體的性質,今天的天文學被稱為全波段天文學。
1924年,人們在測量地球電離層的高度時,發現波長短于60米的無線電波穿過電離層飛向太空,一去而不復返。這就啟發人們,天體發出的短于60米的無線電波,也將穿過電離層射到地球表面,也就是說,地球大氣向人們敞開著一扇“無線電窗口”,它的波長范圍從0.1厘米一直延伸到60米左右。

 

射電天文學的開創者卡爾·揚斯基(Karl Guthe Jansky),并不是天文學家,而是一位從事無線電工作的美國工程師。揚斯基生活的時代,正是無線電工程學迅猛發展的時代。1931年,他在美國新澤西州貝爾電話實驗室研究和尋找干擾無線電波通訊的噪聲源時,發現除去兩種雷電造成的噪聲外,還存在著第三種噪聲,那是一種很低又很穩定的“哨聲”,每隔23小時56分04秒出現*大值。揚斯基對這一噪聲進行了一年多的**測量和周密分析,終于確認這種“哨聲”來自地球大氣之外,是銀河系中心人馬座方向發射的一種無線電波輻射(也稱為射電輻射)。
 
這個意外的發現,引起了天文學界的震動,同時令當時人們感到迷惑,誰也不認為一顆恒星或一種星際物質會發出如此強烈的無線電波。但是,另一位美國無線電工程師G·雷伯,卻堅信揚斯基的發現是真實的。他研制了一架直徑為9.6米的金屬拋物面天線,并把它對準了揚斯基曾經收到宇宙射電波的天空。這是一架在**次世界大戰以前全世界****的拋物面型射電望遠鏡。1939年4月,他再次發現了來自銀河系中心人馬座方向的射電波,所不同的是,揚斯基接收的是波長為14.6米的無線電波,而他接收到的是1.9米的無線電波。這樣,雷伯不僅證實了揚斯基的發現,同時還進一步發現了人馬座射電源發射出許多不同波長的射電波。以后,他又發現了其它新的射電源,并在1.9米的波長處做出了**幅“射電天圖”。1940年,雷伯發表了他的研究成果,這些成果受到了人們的重視,但是由于**次世界大戰,射電天文學的研究剛剛起步,就被迫中斷。
**次世界大戰期間,英國人首先發明了雷達,并用它來預警德國飛機的入侵。1942年2月,在英國**許多雷達站里,同時發現了突然的干擾,英國政府很緊張,以為是德國使用了反雷達的新式武器,于是馬上成立技術小組進行調查,后來發現,竟是來自太陽的天然干擾。雖然虛驚一場,但是卻**次探測到來自太空的一個具體的可見天體發出的無線電波,從而太陽成了首先確定的射電源。這又一次的重要發現,終于使天文學家認識到,宇宙天體就像發射可見光波一樣發射無線電波。從此,人們獲得了通過無線電波探索宇宙奧秘的新途徑,射電天文學逐步發展起來。

 

世界主要射電望遠鏡

    射電望遠鏡與光學望遠鏡不同,它既沒有高高豎起的望遠鏡鏡筒,也沒有物鏡、目鏡,它由天線和接收系統兩大部分組成。巨大的天線是射電望遠鏡*顯著的標志,它的種類很多,有拋物面天線、球面天線、半波偶極子天線、螺旋天線等。*常用的是拋物面天線。天線對射電望遠鏡來說,就好比是它的眼睛,它的作用相當于光學望遠鏡中的物鏡,它要把微弱的宇宙無線電信號收集起來,然后通過一根特制的管子(波導)把收集到的信號傳送到接收機中去放大。接收系統的工作原理和普通收音機差不多,但它具有極高的靈敏度和穩定性。接收系統將信號放大,從噪音中分離出有用的信號,并傳給后端的計算機記錄下來。

    射電望遠鏡的基本原理和光學反射望遠鏡相似﹐投射來的電磁波被一**鏡面反射后,同相到達公共焦點。用旋轉拋物面作鏡面易于實現同相聚焦﹐因此﹐射電望遠鏡天線大多是拋物面。因為射電望遠鏡的極限分辨率取決于望遠鏡的口徑和觀測所用的波長。口徑越大,波長越短,分辨率越高。由于無線電波的波長要遠遠大于可見光的波長,因此射電望遠鏡的分辨本領遠遠低于相同口徑的光學望遠鏡,而射電望遠鏡的天線又不能無限做大。這在射電天文學誕生的初期嚴重阻礙了射電望遠鏡的發展。 
    射電天文學中按電磁波波段區分﹐使用毫米波段(波長1—10毫米,頻率為30—300GHz)和亞毫米波段(波長約為0.35—1毫米,頻率為300—1,100GHz)進行天文觀測研究的一個分支。20世紀50年代研制成一系列小型毫米波射電望遠鏡﹐主要用于測量大氣對毫米波傳播的效應和觀測太陽﹑月球和行星的準熱輻射。到六十年代后期﹐從毫米波向短波方向和從紅外波段向長波方向的技術發展使天文觀測進入了亞毫米波段。亞毫米波與較低頻段的微波相比,其特點是:①可利用的頻譜范圍寬,信息容量大;②天線易實現窄波束和高增益,因而分辨率高,抗干擾性好;③穿透等離子體的能力強;④多普勒頻移大,測速靈敏度高。其缺點是在大氣中的傳播衰減嚴重和器件加工的精度要求高。毫米波、亞毫米波與光波相比,受自然光和熱輻射源的影響小。

    1962年,英國劍橋大學卡文迪許實驗室的賴爾(Martin Ryle,1918—1984)利用干涉的原理,發明了綜合孔徑射電望遠鏡,大大提高了射電望遠鏡的分辨率。其基本原理是:用相隔兩地的兩架射電望遠鏡接收同**體的無線電波,兩束波進行干涉,其等效分辨率*高可以等同于一架口徑相當于兩地之間距離的單口徑射電望遠鏡。賴爾因為此項發明獲得1974年諾貝爾物理學獎。

    1946年﹐英國曼徹斯特大學開始建造直徑66.5米的固定拋物面射電望遠鏡。 1955年,英國在曼徹斯特的焦德雷爾班克觀測站建成直徑76米的Lovell全可動拋物面射電望遠鏡,并在1957年跟蹤蘇聯發射的**顆人造地球衛星時發揮重要作用,從此聞名于世。1959年,Lovell射電望遠鏡*先接收到一架俄羅斯月球探測器發回來的圖片。20世紀60年代以來﹐相繼建成的有美國國立射電天文臺的42.7米射電望遠鏡,加拿大的46米射電望遠鏡﹑澳大利亞的64米的Parkes射電望遠鏡,它們都是全可轉拋物面射電望遠鏡。

500米口徑射電望遠鏡——世界*大天文射電望遠鏡

    1955年,英國在曼徹斯特的焦德雷爾班克(Jodrell Bank)觀測站建成直徑76米的全可動拋物面射電望遠鏡,并在1957年跟蹤蘇聯發射的**顆人造地球衛星時發揮重要作用,從此聞名于世。該望遠鏡以英國射電天文的奠基人,曼切斯特大學教授洛維爾(Lovell)爵士命名。這是世界**臺巨型可動射電望遠鏡。

500米口徑射電望遠鏡——世界*大天文射電望遠鏡

 

    1963年,美國在位于中美洲波多黎各島上的阿雷西博天文臺(Arecibo Observatory)的阿雷西博射電望遠鏡建成,阿雷西博射電望遠鏡是固定在山谷當中的單口徑球面天線,口徑305米(1000英尺),這是世界上*大的單面口徑射電望遠鏡,由康奈爾大學管理,后擴建為350米。阿雷西博望遠鏡是固定望遠鏡,不能轉動,只能通過改變天線潰源的位置掃描天空中的一個帶狀區域。1974年,為慶祝改造完成,阿雷西博望遠鏡向距離地球25,000光年的球狀星團M13發送了一串由1,679個二進制數字組成的信號,稱為阿雷西博信息。

500米口徑射電望遠鏡——世界*大天文射電望遠鏡

    1961年,澳大利亞**射電天文臺在新南威爾士州帕克斯(Parkes)小鎮以北20公里處,建成了帕克斯天文觀測站。該站建有一臺口徑為64米的射電望遠鏡,是南半球**大的射電望遠鏡。1969年7月20日,美國阿波羅11號宇宙飛船登月成功。其從月球發回、向全球直播的電視信號,就是由這架射電望遠鏡接收的(另一臺位于加利福尼亞州的金石(Goldstone)地面站)。1970年,還是這臺望遠鏡,幫助發生爆炸事故的“阿波羅13”號宇航員重返地球。從此以后,它協助了很多太空飛行任務,其中包括1996年前往木星的“伽利略”號探測器。該望遠鏡目前仍然在使用中,只在“公眾日”可以進入內部參觀,并有天文學家講解。望遠鏡下面設有游客接待室和科普電影放映室。

500米口徑射電望遠鏡——世界*大天文射電望遠鏡

1972年8月1日,聯邦德國在波恩市西南大約40公里的埃費爾斯貝格的一個山谷中,建成了當時世界*大的全向轉動拋物面射電望遠鏡——埃費爾斯貝格(Effelsberg)。該望遠鏡于1968年開始建造,其拋物面天線直徑達100米,屬麥克斯威爾·普朗克射電天文研究所,是當時口徑*大的可跟蹤射電望遠鏡。經過技術改造,現能觀測90厘米—3.5毫米的射電輻射。

500米口徑射電望遠鏡——世界*大天文射電望遠鏡
 

    1981年,美國**射電天文臺(NRAO),耗資7800萬美元,在新墨西哥州海拔2124米的圣阿古斯丁平原上,建起了世界*大的綜合孔徑射電望遠鏡——甚大陣射電望遠鏡(Very Large Array,縮寫為VLA)。這是由27臺25米口徑的天線組成的射電望遠鏡陣列,每個天線重230噸,架設在鐵軌上,可以移動。27個龐然大物排成一個“Y”形,三條鐵軌鋪成的基線互成120度交角,分別長21、21、19千米。每座天線均可以抵御時速100公里的颶風和冰凍低溫環境。為了降低儀器中的噪聲,其電子系統一直處于零下257攝氏度的超低溫狀態。VLA工作于6個波段,*高分辨率可以達到0.05角秒,與地面大型光學望遠鏡的分辨率相當。

 

    天文學家已經使用該望遠鏡獲得了不少重要發現,比如水星上的水、銀河系內的微類星體,遙遠星系周圍的愛因斯坦環,發出伽瑪射線暴的星系,等等。(注:恒星發出的光線可以繞過途徑的大質量天體而重新匯聚。也就是說,天文學家可以觀測到被天體遮擋的恒星,觀測的結果是個環,這被稱為“愛因斯坦環”。

 

500米口徑射電望遠鏡——世界*大天文射電望遠鏡

    2000年8月22日,美國**射電天文臺(NRAO)在西弗吉尼亞州坡卡洪塔縣的Green Bank(綠岸),建成了世界*大的全天可動的單天線射電望遠鏡——綠岸望遠鏡(Green Bank Telescope ,縮寫GBT)。這臺望遠鏡高146 米,重7700噸,耗資7900萬美元。其碟形天線尺寸為100米x110米,接收面積7854平方米,焦距60米;通過直徑64米的圓型水平輪軌,來調節碟形天線朝向,并能調整每一塊鋁制面板的位置,糾正鏡面的形狀,從而讓科學家能利用綠岸射電望遠鏡獲得5度多的仰角天空全視圖。

    綠岸位于西弗吉尼亞州邊界,掩藏于阿巴拉契亞山脈的森林中。這里人煙**,是全美人口密度*低的地方。周圍的群山成為天然的無線電波屏障。1958年,美國聯邦通信委員會(FCC)規定,為保護射電望遠鏡不受干擾,在綠岸附近34000平方公里范圍內(與我國臺灣省面積相當),設立“美國**無線電安靜區”(National Radiao Quiet Zone),禁止無線電發射。安靜區里的居民都必須遵守特殊的規則:微波爐、無線電話被禁止使用;普通汽油機車也被禁止。天文臺的工作人員使用的全是上世紀60年代的老式柴油汽車,沒有火花塞或者現代電子裝置。天文臺上空通信衛星倒不會構成威脅,因為它們使用不同的電波頻率。科學家甚至擔心他們使用的電腦顯示器產生的微量輻射也可能污染數據。綠岸的控制室距離望遠鏡2英里之外,窗戶上覆蓋著厚厚的銅質百葉,門的厚度比得上銀行金庫的門,一切都是為了避免無線電干擾。主控制室容納的臺式電腦數量相當于一個小型城市的交通控制中心。

    綠岸望遠鏡的設計是非同尋常型的。通常射電望遠鏡的天線都有若干支架以支持次級反射面,這種支架會阻礙電磁波從而影響天線的**指向,綠岸望遠鏡采取的是不遮擋設計。這種不遮擋設計雖然使造價昂貴但卻具有****的科學**性。為了實現這種不遮擋設計,在望遠鏡的主軸外有一巨大的饋源臂。

 

500米口徑射電望遠鏡——世界*大天文射電望遠鏡

位于美國波多黎各自由邦的Arecibo射電望遠鏡,天線口徑為305米。

 

     2002年10月,中國電子科技集團公司第54研究所,在北京密云天文臺啟動50米射電望遠鏡工程。該鏡天線高56米,總重680噸,由結構、饋源和伺服控制三部分組成;歷時4年建成,2006年10月通過驗收評審,已成為我國深空探測和射電天文的重要設備;在嫦娥工程中,承擔著科學數據接收和VLBI精密測軌兩項重要任務,成功地接收到**張月球照片,標志著嫦娥工程的圓滿成功。

    2009年12月29日,上海天文臺在松江佘山舉行65米射電望遠鏡奠基儀式。該鏡由中國電子科技集團公司第54研究所承建,天線口徑65米,高度70米,總重約2700噸。天線拋物面共14環由1008塊面板鋪成,底部為直徑為42米的環形軌道,用于鏡身調向。該臺望遠鏡可用于我國探月二、三期工程、火星探測及其它深空探測工程,成為亞洲VLBI(甚長基線干涉測量)的組成部分。

    2010年12月初,中國**天文臺召開了“中國射電望遠鏡陣”(China-ART)科學與技術目標咨詢會,這是面向**“十三五計劃”提出的天文項目。China-ART初步規劃由12臺80米射電望遠鏡組成,其中10臺望遠鏡組成致密中心陣,建于無線電干擾極小的青藏高原或川西地區;其余2臺望遠鏡建在東北和西南,與在建的上海65米和即將建設的烏魯木齊80米射電望遠鏡一起分布在中國各地。China-ART具有極高的靈敏度和角分辨率,它們聯合觀測時相當于304米有效口徑,與我國在建FAST的發現能力匹配,其威力是目前世界*好的射電望遠鏡陣VLA的5倍,VLBA的14倍。

    2011年7月,中國科學院**天文臺烏魯木齊天文站,經過四年選址,確定在新疆奇臺縣半截溝鎮石河子村,建設110米全可動射電望遠鏡。該鏡由中國電子科技集團公司第39研究所承建,建成后將成為世界*大可動射電望遠鏡。其建成后作為探月工程、火星探測等深度空間探測重要設備,可滿足多個基礎科學研究需要。110米大口徑射電天文望遠鏡科學目標包括脈沖星觀測研究、恒星形成與演化研究、高精度VLBI(甚長基線干涉測量)天體測量及天文地球動力學和空間VLBI研究、活動星系核研究、巡天發現更多未知天體等,其科學應用將集中于3方面:一是航天器VLBI深空探測,包括探月、火星探測、深空測軌應用;二是脈沖星深空自主導航應用;三是脈沖星時間基準。

 

500米口徑射電望遠鏡——世界*大天文射電望遠鏡
嫦娥一號拍攝月球表面照片

 

蘇公網安備 32070502010593號

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