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第11版:科技前沿 PDF版下載

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兵在掌上閱 亮劍彈指間

“中國天眼”望深空


■賀逸舒 茍利軍

一個奇觀,令世界矚目——

射電天文學(xué)領(lǐng)域起步晚于世界近30年的中國,在貴州省平塘縣建成了世界上最靈敏、口徑(500米)最大的球面射電天文望遠鏡(英文簡寫“FAST”),被人譽為“中國天眼”。

這是一項凝聚著中國先進科技的偉大工程,是“觀天巨目”。

“中國天眼”的神奇體現(xiàn)在哪里?

隨著天文學(xué)的發(fā)展,光學(xué)方法已不能滿足人類的觀測需求,通過捕捉來自天體的無線電波進行觀測的射電天文手段便應(yīng)運而生。

射電天文手段觀測到的天體,往往與天文世界中能量的迸發(fā)有關(guān),對研究星系的演化具有重大意義。這使得射電天文學(xué)探索到的宇宙空間達到過去難以企及的深處。捕捉“來自星星的信號”,正是“中國天眼”的核心能力所在。

“排在我們最前列的目標是尋找脈沖星?!薄爸袊煅邸笨偣こ處熗鯁⒚髡f,脈沖星會不斷地發(fā)出脈沖信號,而這種信號非常穩(wěn)定。“找到以后就可以應(yīng)用于深空探測、星際旅行,可以起到導(dǎo)航作用?!?/P>

“我們有信心搜尋到一千顆脈沖星?!痹?020年11月4日中國科學(xué)院國家天文臺舉行的發(fā)布會上,國家天文臺首席研究員韓金林這樣說道。

“中國天眼”擁有比較強的靈敏度,能探測到更暗弱的天體。

高靈敏度,來自它極為精巧的設(shè)計。

首先,用于安放接收天體信號系統(tǒng)的平臺饋源艙,被科學(xué)家們創(chuàng)造性地減重到30噸,并通過6條600多米長的鋼索吊在空中精準定位,使得誤差不超過48毫米。并聯(lián)機器人的二次精調(diào),可以實現(xiàn)高精度指向跟蹤。這樣的工程難度,在世界上前所未有。

其次,“中國天眼”的反射面由4450個反射單元構(gòu)成。當(dāng)反射面變形時,2000多個液壓促動器協(xié)同運動,能帶動4450個反射單元精準定位。這與昆蟲復(fù)眼有異曲同工之妙——都具備視場大、靈敏度高的特點。

最為重要的是,6670根主索、2225個主索點及相同數(shù)量的下拉索,構(gòu)成了當(dāng)今世界跨度最大、精度最高的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)。這讓反射面的變形如臂指使。另外,團隊研制出的超高耐疲勞鋼索,使得“中國天眼”的使用價值大大提升。

這些舉世矚目的“中國智造”背后,凝聚著以南仁東為代表的中國科技工作者數(shù)不盡的心血與汗水。

1994年4月,走了幾百個窩凼的南仁東終于看到了綠水村的大窩凼。站在大窩凼中間,他興奮地說:“這里好圓!”

回顧“中國天眼”走過的歲月,這個大窩凼以仰望的視角,見證著中國球面射電天文望遠鏡的從無到有,見證著“中國天眼”創(chuàng)造的一個又一個紀錄。

當(dāng)初的美好設(shè)想,如今已變?yōu)楝F(xiàn)實——

“中國天眼”開放運行第一年,便多次捕捉到極罕見的快速射電暴爆發(fā),其參與揭示的一種快速射電暴起源機制入選《自然》十大科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

截至目前,中國已發(fā)現(xiàn)300多顆脈沖星,遠超同期國際上其他望遠鏡發(fā)現(xiàn)脈沖星的總數(shù)……

從觀測脈沖星到巡視宇宙中的中性氫,從主導(dǎo)國際低頻甚長基線干涉測量網(wǎng)到搜索可能的星際通信信號,以目標為牽引,“中國天眼”促進著無數(shù)科學(xué)成果的產(chǎn)出,為全人類探索和認識宇宙貢獻著力量。

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