中国最大的射电望远镜将对物理做出怎样的贡献?我们先来看看关于这个大望远镜是什么样的。
1、关于体量
其总计要使用4450块三角面板,总重量超过2000吨,堪称我国新的科技奇迹。
2、关于选址
提到贵州,有这样一个说法:“天无三日晴,地无三尺平”,贵州地处亚热带湿润季风性气候区,这里沉积了厚厚的碳酸盐岩,加之地质、气候、水文等因素的影响,喀斯特地貌得到良好的发育,特别在贵州南部,发育了大量喀斯特峰丛洼地。这种特殊的喀斯特地貌虽然造成了地面坑坑洼洼,交通设施建设受到巨大影响,不过其中的洼地却是FAST望远镜最理想的选址,一方面,地貌最接近FAST造型,工程开口量最小,可以大大减少工程成本;另一方面,喀斯特地质条件可以保障雨水向下渗透,从而不会腐蚀到望远镜。
别看这口“大锅”名字叫“快”(Five hundred meters Aperture Spherical Radio Telescope英文缩写FAST),但整个项目过程从选址到建设却经历了20多年漫长的时光。
目前被确定为FAST台址的黔南“大窝凼”地区,是专家们先根据卫星遥感影像,对400多个备选洼地从形态特征、水文、地质、气象及电波环境等诸多方面进行初评,然后又通过计算机模拟工程填挖量,从中选出30多个实地考察,最后才选中了不大不小,深度合适,形状很圆,适于施工建设的“大窝凼”。山路崎岖,实地选址考察这个过程可是异常艰辛呐。
关于Fast台址原来啥样?它的建造过程如何?感兴趣的小伙伴可以通过下面这个4分钟的纪录片了解一下:
因为有前面提到的“大妈之问”,这里对FAST的排水系统也多说一句吧,作为好奇宝宝的代表,在听说了“大妈之问”后,分别请教了FAST的项目首席科学家李菂老师以及工程办公室的张蜀新主任,他们给出的解答简要地说是这样滴:
喀斯特地形形成的天坑底部多有暗河和落水洞,而FAST望远镜的底部在暗河基础上又修了一公里的引水渠,同时,FAST望远镜虽然被戏称为“大锅”,甚至有吃货小伙伴对于用它来煮东西吃浮想联翩,不过它的反射面如前面提到的是由四千多块儿面板拼合而成,面板与面板之间是有接缝的,雨雪等可以通过这些接缝自然地排走。
是不是很神奇?
说了这么多,咱们费钱费力建造这么一个大工程究竟是用来做什么的呢?
据介绍,利用FAST,人类可以观测脉冲星、中性氢、黑洞等等这些宇宙形成时期的信息,还有对小伙伴们来说更更好奇的一点,就是用来捕捉外星生命的信号。
对想要寻找外星生命的人们来讲,FAST能够比目前的设备进一步的是,一旦接收到外星生物发射的信息,FAST能够准确地指出,它们是从哪个方向来的。
FAST建成之后,在接收来自宇宙的电波方面的能力将是最出色的(科学家称FAST至少可以领先世界20-30年),这不仅依靠巨大的反射面,而且,FAST还有个灵敏的核心部件——馈源舱。
馈源就是天线,用来接收来自宇宙的无线电波,馈源舱是承载馈源的舱体,如果把FAST比作一个天眼,那么馈源舱就相当于是瞳孔,起到一个聚焦的作用。正式投入使用之后,馈源舱会随着探测的需要沿球面中心轴做上下运动。支持它运动的是6座位于FAST望远镜圈梁边山上的馈源塔,它们通过钢缆,拉动重达30吨的馈源舱升起和降落。
关于馈源舱的作用,怎么强调都不为过,因为它的定位精度直接决定着整个FAST望远镜系统收集到的无线电波的多少。
射电望远镜主要是通过接收来自宇宙的电磁信号开展工作的,FAST望远镜自身并没有强大的辐射,之所以选择把它建在山里,就是考虑到尽量远离人烟,避免它工作时受到人为信号的干扰,要知道,甚至连周边的手机信号都会对它造成干扰,所以,如果你有机会参观这口“大锅”的话,记得要关闭手机哦。
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