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從空中俯瞰500米口徑球面射電望遠鏡饋源艙吊裝。記者謝震霖攝
11月21日上午11時,世界最大單口徑球面射電望遠鏡——500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)饋源艙吊裝成功。這標志著FAST工程饋源支撐系統(tǒng)正式進入六索帶載聯(lián)調(diào)階段,也標志著作為我國重大科技基礎(chǔ)設(shè)施之一的FAST望遠鏡,完成了“點睛之筆”。預計到明年9月,該項目將全部完工。
今天上午10點58分,直徑13米、高7米、重30噸的饋源艙,在6根長達600米的柔韌鋼索的牽引下,從位于FAST底部的艙??科脚_上緩緩升起,以每分鐘6米的速度緩緩上升。11點08分,饋源艙升至距谷底108米處,才懸停下來。
饋源艙是FAST中最關(guān)鍵的設(shè)備,整個望遠鏡所有接收到的無線電波,都要反射到位于饋源艙內(nèi)的饋源,最終通過艙內(nèi)儀器處理之后,將信號通過可自動伸縮的光纜,傳遞到中央控制室。所以,饋源艙必須時刻處在主動反射面所形成的瞬時拋物面的焦點位置。由于FAST“身軀”超大,因此在形成拋物面、跟蹤天體的過程中,必須移動饋源艙,來實現(xiàn)這一目的。
然而,用6根繩索同時控制一個物體,使其即使在風吹雨淋時,也能四平八穩(wěn)地在空中移動,而且移動精度要達到毫米級,是一個世界級難題。經(jīng)過15年潛心研究,F(xiàn)AST工程的科學家與企業(yè)合作,在這一領(lǐng)域做到了“世界第一”:他們開發(fā)出一整套FAST饋源支撐系統(tǒng),主要包括支撐塔、索驅(qū)動、饋源艙、艙停靠平臺。依靠這套系統(tǒng),可以使饋源艙在空中不會上下、左右、前后搖擺或扭動,同時能精確移動到指定地點,誤差僅為48毫米。
“這次我們吊裝的還不是真正的饋源艙,而是它的代用艙?!敝锌圃簢姨煳呐_研究員、FAST工程饋源支撐系統(tǒng)總工程師朱文白介紹,因為此次吊裝需要驗證許多參數(shù),因此艙內(nèi)搭載儀器會與正式艙不同。正式艙內(nèi)會搭載有6桿并聯(lián)機器人,將使饋源艙的定位精度提高到10毫米。
在經(jīng)歷了前期十幾年的預研與立項,F(xiàn)AST工程開始于2011年3月25日,預計于2016年9月完工。它建成后將成為世界上最大口徑的射電望遠鏡,其面積相當于30個足球場,體積足以放下8個“鳥巢”體育場。
射電望遠鏡口徑越大,靈敏度越高。FAST與號稱“地面最大的機器”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阿雷西博305米望遠鏡相比,其綜合性能提高約2.25倍。FAST的觀測頻率為70兆赫到3G赫茲,作為世界最大的單口徑望遠鏡,F(xiàn)AST將在未來10年至20年保持世界一流設(shè)備的地位。
FAST投入使用后,作為一個多學科基礎(chǔ)研究平臺,可觀測的天體數(shù)目將大幅度增加。它將巡視宇宙中的中性氫,研究宇宙大尺度物理學,以探索宇宙起源和演化;它將觀測數(shù)千顆脈沖星,研究極端狀態(tài)下的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與物理規(guī)律;它還將主導國際低頻甚長基線干涉測量網(wǎng)(VLBI),獲得天體超精細結(jié)構(gòu),并為我國深空探測做貢獻。此外,它還將探測星際分子、搜索可能的星際通訊信號,尋找地外生命。
?。ㄔd于《文匯報》 2015-11-22 01版)
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