全球最大望遠鏡貴州完工 觀天巨眼預計於9月竣工

【香港中通社7月3日電】位於中國貴州省黔南州平塘縣大窩氹的世界最大單口徑射電望遠鏡——500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)的最後一塊反射面單元3日成功吊裝,這標誌著FAST主體工程完工,進入測試調試階段。這是全球最大的單口徑射電望遠鏡,這隻“觀天巨眼”預計於今年9月全部竣工,開始探索宇宙深處的奧秘。

世界最大望遠鏡主體完工

中國新聞網3日報道,FAST工程總工藝師王啓明說,4450塊反射面板單元組成近30個標準足球場面積的主動反射面,這是望遠鏡的重要組成。FAST反射面製造與安裝工程的工期從去年8月2日至今年7月3日。每一塊反射面單元均先在地面經過拼裝、測量、報驗等步驟,形成合格單元。通過塔吊、轉運車、纜索吊等一系列複雜的高空工序,再把合格單元運至指定位置進行安裝。

中國科學院國家天文台副台長、FAST工程常務副經理鄭曉年指,FAST是全球最大單口徑射電望遠鏡,其測試調試並無前例可循。“不過,調試過程也是觀測過程,我們已經接收到信號。”他說,未來力爭盡早達到立項設計指標,為中國科學家觀測提供條件。

新華網報道,FAST突破了射電望遠鏡的百米極限,其30個足球場大的接收面積,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。它將在未來10至20年保持世界一流設備的地位。

鄭曉年表示,FAST建成後將成為中國天文學研究的“利器”。它將可能搜尋到更多的奇異天體,用來觀測脈衝星,探索宇宙起源和演化、星系與銀河系的演化等,甚至可以搜索星際通訊信號,開展對地外文明的探索。

FAST項目的科學目標包括巡視宇宙中的中性氫、觀測脈衝星、探測星際分子、搜索可能的星際通訊信號等,其應用目標是在日地環境研究、搜尋地外文明、國防建設和國家安全等國家重大需求方面發揮作用。鄭曉年表示,希望發現銀河系以外的脈衝星,希望中國科學家盡快利用FAST出成果。

央視網此前報道,該500米口徑球面射電望遠鏡系統工程將於今年8月30日前完成,該項目還有衆多配套附屬設施,包括觀景台、步道價梯、賓館、綜合樓等。新華網報道,自2011年3月正式開工建設以來,該工程已完成了圈梁鋼結構安裝、索網製造與安裝、饋源塔製造與安裝、饋源艙安裝調試、綜合布線工程等。

“天文望遠鏡界”新添中國“FAST”

中新社貴州平塘7月3日電,距今400年前,一架口徑為4.2厘米、長約1.2米的天文望遠鏡在歐洲問世。憑著探索宇宙的這扇“窗”,意大利天文學家伽利略觀測到月球環形山、太陽黑子、木星衛星等。

2016年7月,地處中國西南的500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)主體工程完工。這架望遠鏡擁有30個標準足球場大的接收面積,未來目標包括巡視中性氫、觀測脈衝星、搜索可能的星際通訊信號等。

從第一架望遠鏡到最新一架望遠鏡,伴隨製造水平躍昇,人類由此獲悉更多關於宇宙的奧秘。解讀天文望遠鏡界,可以按照探測內容不同而“分門別類”。

最“悠久”的門派當屬探測可見光的光學望遠鏡。以伽利略望遠鏡為發端,它們的口徑越來越大——當前已投入工作的最大口徑光學望遠鏡是凱克望遠鏡,口徑達到10米;它們還突破位置限制——1990年哈勃空間望遠鏡搭乘航天飛機昇空,隨後在探測黑洞、暗物質和恒星演變等方面發揮重大作用。

在地基天文望遠鏡中,目前光譜獲取率最高的是中國自主設計建造的郭守敬望遠鏡(LAMOST)。該望遠鏡首次採用多鏡片拼接主動調節的方式,可同時獲得4000個天體的光譜。

“光譜巡天相當於一次普查,由此可以獲悉天體的溫度、密度、年齡和化學成分等。”中國科學院國家天文台台長嚴俊說,LAMOST首批光譜數據集包含有220萬條光譜,還有108萬顆恒星光譜參數星表。

如果將光學望遠鏡喻為功底深厚、源遠流長的“少林派”,那麼射電望遠鏡就是後激勃發、才俊輩出的“武當派”。

第二次世界大戰以降,無線電技術催生出射電望遠鏡,即“通過接收宇宙中的電波信號來獲取並分析信息”。近年來,衍生出球面射電望遠鏡、拋面射電望遠鏡、帶形射電望遠鏡以及望遠鏡陣。

球面與拋面的區別在於,電磁波平行入射進來,前者將它們聚焦到一條線,後者則將它們聚焦到一個點。儘管FAST屬於球面射電望遠鏡,因其能够在觀測時形成瞬時拋物面,可將無線電信號聚焦到一個點。FAST饋源艙可在6條鋼索的拖動下,精確地運動到焦點以接收信號。

相比而言,拋面射電望遠鏡仍佔多數。這一“支系”中,有位於美國西弗吉尼亞州的綠岸射電望遠鏡,有德國波恩100米望遠鏡,有中國上海佘山65米口徑射電望遠鏡——目前亞洲最大的全可動射電望遠鏡。

與FAST“同宗同源”的有美國於1963年在波多黎各建造的阿雷西博射電望遠鏡,直徑305米。該望遠鏡所在位置位於赤道附近,跟蹤觀測行星、脈衝星和其他天體甚為理想。它曾出現在《007之黃金眼》、《超時空接觸》等影片而廣為人知。

追求口徑,永無止境。在FAST之“上”,既有前蘇聯建造的直徑576米的RATAN—600,還有包括美國甚大陣射電望遠鏡(VLA)、澳大利亞平方公里陣列射電望遠鏡(ASKAP)等。1993年,中國、澳大利亞、加拿大等20個國家的天文學家聯合倡議,籌劃建造接收器面積達到1平方公里的巨型射電望遠鏡(SKA),其靈敏度將比世界上最大的望遠鏡提高兩個數量級。

在天文望遠鏡界,還有興盛於19世紀中期的紅外天文觀測,比如1983年首次發射的紅外天文衛星IRAS,其主體是口徑為57厘米的望遠鏡;有要到距地150千米高度以上進行的紫外觀測,以1972年發射昇空的“哥白尼號”攜帶的紫外望遠鏡為始,陸續發展出極端紫外、遠紫外、紫外等多種探測衛星,覆蓋全部紫外波段;以及γ射線天文學領域的美國康普頓空間天文台、新的γ射線望遠鏡計劃“INTEGRAL”。

值得一提的是,X射線輻射的波段範圍是0.01—10納米,天體的X射線無法達到地面,從20世紀70年代美國先後發射高能天文台1號、2號兩顆衛星以來,X射線觀測和研究逐漸形成高潮。

中國擬在2016年內發射一顆硬X射線調製望遠鏡探測衛星。科學家說,它將實現寬波段X射線巡天,觀測黑洞、中子星、活動星系等高能天體,探索利用X射線脈衝星實現航天器自主導航的技術和原理。