因此我们在设计FAST的时候着重考虑了望远镜的地理位置选择、承重考量、安全加固、材料使用等等 。
尽可能让FAST轻量化、结构更可靠 , 安全性能更高 。
首先是球面望远镜的形体设计 , 我们抛弃了传统抛物面望远镜的结构设计 , 采用球面结构设计 。
经过天文学家南仁东以及他的团队计算 , 只要可以满足合适的交比 , 300米的抛物面跟球面的偏离只有1.5% , 大约为0.47米 。
基于这一点 , FAST便建立出基准球面 , 并以此为基础 。
只需要建造出这个基准球面 , 再略微改变一下反射面形状 , 就能在球面上形成300米的抛物面 。
这里面最关键的地方便是选址 , 将其建设在哪里 , 如何制造则是主要问题 。
这时也许有人会提问 , 这么大一口“锅”放在这里 , 难道不会积水吗?
事实上这也算在了选址和结构设计中 , 正如我们前面所说 , FAST的灵感来自阿雷西博望远镜 , 它的选址在喀斯特洼地中 。
【若遇到暴雨“天眼”会装满吗?怎么排水?不得不说厉害了我的国】为了给FAST挑选一个合适的场地 , 我国从1994年开始便借助遥感探测在全国范围内进行天然大坑的筛选 。
这个大坑必须满足大型工程建设 , 能够放下一台直径500米的射电望远镜 , 地基结构牢固 。
同时最重要的 , 排水畅通无阻 。 经过专家们各地走访 , 挨个排查了400多个洼地后 。
FAST的选址最终选在了距离平塘县城85公里外 。 罗甸县城45公里附近的金科村大窝峪岩溶洼地 。
贵州最不缺的就是喀斯特地貌 , 并且当地有着极佳的天然大型地陷 , 俗称落水洞 。
展望宇宙
另外这里维度相对较低 , 能够观察到更南部的银河系物体 。
亚热带气候温和 , 虽然会有雨雪天气 , 但不会出现结冰 , 这样便降低了一部分成本 。
地下的排水效果良好 , 历史上当地也没有水淹和毁灭性地震的记载 。
有了自然条件的保障 , FAST的排水工作便很好解决了 。
事实上FAST的表面是由4450块独立的三角形组成的大型抛物面 , 每个连接处都有细小的孔隙方便雨水渗透 。
渗透出来的水流沿着隧道系统流向洼地的地下水水洞 , 完成引水循环 。
所以我们也不用担心雨水会聚集在射电望远镜里面 , 要是真拿它来装水 , FAST的储水量可以给全球每个人来4瓶标准量的矿泉水 。
美国在过去几十年的天文建设中很少再有阿雷西博这样的大型望远镜 , 很大程度上就是因为这种装置比较依赖地形 。
而美国的喀斯特地貌并不完善 , 但在中国 , 云贵川地区最不缺的就是喀斯特地貌 , 大大小小的落水洞数不胜数 。
另外 , 就算选址能够满足 , 观测条件也是一大限制因素 。
所以从这方面来讲 , 国内建设大型射电望远镜有着天然的优势 。
要说这台大家伙的用处那可多了去了 , FAST可以对宇宙起源进行观测 , 了解整个太阳系与地球的联系 。
在无线电频率上 , FAST能够通过观察了解到宇宙中的原子氢 , 中等程度的红移等等 。
由于其灵敏度的提升 , FAST能够更好地观测到毫秒脉冲星、双星脉冲星、河外脉冲星等 。
其中最有看头的就是脉冲星-黑洞双星 , 它能为科学家提供黑洞的精确信息 。
从2016年运行开始 , 中国在天文学方面的相关论文已经发表了数百篇 , 并且不少都是新发现的内容 。
例如在2022年3月的观察中发现 , 电脉冲爆发起源来自宇宙中的双星系统中的磁星 。
又或者是快速射电暴的观察 , 科学家已经发现了多个候选信号来源 , 并且锁定了几个相关的天体 。
中国天眼工程的成功帮助我们进一步了解宇宙 , 同时也在逐渐找回中国科学和文化自信 , 并使全世界重新了解到中国科技的魅力与贡献 。
如今的观察还在继续 , 一个属于中国的天文时代正在开启 。
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