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全球最大的射電望遠鏡

上圖為:目前全球最大的射電望遠鏡——位于美國波多里格的Arecibo,305米口徑天線,天頂掃描角20°。

        擁有世界上最大的固定式單鏡面射電望遠鏡,阿雷西博天文臺是美國最重要的射電天文、行星探測和地球超高層氣流物理學的研究中心。來自全世界的科學家都可以申請使用這臺望遠鏡,但申請的成敗和時間的分配取決于參與申請的研究項目本身。每年大約有200名科學家和大量的學生來到這里進行觀測。這面射電望遠鏡坐落在喀斯特地形區(qū),天然形成的石灰石凹陷為這面305反射鏡的鏡面提供了可以充分利用的幾何形狀。
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        在貴州省平塘縣克度鎮(zhèn)一片名叫大窩凼的喀斯特洼地中,將架起能夠探尋和接受可能存在“地外文明”信息的目前世界上最大單口徑射電天文望遠鏡—500米口徑球面射電望遠鏡,這一項目有望年內(nèi)開建。

500米口徑球面射電望遠鏡(Five hundred meters Aperture Spherical Telescope,簡稱FAST)是國家科教領(lǐng)導(dǎo)小組審議確定的國家九大科技基礎(chǔ)設(shè)施之一,此項目將采用中國科學家獨創(chuàng)設(shè)計,利用貴州獨特喀斯特地形條件和極端安靜的電波環(huán)境,建造一個500米口徑球面射電天文望遠鏡。500米口徑的反射面由約1800個15米的六邊形球面單元拼合而成。此方案改正了球差,簡化了饋源,克服了球反射面線焦造成的窄帶效應(yīng)。利用貴州南部獨特的天然喀斯特洼坑可大大降低望遠鏡工程造價。

它將擁有約30個足球場大的接受面積,建成后將成為世界上最大的單口徑射電天文望遠鏡。與其他望遠鏡不同,它既不是架在山頂,也不遨游太空,而是在貴州一片喀斯特洼地中立足,猶如一只巨大的“天眼”,探測遙遠、神秘的“天外之謎”。

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Arecibo 300米望遠鏡相比,其綜合性能提高約10倍。作為世界最大的單口徑望遠鏡,F(xiàn)AST將在未來20~30年保持世界一流設(shè)備的地位。

  此項目總投資6.27億元,建設(shè)期為5年,項目法人為中國科學院國家天文臺。它的建設(shè)將形成具有國際先進水平的天文觀測與研究平臺,探尋被稱為21世紀物理學最大之謎的“暗物質(zhì)”、“暗能量”本質(zhì),為中國開展宇宙起源和演化、太空生命起源和尋找地外文明等研究活動提供重要支持。

國內(nèi)目前最大的光學天文望遠鏡,在中國科學院云南天文臺麗江觀測站落成并正式投入運行。這臺大型光學天文望遠鏡高8米,重40多噸,通光孔徑2.4米,是東亞地區(qū)最大口徑的通用光學天文望遠鏡之一,可通過遠程控制進行自動操作,綜合性能處于同級望遠鏡的國際先進水平。其終端配置超過3000萬像素的拼接CCD相機,以及我國與丹麥合作研制的暗弱天體光譜儀照相機,主要對恒星和星系進行觀測,用于恒星物理和宇宙科學研究。隨著這架天文望遠鏡投入使用,麗江天文觀測站成為我國南方最重要的天文觀測基地。

FAST在國家重大需求方面有重要應(yīng)用價值。把我國空間測控能力由地球同步軌道延伸至太陽系外緣,將深空通訊數(shù)據(jù)下行速率提高100倍。脈沖星到達時間測量精度由目前的120納秒提高至30納秒,成為國際上最精確的脈沖星計時陣,為自主導(dǎo)航這一前瞻性研究制作脈沖星鐘。進行高分辨率微波巡視,以1Hz的分辨率診斷識別微弱的空間訊號,作為被動戰(zhàn)略雷達為國家安全服務(wù)。作為“子午工程”的非相干散射雷達接收系統(tǒng),提供高分辨率和高效率的地面觀測;跟蹤探測日冕物質(zhì)拋射事件,服務(wù)于太空天氣預(yù)報。

FAST建成后還將作為SKA(1993年由包括中國在內(nèi)的10國射電天文學家聯(lián)合倡議、籌劃建造接收面積為1平方公里的巨型射電望遠鏡,耗資約10億美元)的先導(dǎo)單元,爭取說服國際天文界最終將SKA定位于中國。FAST建在貴州,將會對我國西南貧困山區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和社會繁榮產(chǎn)生不可估量的影響,為國家西部開發(fā)戰(zhàn)略貢獻力量。



工程選址現(xiàn)場照片
 
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