触摸天眼 世界上最大的单口径射电望远镜FAST
FAST全貌。
FAST能搜索100多亿光年宇宙深处的无线电信号。
大窝凼原貌。
2013年12月31日,FAST圈梁工程顺利合龙。
2014年7月17日反射面索网开始安装,2015年2月4日完成安装工作。反射面索网是主动反射面的支撑结构。
2015年8月2日安装第一块单元反射面板。
中间缺口处就是即将完成吊装的最后面板。
文/本报记者 肖慧 实习生 黄菊
图/本报记者 杨俊波 邓刚 通讯员 代传付
大山深处觅影踪
FAST在克度镇,从平塘过去,路旁的青山连绵不绝,不知名的小河,蜿蜒流淌碧水清澈。
岔路口,我们向一位骑摩托的大哥打听克度怎么走。时近中午,大太阳晒得地面和植物都在发光。这位皮肤黑红的大哥,笑呵呵地比比划划说了好久。
我们犹犹豫豫出发,突然看到指路大哥折返,愿意带我们去到前往克度镇的路口。
路遇一座桥,桥下一片静静的水塘,四周被绿色山地植物环绕,很美。指路大哥说,去“天眼”的路上,风景比这个美多了。
中午12时,进入克度镇。感觉到处都在修房子。
弯弯绕绕,大山深处,开过一个不起眼的“天眼”台址大门,我们的车,停在一个普通的施工工地前。
接过安全帽,跟着办公室工作人员小杨,我们从上往下,一直走到“天眼”所在的谷底。
选址洼地费思量
网上看过无数次的银白大“锅盖”,就在眼前。
青青草地上方,“锅盖”底部的面板,就像被无数纵横交错支架凌空支撑起来的一块平板,横亘在天。
明明是弧形的底,怎么好像是巨大的平面面板?小杨笑笑,说这是我们的错觉。
走在谷底,看着支撑“天眼”面板的各种架子、杆子,头皮竟有些发麻。也亏得我们贵州有这么一个大洼地,可以架起这么一个大“锅盖”。
何时开始选择“天眼”台址,时光要倒流20年。
1994年起,天文学家跑到我国西南地区分析了400个洼地,制作出90个候选洼地的模型图像,最终选择了贵州省平塘县的大窝凼洼地作为FAST台址。
为什么选在这里,除了洼地足够合适装得下FAST,贵州特有的喀斯特地质条件也有个好处,雨水可以往地下流,不会淤积在表面损坏望远镜。
选址在此的第三个优点,是“大窝凼”附近5公里半径之内人少,这是理想的无线电环境。
为什么要选一个不被电磁信号干扰的无线电环境?因为射电望远镜要搜索的信号,就是无线电波,比红外线频率更低的电磁波段。
和光学望远镜相比,射电望远镜能搜索更远、更微弱的无线电信号,直到100多亿光年的宇宙深处。
同行的省科技厅工作人员,拿起单反相机和手机,不停拍拍拍。赶紧拍吧,“天眼”开启之后,台址5公里半径之内不能带相机、手机等等有可能产生电磁信号的所有物件。
中国制造特骄傲
机会难得。我们在谷底看到了“天眼”的三大中国自主创新之一:轻型馈源支撑系统,这个馈源支撑系统的核心部件就是馈源舱。什么是馈源舱呢?那就要先简单说说馈源。馈源,听起来很神秘,其实就是接收无线电波的一个装置。
那么馈源舱,顾名思义就是装馈源的舱体。而馈源支撑系统就是用六根钢索拖着馈源舱在高空中运动,让馈源主动地去接收无线电波。你猜那么长的钢索可以拖着30吨的馈源舱运动得多精确吗?48毫米!不足一根手指的长度!
但是这还远远不够,馈源舱里面还装了一个并联机器人,虽然“并联机器人”这个专业词语很难理解,但是你只需要知道它的能力就行,它可以把馈源的定位足足提高到10毫米以内。
从国家天文台的网上公开资料查到,FAST的馈源支撑索驱动是目前世界上在建的最大的索牵引并联机构,没有先例可循。它突破了传统射电望远镜中馈源与反射面相对固定的刚性支撑模式,极大降低了馈源支撑结构的重量和尺寸,减少了对射电望远镜无线电波的遮挡。
在建设过程中,研制出了FAST动光缆,这项光缆技术为世界首创。馈源支撑索驱动集合了天文、机械、通信、测量、控制等十几个专业,多项技术突破了现有的标准和规范。
看不懂啊这么专业的解释!简单说,这种轻型馈源平台可以让“天眼”实现更大面积、更高精度的天文观测,它能把宇宙星空“看”得更清楚。
从谷底往上走,眼看着本来像平板的“锅底”面板,慢慢呈现出半圆弧的形状。
从不同的角度,这些面板呈现出半透明、几乎全透明的不同模样,太阳光透过面板四散开来,好像“天眼”在发光,奇幻得很。
它与号称“地面最大的机器”的德国波恩100米望远镜相比,灵敏度提高约10倍；与排在阿波罗登月之前、被评为人类20世纪10大工程之首的美国阿雷西博(Arecibo)300米望远镜相比,其综合性能提高约10倍。
中国制造,这么厉害!建在我们贵州,特别地与有荣焉、倍感骄傲!
宇宙之谜待破解
我们幸运地站在“天眼”的圈梁之中,相当于走到了它的里面。
放眼前望,银白泛光的面板、直插天际的高塔、陡峭山壁、苍翠山峦、蓝天白云……这一刻,好像我们身处天空之城,盛大而静默。
往下望,“锅盖”中心还有一点空隙没有铺满面板。想象着“天眼”睁开眼睛的那一天,它会看到怎样的宇宙星空?
我们不是天文学家,就像很多普通人一样,自从知道“天眼”的消息就一直好奇,这么费力建成的望远镜,只是用来看星星吗?
当然不。专家提供的FAST研究的重要意义,其中有这么几项:
FAST投入使用后,可观测的天体数目将大幅度增加,天文学家甚至可以通过它,探索宇宙最初始混浊的样子。
我们都知道宇宙大爆炸这个猜想,宇宙的最初,离我们有100多亿光年,光的速度是每秒接近30万公里,光都要走100多亿年,那是多久远的宇宙最初啊!哇,有趣之至!
FAST会搜索可能的星际通讯信号。它将探测宇宙中遥远的信号、物质,例如电磁波、微波、激光、宇宙中的各种气体、有机物、星际物质、恒星等的辐射信息。
如果宇宙中真有“外星人”,“天眼”有可能发现“外星人”的身影。在我们普通人看来,发现“外星人”的喜悦,远远大于对“外星人”袭击地球的恐惧。
好奇!确实是,太多人好奇这个神奇的“天眼”了。有更多的宇宙之谜,等待“天眼”去破解。
下午的太阳,渐渐收敛了刺眼光芒。望着眼前发散柔白金属光泽的“天眼”,我们普通人唯一能做的,就是静静等待,天眼开启。
触摸天眼
6月28日一早,记者从贵阳出发,一路向南,走向“天眼”。
再过两个多月,世界上最大的单口径射电望远镜FAST、中国“天眼”就要睁开眼睛了。
塘边天坑,其深度均超过500米,最大口径为1800米,是世界最大口径天坑。
克度镇村民如今有很多的生产活干,在外打工的年轻夫妇几乎都回乡工作。
塘边双河风光。
FAST项目建设以来,黔南州同步实施FAST观景设施、文化园区建设、交通设施配套等地方配套设施项目,目前进展顺利。
FAST观景设施项目包括FAST观景台、环形观光栈道、游客服务区、停车场、旅游专用公路等项目,总投资1.2亿元。预计今年7月完工投入使用。
文化园区建设项目包括FAST游客服务中心、天文馆、地质馆、民族馆、中轴迎宾广场、星辰主题酒店、天文时光塔、园区路网和桥梁、霸王河沿河景观、暗夜观星园等。其中,星辰主题酒店、天文体验馆、游客接待服务中心、中轴迎宾广场、科普文化园道路网预计今年9月建成并投入使用。
交通设施配套项目。平塘至罗甸高速公路建设项目预计2019年完工。独山至罗甸公路改造项目平塘至董架公路已全线通车。