#新华网#星辰大海,才是它的征途——“中国天眼”通过国家验收正( 二 )
从1994年开始选址和预研究 , 到2016年9月25日中国天眼落成启用 , 南仁东率团队用20多年帮助中国实现了追赶建成了世界最大的射电望远镜 。
目光如炬 , 摘星于百亿光年之外
可能有人会问 , 既然中国天眼3年前落成启用了 , 为什么今天才验收呢?实际上 , 要实现科学家的各种观测意图 , 达成稳定可靠的灵敏度 , 对望远镜来说并非易事 。
从世界最大到世界最灵敏 , 正是中国天眼3年来一刻不停调试和试观测的目标和成果 。 它的观测范围能企及河外星系甚至百亿光年之外的宇宙边缘 。
灵敏度和分辨率是射电望远镜的两大核心指标 。 由于星体距离地球十分遥远 , 到达地球时能量微弱 , 灵敏度是科学家发现暗弱天体的能力 , 而要想进一步看清遥远天体的真实面貌 , 就要依靠分辨率 。
灵敏度是最硬的指标 , 基本由望远镜的口径限定死了 。 相比之下 , 分辨率则可以通过多台相对小的望远镜协同配合来提高 。 国家天文台副研究员钱磊介绍 。
开创了建造巨型射电望远镜的新模式 , 突破了传统望远镜的工程极限 , 采用全新设计方案、口径更大的中国天眼 , 比国外同类望远镜的调试期更短 , 远超国际惯例和同行预期 。 姜鹏说 。
从下面的几组数据 , 我们可以窥见中国天眼的身形:
大反射面由4450个反射单元构成 , 总面积为25万平方米 , 相当于30个标准足球场那么大 。 如果把它看成是一口盛满水的锅 , 容量够全世界每个人分到4瓶水 。
巧30吨的馈源舱通过6根钢索控制 , 可以在140米高空、206米的尺度范围内实时定位 。
强能看见更遥远暗弱的天体 , 它1分钟就能发现的星体 , 即使把坐标提供给百米口径的射电望远镜 , 对方也要9分钟才能看见 。
精500米的尺度上测量角度精确到8角秒 , 10毫米的定位精度要求最高做到了3.8毫米 。
但这些设计、性能和精度不是理所当然的 。 姜鹏说 , 天眼的索网结构 , 是世界上跨度最大、精度最高、工作方式最特殊的 。 要实现反射面变形 , 对抗疲劳性能的要求极高 , 现成的钢索实验中都断了 。 如果这个材料和工艺层面的问题不解决 , 整个项目就要停滞 。
回忆10年前的索网攻关 , 姜鹏记忆犹新:我们进行了可能是有史以来最系统、最大规模的索疲劳试验 , 经过近百次失败 , 终于研制出超高耐疲劳钢索 , 在200万次循环加载条件下可达500MPa应力幅 , 国际上尚无先例 。
#新华网#星辰大海,才是它的征途——“中国天眼”通过国家验收正式开放运行。 实际上 , 整个团队各个子系统的研制过程 , 几乎都是如履薄冰 。 从26年前以南仁东为代表的几位科学家 , 发展到今天100人左右、平均年龄35岁、能独立自主设计建造大型射电望远镜和同类天线的队伍 , 前后4代科研工作者前赴后继、扎根深山 , 不负当代天文学弄潮儿 。
一眼当先 , 大装置牵引科技创新
科学技术进步的速度 , 从过去以万年、千年、百年为尺度 , 已经变成现在的十年、一年 , 甚至日新月异 。 但对物理学、天文学来说 , 似乎还在啃量子力学和相对论的老本 。
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