最大的望远镜碟

中国可变形天线,用于绘制宇宙星图。

过去 50 年来,想要研究由恒星死亡后形成的致密、旋转残骸以及星系结构的射电天文学家,都会前往波多黎各的阿雷西博天文台,那里拥有世界上最大的射电望远镜。这个仪器(捕捉 3 厘米到 6 米的波长)坐落在一个宽阔的圆形地陷中,在丛林山丘中形成了一个 1000 英尺宽的铝制“陨石坑”。然而,不久之后,天文学家将拥有一个更加庞大的仪器:中国耗资 1.22 亿美元建造的“五百米口径球面射电望远镜”(FAST)。

与阿雷西博望远镜一样,FAST 也将建在一个很久以前由地下溶洞塌陷形成的洼地中,但它将位于一个更偏远的地区,射电干扰更少。而且 FAST 将比阿雷西博望远镜有两个主要优势。首先,它 1640 英尺宽的碟面(表面积大于 40 个足球场)使其能够收集 10 厘米到 4.3 米的射电波,覆盖更大的区域,灵敏度是阿雷西博的 2.5 倍以上。其次,由于这么大的碟面无法移动以调整焦点,它将由小型面板组成,这些面板可以移动以创建更小的子碟面,从而指向其他方向。

去年秋天,政府资助项目的工人完成了贵州省碟面场地的塑造工作。如果项目按计划进行,天文学家将从 2016 年开始使用 FAST 来拼凑星系的演化史,搜寻地外生命,并探测来自数万颗旋转中子星发出的微弱、有节奏的无线电脉冲。

Don Foley

1)碟面

FAST 碟面直径为 1640 英尺,由 4400 个可旋转和摆动的三角形铝制面板组成。

2)接收舱

一个 30 吨的舱室——悬挂在碟面上方 450 英尺处——装有九套接收器,可以调谐以接收不同的射电频率并进行放大。然后,通过光纤电缆将数据发送到地面的控制中心。接收舱、电缆和其他机构通过一个传感器系统(通过激光照射接收舱反射光束)感知其位置,并移动舱室以对准任何碟面形状的焦点。

3)钢索网

2300 根钢缆将面板连接到地面的执行器上。钢缆以 0.2 英寸的精度移动面板。

4)碟中碟

主碟面太大,无法作为一个整体移动。取而代之的是,小型面板可以移动,形成一个面积约为整个碟面一半的抛物面碟。这个较小的碟面可以指向天空的不同区域。

5)面板传感器系统

为了跟踪每个面板移动时的位置,接收舱会通过 1000 个反射靶中的一些反射光束,然后用三个光学传感器记录它们的反射。

此外:图集:现存七个最令人惊叹的望远镜

 

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