從20世紀30年代初到現今,人類打開了天文觀測的新窗口,通過非傳統光學波段接收來自宇宙中的電波信號,獲取、分析各種信息。
2015年8月2日,貴州喀斯特洼地建造的500米口徑球面射電天文望遠鏡(FAST)第一塊檢測合格的反射面單元在工程現場成功吊裝,這標志著世界最大的單口徑射電望遠鏡施工進入最后沖刺階段。
一、什么是FAST大型天文望遠鏡
射電望遠鏡(FAST——Five hundred meters Aperture Spherical Radio Telescope)是國家科教領導小組審議確定的九大科技基礎設施之一,采用獨創設計,利用貴州喀斯特洼地的獨特地形,建設的500米口徑球面射電天文望遠鏡(FAST),約30個足球場地大的高靈敏巨型射電望遠鏡。
FAST大型天文望遠鏡發展脈絡:早在1997年,LT(SKA)中國推進委員會提出建造。1998年,FAST項目委員會正式成立。選址在貴州黔南,因為地貌最接近FAST造型,工程開口量最小,喀斯特洼地雨水向下滲透不會腐蝕望遠鏡。附近的5千米半徑內沒有鄉村,是最理想的無線電建設環境。
2015年8月2日,FAST首塊反射面單元吊裝成功。它的建成,將成為世界最大口徑的射電望遠鏡。
天文望遠鏡按照探測的電磁波分類,分為射電望遠鏡(探測無線電)、光學望遠鏡(探測可見光)、紅外線、X射線、伽瑪射線望遠鏡。
射電望遠鏡按照形態分,可以分為球面射電望遠鏡、拋面射電望遠鏡、帶形射電望遠鏡和望遠鏡陣(把單個射電望遠鏡連起來,收集單個望遠鏡的數據)。射電望遠鏡的作用主要是測量天體射電強度、放大射電信號接收機、信息記錄處理顯示系統、收集射電波的定向天線、測量頻譜、偏振量等。
FAST想要實現鏡面式拋物面,進而能一次性將電磁波匯聚成點,因此整個望遠鏡鏡面是由很多塊小面板拼成,每一塊都能在一定的范圍內調整位置(如下圖右)。
三、FAST射電望遠鏡的創新
前面提到,射電望遠鏡按照形態分,可以分為球面射電望遠鏡、拋面射電望遠鏡,FAST射天望在設計之初,設定了500m的直徑,比FAST的前輩——Arecibo 305m 望遠鏡要有進步。它的主射面整體是不可動的,如果被設計成拋面,只能被動觀測掃過它的視場內源,這對于巨大的積分面積、靈敏程度的優化都是沒有益處的。但是球面設計也有缺點,球面射電望遠鏡只能把電磁波聚焦在一條線上。
FAST射電望遠鏡的創新就是主動接受電磁波。在主反射鏡的每個面板上加入實時主動的控制技術,如上文所提到的,整個望遠鏡鏡面是由很多塊小面板拼成,通過主動變形技術實時把面板形成有效照明口徑300米、焦比0.4665的旋轉拋物面,主動聚焦,增加有效的積分面積,同時還可以增加觀測俯仰范圍,增加有效積分時間。
當然,以上的創新,只是FAST的部分創新。FAST在前輩射電望遠鏡基礎上不斷改進,相信未來會有非常出色的表現。
2015年8月2日,貴州喀斯特洼地建造的500米口徑球面射電天文望遠鏡(FAST)第一塊檢測合格的反射面單元在工程現場成功吊裝,這標志著世界最大的單口徑射電望遠鏡施工進入最后沖刺階段。
一、什么是FAST大型天文望遠鏡
射電望遠鏡(FAST——Five hundred meters Aperture Spherical Radio Telescope)是國家科教領導小組審議確定的九大科技基礎設施之一,采用獨創設計,利用貴州喀斯特洼地的獨特地形,建設的500米口徑球面射電天文望遠鏡(FAST),約30個足球場地大的高靈敏巨型射電望遠鏡。
FAST大型天文望遠鏡發展脈絡:早在1997年,LT(SKA)中國推進委員會提出建造。1998年,FAST項目委員會正式成立。選址在貴州黔南,因為地貌最接近FAST造型,工程開口量最小,喀斯特洼地雨水向下滲透不會腐蝕望遠鏡。附近的5千米半徑內沒有鄉村,是最理想的無線電建設環境。
2015年8月2日,FAST首塊反射面單元吊裝成功。它的建成,將成為世界最大口徑的射電望遠鏡。
天文望遠鏡按照探測的電磁波分類,分為射電望遠鏡(探測無線電)、光學望遠鏡(探測可見光)、紅外線、X射線、伽瑪射線望遠鏡。
射電望遠鏡按照形態分,可以分為球面射電望遠鏡、拋面射電望遠鏡、帶形射電望遠鏡和望遠鏡陣(把單個射電望遠鏡連起來,收集單個望遠鏡的數據)。射電望遠鏡的作用主要是測量天體射電強度、放大射電信號接收機、信息記錄處理顯示系統、收集射電波的定向天線、測量頻譜、偏振量等。
FAST想要實現鏡面式拋物面,進而能一次性將電磁波匯聚成點,因此整個望遠鏡鏡面是由很多塊小面板拼成,每一塊都能在一定的范圍內調整位置(如下圖右)。
三、FAST射電望遠鏡的創新
前面提到,射電望遠鏡按照形態分,可以分為球面射電望遠鏡、拋面射電望遠鏡,FAST射天望在設計之初,設定了500m的直徑,比FAST的前輩——Arecibo 305m 望遠鏡要有進步。它的主射面整體是不可動的,如果被設計成拋面,只能被動觀測掃過它的視場內源,這對于巨大的積分面積、靈敏程度的優化都是沒有益處的。但是球面設計也有缺點,球面射電望遠鏡只能把電磁波聚焦在一條線上。
FAST射電望遠鏡的創新就是主動接受電磁波。在主反射鏡的每個面板上加入實時主動的控制技術,如上文所提到的,整個望遠鏡鏡面是由很多塊小面板拼成,通過主動變形技術實時把面板形成有效照明口徑300米、焦比0.4665的旋轉拋物面,主動聚焦,增加有效的積分面積,同時還可以增加觀測俯仰范圍,增加有效積分時間。
當然,以上的創新,只是FAST的部分創新。FAST在前輩射電望遠鏡基礎上不斷改進,相信未來會有非常出色的表現。