嘭！航拍的FAST長(zhǎng)這樣——

航拍FAST

再近一點(diǎn)——

俯視FAST

再再再再再近一點(diǎn)——

近看FAST

里面什么樣？——

饋源艙

那塊萬(wàn)眾矚目的“最后一塊”鏡片在哪？

饋源艙和最后一塊鏡片

那鏡片呢——

FAST最后一塊“鏡片”發(fā)射面單元

鏡面下面什么樣？——

鏡片下面

來(lái)個(gè)酷酷的角度？

魚(yú)眼看FAST

最后，看看鏡片的安裝位置吧！

最后一塊鏡片的安裝位置

怎么樣？FAST的模樣是不是在你腦海中更清晰啦？

FAST，即500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（Five-hundred-meter ApertureSpherical radio Telescope，F(xiàn)AST）。這個(gè)工程是“十一五”國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目，建造世界第一大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡—500米口徑球冠狀主動(dòng)反射面射電望遠(yuǎn)鏡，以實(shí)現(xiàn)大天區(qū)面積、高精度的天文觀測(cè)。被人稱作“觀天巨眼”，或者傾聽(tīng)宇宙訊號(hào)的“大耳朵”。

航拍FAST

FAST望遠(yuǎn)鏡選址于貴州省平塘縣，而這也是FAST工程的創(chuàng)新之一：利用貴州天然的喀斯特洼坑作為臺(tái)址。而另外的兩項(xiàng)創(chuàng)新，一是洼坑內(nèi)鋪設(shè)數(shù)千塊單元組成500米球冠狀主動(dòng)反射面，球冠反射面在射電電源方向形成300米口徑瞬時(shí)拋物面，使望遠(yuǎn)鏡接收機(jī)能與傳統(tǒng)拋物面天線一樣處在焦點(diǎn)上；二是采用輕型索拖動(dòng)機(jī)構(gòu)和并聯(lián)機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)接收機(jī)的高精度定位。

我猜屏幕那頭的你還是一頭霧水？一言不合我們先來(lái)一張圖吧！

圖解FAST

我猜你跟小編有一樣的疑問(wèn)：有了它，我們就能找到外星人了嗎？我想不排除這個(gè)可能性，因?yàn)椤八褜さ赝馕拿鳌钡拇_是目標(biāo)之一，而那就是外星人的世界啦。但是這只是最末位的科學(xué)目標(biāo)，“大耳朵”有著更艱巨的任務(wù)。

在科學(xué)方面，它能巡視宇宙中的中性氫，研究宇宙大尺度物理學(xué)，以探索宇宙起源和演化；觀測(cè)脈沖星，研究極端狀態(tài)下的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與物理規(guī)律；主導(dǎo)國(guó)際低頻甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量網(wǎng)，獲得天體超精細(xì)結(jié)構(gòu)；探測(cè)星際分子；搜索可能的星際通訊信號(hào)。它試圖回答的是更久遠(yuǎn)的問(wèn)題，比如宇宙演化、脈沖星探測(cè)和星際分子。它將幫助解開(kāi)宇宙初始混沌、暗物質(zhì)分布與大尺度結(jié)構(gòu)，以及星系演化等領(lǐng)域的謎團(tuán)。

在工程方面，它的建成將推動(dòng)我國(guó)在天線制造技術(shù)、微波電子技術(shù)、并聯(lián)機(jī)器人、大跨度結(jié)構(gòu)、公里范圍高精度動(dòng)態(tài)測(cè)量等眾多高科技領(lǐng)域的發(fā)展。

建成后的FAST將在日地環(huán)境研究、搜尋地外文明、國(guó)防建設(shè)和國(guó)家安全等國(guó)家重大需求方面發(fā)揮不可替代的巨大作用。

同時(shí)，它的建設(shè)與運(yùn)行將促進(jìn)西部經(jīng)濟(jì)的繁榮和社會(huì)進(jìn)步，符合國(guó)家區(qū)域發(fā)展的總體戰(zhàn)略。同時(shí)，以FAST為主體的天文科普基地將推進(jìn)我國(guó)的科普工作，教育青少年、宣傳公眾與決策層，為科教興國(guó)的長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略目標(biāo)服務(wù)。

俯視FAST

它擁有30個(gè)足球場(chǎng)大的接收面積，將是國(guó)際上最大的單口徑望遠(yuǎn)鏡。FAST突破了射電望遠(yuǎn)鏡的百米極限，開(kāi)創(chuàng)了建造巨型射電望遠(yuǎn)鏡的新模式。如果繞著圍在FAST上沿、周長(zhǎng)1.6公里的白色圈梁步行一圈， “丈量”射電望遠(yuǎn)鏡的規(guī)模將花費(fèi)40分鐘。專家介紹，這里開(kāi)挖出90萬(wàn)方土石，修建了7公里的進(jìn)場(chǎng)道路。

魚(yú)眼看FAST

靈敏度提高約10倍，與號(hào)稱“地面最大的機(jī)器”的德國(guó)波恩100米望遠(yuǎn)鏡相比。FAST的基本原理與人們常見(jiàn)的鍋式衛(wèi)星天線相似，即拋物面反射信號(hào)、饋源接收信號(hào)。

從構(gòu)造上來(lái)說(shuō)，它擁有6個(gè)支撐塔，6條柔性鋼索分別從它們“伸出”，這就使得直徑13米、重30噸的饋源艙懸吊在半空。而繩索的收放，使它能夠在距離地面高140—180米、直徑為207米的球冠面上按照科學(xué)家的要求運(yùn)動(dòng)。

反射面板也體現(xiàn)了它的精確。4450個(gè)邊長(zhǎng)在10.2米至12.4米之間的反射面單元分為400多種，每個(gè)反射面單元又由100個(gè)形態(tài)各異的更小單元拼接而成。攻關(guān)團(tuán)隊(duì)將構(gòu)件數(shù)量達(dá)上百萬(wàn)件的單塊子單元表面精度控制在1毫米以上。每塊反射面上都可以進(jìn)行對(duì)焦，使其靈敏度是阿雷西博望遠(yuǎn)鏡的兩倍多、德國(guó)波恩100米望遠(yuǎn)鏡的10倍。

饋源艙和最后一塊鏡片

其綜合性能提高約10倍，與排在阿波羅登月之前、被評(píng)為人類20世紀(jì)10大工程之首的美國(guó)Arecibo 300米望遠(yuǎn)鏡相比。

作為世界最大的單口徑望遠(yuǎn)鏡，F(xiàn)AST將在未來(lái)10～20年保持世界一流設(shè)備的地位。

FAST工程的主要建設(shè)內(nèi)容是在貴州喀斯特洼地內(nèi)鋪設(shè)口徑為500米的球冠形主動(dòng)反射面，通過(guò)主動(dòng)控制在觀測(cè)方向形成300米口徑瞬時(shí)拋物面，采用光機(jī)電一體化的索支撐輕型饋源平臺(tái)，加之饋源艙內(nèi)的二次調(diào)整裝置，在饋源與反射面之間無(wú)剛性連接的情況下，實(shí)現(xiàn)高精度的指向跟蹤，在饋源艙內(nèi)配置覆蓋頻率70MHz～3GHz的多波段、多波束饋源和接收機(jī)系統(tǒng)，針對(duì)FAST科學(xué)目標(biāo)發(fā)展不同用途的終端設(shè)備。同時(shí)，在臺(tái)址附近建造觀測(cè)基地園區(qū)，力爭(zhēng)打造一流的天文觀測(cè)站。

為實(shí)現(xiàn)這一建設(shè)目標(biāo)，需要完成以下六項(xiàng)主要建設(shè)內(nèi)容:

1)     臺(tái)址勘察與開(kāi)挖：勘察臺(tái)址工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，清理開(kāi)挖洼地，使其滿足望遠(yuǎn)鏡建設(shè)的需要。

2)     主動(dòng)反射面：建設(shè)上萬(wàn)根鋼索和數(shù)千個(gè)反射單元組成的球冠型索膜結(jié)構(gòu)，口徑500米，球冠張角110-120°，變形拋物面的均方差為5毫米。

3)     饋源支撐：建設(shè)公里尺度的鋼索支撐體系，在饋源艙內(nèi)安裝并聯(lián)機(jī)器人用于二級(jí)調(diào)整，最終調(diào)整定位精度為10毫米。

4)     測(cè)量與控制：建設(shè)洼地中基準(zhǔn)網(wǎng)和基準(zhǔn)站，激光全站儀和GPS測(cè)量系統(tǒng)，百米距離測(cè)量精度2毫米。采用總線及多層控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)千點(diǎn)自動(dòng)控制和望遠(yuǎn)鏡協(xié)調(diào)運(yùn)行。

5)     接收機(jī)與終端：根據(jù)FAST科學(xué)目標(biāo)，工作頻率覆蓋70MHz～3GHz。研制饋源（其中包括19波束多波束饋源）、低噪聲致冷放大器、寬頻帶數(shù)字中頻傳輸設(shè)備、高穩(wěn)定度的時(shí)鐘和高精度的頻率標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備等。配置多用途數(shù)字天文終端設(shè)備等。

6)     觀測(cè)基地建設(shè)：建立望遠(yuǎn)鏡總控室、終端設(shè)備室等、各關(guān)鍵技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、辦公樓和綜合服務(wù)體系等。

近看FAST

現(xiàn)在“天眼”什么樣？小編其實(shí)跟你有一樣的疑惑。來(lái)來(lái)來(lái)，點(diǎn)這個(gè)圖，和小編一起穿越到現(xiàn)場(chǎng)吧，觀看獨(dú)家全景視頻探訪FAST吧！

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圖文/中國(guó)青年報(bào)·中青在線 邱晨輝 陳明 堵力