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****技術!中國“天眼”成功拼裝頭個面板

****技術!中國“天眼”成功拼裝頭個面板

日期:2025-07-10 10:03
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摘要: 上個月,中國電子科技集團自主研制的**批反射面單元面板下線,來自新華社的*新消息,昨天,頭個反射單元面板成功拼裝 。預計在未來數月內,4450個反射單元將拼出25萬平方米的接收面積,以“捕捉”遠在百億光年外的射電信號。 據悉,目前世界上已建成*大的美國阿雷西博(Arecibo)射電望遠鏡是固定望遠鏡,不能轉動,只能通過改變天線潰源的位置掃描天空中的一個約20°的帶狀區域,而FAST的球冠張角達到110-120°,這是其獨到之處,也將保證未來30年內保持世界一...


      上個(ge)月,中國電子科技(ji)集團自(zi)主研制的(de)**批反(fan)射面(mian)(mian)單元(yuan)面(mian)(mian)板(ban)下線,來自(zi)新(xin)(xin)華社的(de)*新(xin)(xin)消息,昨天,頭個(ge)反(fan)射單元(yuan)面(mian)(mian)板(ban)成(cheng)功拼裝 。預計在(zai)未來數(shu)月內(nei),4450個(ge)反(fan)射單元(yuan)將(jiang)拼出(chu)25萬(wan)平(ping)方米的(de)接收面(mian)(mian)積,以“捕捉”遠在(zai)百億光年外(wai)的(de)射電信號。




     據悉,目前世(shi)界(jie)(jie)上已建成*大的(de)美國阿雷西(xi)博(Arecibo)射電望遠鏡(jing)是固定望遠鏡(jing),不能轉動,只(zhi)能通過改變天(tian)線潰源(yuan)的(de)位置掃描天(tian)空(kong)中的(de)一(yi)個約(yue)20°的(de)帶狀區域,而FAST的(de)球(qiu)冠(guan)張(zhang)角達(da)到(dao)110-120°,這(zhe)是其獨(du)到(dao)之處(chu),也將保證未來30年內保持世(shi)界(jie)(jie)**。

     有(you)“天(tian)眼”之稱的球面(mian)射電望遠(yuan)鏡,是目前世界上在(zai)建的口徑(jing)*大、*具威力的單天(tian)線射電望遠(yuan)鏡,擁有(you)約(yue)30個足球場大的接(jie)收面(mian)積。與(yu)德國波恩(en)100米望遠(yuan)鏡相(xiang)比(bi),靈(ling)敏度高出了大約(yue)10倍。而(er)這(zhe)個望遠(yuan)鏡就坐落在(zai)貴(gui)州的平塘縣。






     據介紹,反(fan)(fan)射(she)面(mian)(mian)面(mian)(mian)板是決定FAST探測威力和探測精度的(de)(de)核心(xin)要素。反(fan)(fan)射(she)面(mian)(mian)單(dan)元是主動(dong)反(fan)(fan)射(she)面(mian)(mian)系統的(de)(de)重要組成(cheng)部(bu)分,由中國電子科技集團公(gong)司設計(ji)制造。總面(mian)(mian)積達(da)25萬平方(fang)米的(de)(de)反(fan)(fan)射(she)面(mian)(mian)看(kan)起來像(xiang)一口超(chao)級“大(da)(da)鍋”。這口“大(da)(da)鍋”會動(dong)。FAST*大(da)(da)的(de)(de)特點是索網結(jie)構(gou)可以隨著天(tian)體的(de)(de)移動(dong)自動(dong)變化,帶動(dong)索網上活動(dong)的(de)(de)4450個(ge)反(fan)(fan)射(she)面(mian)(mian)板產(chan)生變化,足以觀(guan)測到任意(yi)方(fang)向的(de)(de)天(tian)體。
     面(mian)(mian)板(ban)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)技術負責人、中(zhong)國電子(zi)科技集團公(gong)司54所天(tian)伺部副主任鄭元(yuan)(yuan)鵬(peng)告訴(su)記(ji)者,這口“大鍋”是(shi)口名副其實的(de)“變形(xing)(xing)金鍋”。面(mian)(mian)板(ban)中(zhong)反射(she)面(mian)(mian)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)為三角形(xing)(xing),反射(she)面(mian)(mian)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)在球(qiu)面(mian)(mian)上所處的(de)位置(zhi)不同,其幾何尺寸、傾斜角度、支承點位置(zhi)、荷載大小和(he)方向等都不相同。4450個邊長在10.2米至(zhi)12.4之間的(de)反射(she)面(mian)(mian)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)種(zhong)類就近400種(zhong),而(er)一個發射(she)面(mian)(mian)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)又由100個“形(xing)(xing)態各異”的(de)更小的(de)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)拼接而(er)成。

     鄭(zheng)元鵬說,科研人員將根據索網(wang)節點坐標數(shu)據以及單(dan)元的(de)(de)安裝尺(chi)寸(cun)要求,采用參數(shu)化設計方法,準確(que)高效(xiao)地給出每種單(dan)元的(de)(de)尺(chi)寸(cun)數(shu)據,構(gou)件(jian)數(shu)量達上(shang)百萬件(jian)的(de)(de)單(dan)塊子單(dan)元的(de)(de)表面(mian)精度(du)*終能夠控制在1毫米以上(shang)。正因(yin)為如此,4450個(ge)反射面(mian)每一個(ge)都可(ke)以進行對焦,靈(ling)敏(min)度(du)可(ke)達美國Arecibo望遠(yuan)鏡的(de)(de)2倍。




     中國電子科技(ji)集(ji)團公(gong)司產業部主任(ren)楊定江表示,FAST的設計技(ji)術方(fang)案除了在觀(guan)測(ce)中性氫(qing)線及(ji)(ji)其(qi)他厘米波段譜線,開(kai)展從宇宙起源(yuan)到星際物(wu)質結構的探討、對暗弱(ruo)脈(mo)沖星及(ji)(ji)其(qi)他暗弱(ruo)射電源(yuan)的搜(sou)索(suo)、高效率開(kai)展對地外理性生命的搜(sou)索(suo)等6個(ge)(ge)方(fang)面(mian)實(shi)現科學和(he)技(ji)術的突(tu)破外,還將(jiang)作為一個(ge)(ge)多(duo)學科基(ji)礎研(yan)究平(ping)臺(tai),有能力將(jiang)中性氫(qing)觀(guan)測(ce)延伸至宇宙邊緣,觀(guan)測(ce)暗物(wu)質和(he)暗能量,尋找(zhao)**代(dai)天體。“FAST有(you)能力(li)將深空通訊延伸至太(tai)陽系(xi)外緣(yuan)行星,將衛星數據(ju)接收能力(li)提高100倍。”楊定江說。




射電望遠鏡的由來

 

    兩(liang)百多年前,人們(men)認為從宇宙天體傳來的(de)**信息就(jiu)是光。后來,英國的(de)赫歇(xie)耳(er)在測(ce)量太陽(yang)光譜時,發(fa)現在光譜的(de)紅端之(zhi)(zhi)外(wai),也就(jiu)是沒(mei)有陽(yang)光的(de)地方,溫度(du)(du)竟然比可(ke)見(jian)光之(zhi)(zhi)處的(de)溫度(du)(du)還高(gao),赫歇(xie)耳(er)把這種專線(xian)叫(jiao)做“看不見(jian)的(de)光線(xian)”,現在我們(men)知(zhi)道,它叫(jiao)“紅外(wai)線(xian)”。

接著,人(ren)們(men)又發現了看不見(jian)的(de)(de)“紫(zi)外線”。慢(man)慢(man)地,科學家逐(zhu)漸(jian)意識到,除了可(ke)(ke)見(jian)光(guang),宇宙天體還向我們(men)傳來一(yi)(yi)種(zhong)看不見(jian)的(de)(de)信(xin)息。等(deng)到麥(mai)克斯韋建立(li)完(wan)整的(de)(de)電(dian)磁學理論(lun)后,人(ren)們(men)才(cai)徹底清楚:原(yuan)來可(ke)(ke)見(jian)光(guang)只(zhi)是一(yi)(yi)種(zhong)電(dian)磁波,而在長長的(de)(de)電(dian)磁波譜上,可(ke)(ke)見(jian)光(guang)只(zhi)占(zhan)據極小的(de)(de)一(yi)(yi)部分(fen)。
既然可見(jian)光能帶來宇宙(zhou)的(de)(de)信息(xi),那么可見(jian)光之外的(de)(de)電(dian)磁波肯定也能。
     1924年,科(ke)學家在測量地(di)球電(dian)(dian)(dian)離層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高度(du)時,發(fa)現(xian)一個(ge)奇怪的(de)(de)(de)(de)(de)(de)現(xian)象:凡是波(bo)長短(duan)于60米(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)磁(ci)波(bo)穿過大氣層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)離層時,全都一去不(bu)返,沒有(you)反射回來。于是,人們認(ren)識(shi)到,既然波(bo)長短(duan)于60米(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)磁(ci)波(bo)能從地(di)球毫(hao)無遮擋地(di)沖向宇宙,那么,從宇宙深處傳來的(de)(de)(de)(de)(de)(de),波(bo)長短(duan)于60米(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)磁(ci)波(bo)同樣(yang)也能穿過厚厚的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大氣層來到地(di)球——這就是一個(ge)觀察宇宙的(de)(de)(de)(de)(de)(de)無線(xian)電(dian)(dian)(dian)窗(chuang)口(kou)。

     1931年,美(mei)國貝爾實驗室的央斯基用天(tian)線(xian)陣接收到了(le)來(lai)(lai)自銀(yin)河系中心的無線(xian)電(dian)波。后來(lai)(lai),美(mei)國人格羅特(te)·雷伯建造(zao)了(le)一架口徑(jing)9.5米的天(tian)線(xian),并在1939年也接收到了(le)來(lai)(lai)自銀(yin)河系中心的無線(xian)電(dian)波,從(cong)此,射電(dian)天(tian)文學(xue)誕生了(le)。射(she)電望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡觀測宇宙示意圖。射(she)電望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡可以測量(liang)天體射(she)電的(de)強(qiang)度、頻譜及偏振等量(liang)。包(bao)括收(shou)集射(she)電波(bo)的(de)定向天線,放大射(she)電信(xin)號的(de)高靈敏度接收(shou)機(ji),信(xin)息記錄﹑處理和顯示系統等。上世(shi)紀(ji)60年代,天文學(xue)取得了4項非(fei)常重要的發(fa)現(xian),分別是脈沖星(xing)(xing)、類星(xing)(xing)體、宇宙微波背景輻射和(he)星(xing)(xing)際有機分子,而這(zhe)四大發(fa)現(xian)都與射電望遠鏡有關。


為什么口徑越大越好?


     天文望遠(yuan)鏡的分辨(bian)率(lv)跟望遠(yuan)鏡的口(kou)徑有關(guan),在接收(shou)同樣(yang)波長的電磁波時(shi),望遠(yuan)鏡的口(kou)徑越大,分辨(bian)率(lv)就越高。這就是為(wei)什么,射電望遠(yuan)鏡越做越大。
 ;    1955年,英國在(zai)曼徹斯特的焦德雷爾(er)班克(ke)觀(guan)測(ce)站建(jian)成可轉動的洛弗爾(er)射電望(wang)遠鏡,它(ta)的直徑為76米。
     1972年,德(de)國在波恩(en)市西南大約40公里的(de)一個山谷中(zhong),建成了(le)當時(shi)世界*大的(de)全向轉動射電望遠鏡,其拋(pao)物面天(tian)線(xian)直(zhi)徑(jing)達(da)100米(mi)。
     1963年,美國(guo)在中美洲波多黎各島上(shang)建成阿雷西博(bo)射(she)電望(wang)遠(yuan)鏡(jing)。阿雷西博(bo)射(she)電望(wang)遠(yuan)鏡(jing)是固定在山(shan)谷當中的單口徑球面天線(xian),口徑305米,這是目(mu)前世界上(shang)*大(da)的單面口徑射(she)電望(wang)遠(yuan)鏡(jing),后擴建為350米。

     1974年,為(wei)慶祝改造完成(cheng),阿雷西(xi)博望遠鏡向(xiang)距離地球2.5萬光年的球狀星團(tuan)M13發送了一串由1679個二進制數字組(zu)成(cheng)的信號(hao),稱(cheng)為(wei)阿雷西(xi)博信息(xi)。



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