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淄博市科技馆丨【刮目相看】它的出现让中国人“开了眼”,更让外国人开了眼!

齐点淄博 2020-09-16 08:34:08 阅读量: 来源:淄博市文化中心公众号

2020-09-16 08:34:08


      当你仰望星空时,你是否曾想过,宇宙是否有边际,如果有,那边际之外又是什么?星系与星系之间的那些空旷地带到底有什么,难道真的是真空吗?到底是什么在支撑着宇宙空间。宇宙里到底还有多少秘密是人类没有发现的?

     面对广袤无垠的宇宙空间,人类有着太多的好奇和探索的欲望,科技馆内的一件展品,就是中国人自主发明的,用来与宇宙对话的利器——FAST(中国天眼)!


      

      “中国天眼”的全称是“ 500 米口径球面射电望远镜”,是由我国天文学家南仁东等人 1994 年提出构想,于2016 年建成的具有我国自主知识产权,世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。位于贵州省的一处喀斯特地貌洼坑中。是直接观测遥远星系行星、寻找类似太阳系或地球的宇宙环境,以及潜在智慧生命的重要科技设施。那么今天我们就来说说“中国天眼”背后的故事!~


 

"FAST"的选址


这样一个大国重器,为什么选址在群山深处呢?

原因有三!





"FAST"的大小


      

      

     从空中看,它像一口圆形的大锅,反射面总面积25万平方米,相当于30个足球场大小,周长约1.6公里,绕着圈梁走一圈足足需要40分钟。





"FAST"的构成


     作为我国具有自主知识产权的科学装置,“天眼”工程由主动反射面系统、馈源支撑系统、测量与控制系统、接收机与终端及观测基地等几大部分构成;是由中国科学院国家天文台主导建设,具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。

2013年12月“天眼”圈梁合龙


     主动反射面就像是“天眼”的“视网膜”。它将口径达500米的钢梁架起安装在50根大钢柱体上,利用多达6670根钢索编织成索网,在其间环绕,在它的上部,用4450块反射面单元铺就,下面通过2225根下拉索将其固定在地面的触动器上。通过这些触动器拽这些下拉索,从而控制索网的形状,进行相应的变化,进行天文信号的收集和观测。


2014年7月“天眼”索网安装

2015年8月“天眼”反射面安装

2016年9月,“天眼”主体工程正式完工


     FAST工程的索网结构可以随着天体的移动变化,带动索网上的反射单元,在射电源方向形成300米口径瞬时抛物面,从而极大地提升了观测效率。


“天眼”馈源舱,被称为“天眼”的“瞳孔”


      “天眼”的核心部件之一——馈源舱,它就像“天眼”的“瞳孔”一样。馈源,是FAST接收和回传信号的最核心部件,就它将反射面所接收的宇宙信号收集起来的。


工作人员在“天眼”馈源舱内工作


     馈源起到聚焦的作用,把反射面反射的外太空射电信号聚焦到馈源舱里面,让我们能看得更清楚。FAST采用了光机电一体化的馈源平台,加之馈源舱内的并联机器人二次调整,它在馈源与反射面之间无刚性连接的情况下,可实现毫米级指向跟踪,确保精确地聚集和监听宇宙中微弱的射电信号。


工作人员在“天眼”总控室内工作


      在“天眼”总控室内,有一个“超级大脑”,这里面拥有计算能力达到每秒200万亿次以上的高性能计算系统,储存空间也是以PB为单位来计算的(1PB=1000TB),存储容量达到10PB以上。随着FAST对计算性能和存储容量需求方面的爆炸式增长,目前这套系统也在持续的扩展建设之中。




"FAST"的4大独门绝技




"FAST"幕后的英雄


  

     

      说到“中国天眼”就不得不提南仁东,他是天文学家、中国科学院国家天文台研究员。曾任FAST工程首席科学家兼总工程师,负责国家重大科技基础设施500米口径球面射电望远镜(FAST)的科学技术工作。2017年5月,获得全国创新争先奖;2017年7月,入选为2017年中国科学院院士增选初步候选人。

  南仁东出生于1945年,1963年毕业于清华大学,于中国科学院研究生院获硕士、博士学位。后在日本国立天文台任客座教授,1982年,他进入中国科学院北京天文台工作。1994年起,一直负责FAST的选址、预研究、立项、可行性研究及初步设计。作为项目首席科学家、总工程师,负责编订FAST科学目标,全面指导FAST工程建设,并主持攻克了索疲劳、动光缆等一系列技术难题。

  为了给中国建成世界最大单口径射电望远镜,南仁东带领他的团队22年来足迹遍布云贵300个喀斯特地区的洼坑。常年的野外生活异常艰苦,他们喝的是天然的“浑水”,吃的是自带的冰冷干粮,冬天实在冷得受不了就与同事燃起篝火相拥取暖。在工地上,南仁东和他带领的老中青三代科技工作者们生活极其节俭,每个房间住四人,洗浴、厕所全是公用的,食堂里做的是大锅饭菜。克服了不可想象的困难,推辞了国外高薪的聘请,他们最终实现了由跟踪模仿到集成创新的跨越。

  2016年9月25日,举世瞩目的“大射电”竣工,被称为中国“天眼”。今年10月10日,中国“天眼”首批观测成果对外公布:探测到来自数千光年甚至几万光年的数十个优质脉冲星候选体,其中两颗获得国际认证,这使得中国走在了世界天文界的前列。

     2017年9月15日,72岁的南仁东,把仿佛挥洒不完的精力留给了“中国天眼”,自己却永远地离去了。

     “我谈不上有高尚的追求,没有特别多的理想,大部分时间是不得不做。人总得有个面子吧,你往办公室一摊,什么也不做,那不是个事。我特别怕亏欠别人。国家投了那么多钱,国际上又有人说你在吹牛皮,我就得负点责任。”这是南仁东生前轻描淡写地带过了自己二十二年来在这个项目上的投入和坚持。

     南仁东先生为科学事业奋斗到生命的最后一刻,用无私奉献的精神谱写了精彩的科学人生,我们要学习南仁东先生的爱国情怀、科学精神、高尚情操与杰出品格,以更加奋发有为的精神面貌,为建设世界科技强国而努力奋斗。




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