清晨,貴州平塘大窩凼,望遠(yuǎn)鏡偌大的反射面從茫茫宇宙中抓取的射電信號數(shù)據(jù),正源源不斷傳輸?shù)揭话俣喙镏獾馁F陽天文大數(shù)據(jù)基地。
中國天眼
被譽為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡,是世界最大單口徑射電天文望遠(yuǎn)鏡,目之所及,即是“光年之外”;功力強大,深暗洞悉宇宙。
山廓作眼瞼,圈梁是眼眶,反射面板當(dāng)眼球,饋源艙為瞳孔――高空看它,銀色巨“眼”,氣象非凡:它的口徑達(dá)500米,相當(dāng)于30個足球場的接收面積,光反射面板就有4450塊;除了大,值得驕傲的還有,它是世界上靈敏度最高的射電望遠(yuǎn)鏡。
自2016年9月25日落成啟用以來,已發(fā)現(xiàn)279顆脈沖星,是同期國際上其他望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)脈沖星總數(shù)的2倍多;多次捕捉到極罕見的快速射電暴爆發(fā);參與揭示的一種快速射電暴起源機制入選《自然》十大科學(xué)發(fā)現(xiàn)……
中國創(chuàng)造擦亮深邃“天眼”,探求著宇宙奧秘
您可知道,這些科技成果都離不開一項關(guān)鍵技術(shù)——液壓傳動。
“天眼”三大自主創(chuàng)新之一,其中第二個創(chuàng)新點就是液壓相關(guān)的,就是我們建設(shè)的是主動的變形反射面。反射面就是這個鍋,其實是幾千塊鏡片連接以后形成的這么一個鍋,鍋的鏡片中間有節(jié)點,需要給它拉入,這就像咱們眼球后面有個肌肉,調(diào)節(jié)眼珠轉(zhuǎn)動肌肉的索點,拉索能夠?qū)崿F(xiàn)變化就是采用我們的液壓系統(tǒng),現(xiàn)在叫促動器,就是液壓缸和液壓系統(tǒng)。
天眼的一個關(guān)鍵地方——是眼,就是它的主動反射面( 見圖 ) ,我們這個 500 米直徑的主動反射面里面有一個 300 米的活眼, 就是這個眼球可以利用拉索液壓系統(tǒng)的不同拉力, 或者說收縮以后, 在這里面形成一個 300 米的眼珠, 就像黑眼珠似的, 在這里上下左右前后可以移動, 這個是我們國家的一個創(chuàng)新, 應(yīng)該說在同一時間同一地點,它觀測到的角度要比原來美國 300米的寬泛得多了。 這就涉及到它下面的變化是用索網(wǎng)結(jié)構(gòu)支撐這些鏡片, 鏡片變化用主索網(wǎng),下面有下拉索, 下拉索連接成節(jié)點以后用我們液壓促動器來調(diào)整它的變化。
主動反射面的形態(tài)可分為基準(zhǔn)球面態(tài)和工作拋物面態(tài)兩種, 這里邊反射面口大口徑是 500 米, 基準(zhǔn)面是一個 300 米球徑了。
促動器樣機實物圖
FAST促動器現(xiàn)場實物工作圖
“天眼” 主動反射面促動器( 見圖 ) 是可以進行控制和位置反饋的伸縮機構(gòu), 一端與地錨連接, 另一端通過下拉索與索網(wǎng)節(jié)點連接。根據(jù)節(jié)點控制器發(fā)來的位置控制信號指令, 通過促動器伸縮桿的伸縮調(diào)整索網(wǎng)的節(jié)點位置, 實現(xiàn)反射面的面形調(diào)整。
中國“天眼”有多大?
據(jù)統(tǒng)計,沿著FAST的圈梁走一圈用時43分鐘?!疤煅邸钡摹把劭簟笔且蝗︿撹F結(jié)成的圈梁,登上圈梁往下看,巨大的天坑里,星羅棋布地排列著一個個“網(wǎng)結(jié)”。FAST的圈梁被50根6米到50米高低不等的鋼柱支在半空,周長約1.6公里。FAST口徑有500米,組成的球形反射面接收面積相當(dāng)于30個足球場大小,反射面由4450個反射單元構(gòu)成,總面積為25萬平方米。
天眼模型
對于射電望遠(yuǎn)鏡來說,口徑越大看得越遠(yuǎn),靈敏度越高。
據(jù)了解:射電天文望遠(yuǎn)鏡昂首蒼穹靠得是2200個液壓傳動桿支撐液壓傳動,如同高擎在手的孫悟空的金箍棒,可產(chǎn)生萬鈞之力,創(chuàng)造了一個又一個人間奇跡。
FAST項目的科學(xué)意義非常重大,建設(shè)望遠(yuǎn)鏡是瞄準(zhǔn)21世紀(jì)的科學(xué)前沿,尋找暗物質(zhì)、暗能量?,F(xiàn)在宇宙中有99%的質(zhì)量和能量知道它的存在,但不知道它的特性是什么。FAST不僅讓中國的天文學(xué)家為之振奮,全世界的天文學(xué)家也在緊盯著它——寄希望于這個最大的“天眼”或許能找到外星人,并解開宇宙起源之謎。