FAST大型天文望远镜为何领先国外

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从20世纪30年代初到现在，人类为天文观测打开了一个新的窗口，通过非传统的光带接收来自宇宙的无线电信号，并获取和分析各种信息。

2015年8月2日，在贵州喀斯特洼地建成的第一台合格的500米球面射电望远镜(fast)反射面单元在项目现场成功吊装，标志着世界最大单口径射电望远镜建设的最后冲刺。

首先，什么是快速大型天文望远镜

快五米口径红球面射电望远镜是国家科教领导小组审定的九大科技基础设施之一。这是一架500米的球形射电望远镜，设计新颖，具有贵州喀斯特洼地的独特地形，大约有30架高灵敏度的大型足球场式巨型射电望远镜。

快速大型天文望远镜的发展:早在1997年，中宣部就提出要建造它。1998年，正式成立，快速项目委员会。该场地位于贵州省黔南，由于地形最接近快速建模，工程开口最小，岩溶洼地的雨水不会腐蚀望远镜。附近方圆5公里内没有村庄，这是无线电建设的理想环境。

2015年8月2日，fast第一台反射器单元成功吊装。它的建成将成为世界上最大的射电望远镜。

二。望远镜的分类和快速射电望远镜的优势

天文望远镜根据探测到的电磁波分为射电望远镜(探测射电)、光学望远镜(探测可见光)、红外、x光和伽马射线望远镜。

射电望远镜可以分为球形射电望远镜、抛物线形射电望远镜、条形射电望远镜和望远镜阵列(连接单个射电望远镜从单个望远镜收集数据)。射电望远镜的功能主要是测量天体的无线电强度、放大无线电信号接收器、信息记录和处理显示系统、收集无线电波的定向天线、测量频谱、极化量等。

抛物面射电望远镜和球形射电望远镜的区别在于，当电磁波平行入射时，抛物面射电望远镜将电磁波聚焦在一点上，而球形射电望远镜只能将电磁波聚焦在一条线上。

快速射电望远镜属于球面。望远镜周围有六个高100米的支撑塔，饲料舱由钢缆提升。射电望远镜通过反射和聚焦，将几平方米到几千平方米的信号聚集到一个点上。快速射电望远镜的创新之一是它能主动反射电磁波，这在收集数据方面取得了很大进展。

Fast希望实现镜面抛物面，它可以一次将电磁波汇聚成多个点。因此，整个望远镜镜由许多小面板组成，每个面板都可以在一定范围内调节其位置。

中国拥有fast的自主知识产权。与世界上最大的机器——德国波恩的100米望远镜相比，fast的灵敏度提高了10倍；与美国阿雷西博 300米望远镜相比，其综合性能提高了约2.25倍(美国阿雷西博 300米望远镜被评为20世纪人类十大工程之首)。它将在20多年的时间里保持国际同类设备的领先水平，并能够对脉冲星、类星体和其他暗而弱的辐射源进行更精确的观测，还可能发现宇宙中的其他生物。

第三，快速射电望远镜的创新

如前所述，射电望远镜根据其形状可以分为球形射电望远镜和抛物线形射电望远镜。在设计之初，fast的发射望远镜设定的直径为500米，比fast的前身——阿雷西博305米望远镜要好。它的主发射表面作为一个整体是不动的。如果把它设计成投掷面，它只能被动地观察其视场的来源，这不利于优化巨大的积分面积和灵敏度。然而，球形设计也有缺点，球形射电望远镜只能将电磁波聚焦在一条线上。

快速射电望远镜的创新是主动接收电磁波。主反射器的每个面板都增加了实时主动控制技术。如上所述，整个望远镜镜由许多小面板组成。通过主动变形技术，面板形成有效照明孔径为300米、实时聚焦比为0.4665的旋转抛物面，可以主动聚焦，增加有效积分面积，增加观察间距范围，增加有效积分时间。

fast的设计目标是收集覆盖空 30个足球场的平板电脑大小的信号。确保钢结构不变形是一个巨大的挑战。框架、电缆网和接收器各部分的位移必须控制在毫米以内，以便fast能够正常工作。该位置位于喀斯特地形下一个常见的“天坑”内，远离人群，以便更好、更准确地确定信号位置。

当然，上述创新只是fast的部分创新。Fast在前人射电望远镜的基础上不断改进，人们相信它在未来会有很好的表现。

来源：零点娱乐时刊