世界最大口径球面是什么

2017-05-13

世界最大口径球面射电望远镜简介

世界最大口径射电望远镜即中国建造世界上最大单口径球面射电望远镜(简称FAST)。是由是国家科教领导小组审议确定的国家九大科技基础设施之一，采用中国科学家独创设计和我国贵州南部喀斯特洼地的独特地形条件，建设一个约30个足球场大小的高灵敏度巨型射电望远镜。

建造的进程

FAST工程是由中国科学院和贵州省人民政府共建的“十一五”国家重大科技基础设施建设项目，是国家科教领导小组审议确定的国家九大科技基础设施之一。

2007年，世界最大口径射电望远镜项目获得了国家审批立项，成为中国九大科技基础设施之一。

2008年12月26日，具有中国独立自主知识产权的国家重大科技基础设施—500米口径球面射电望远镜(Five hundred meter Aperture Spherical radio Telescope，简称FAST)工程奠基仪式在贵州省黔南州平塘县一个名为“大窝凼”的洼地举行。

2011年3月正式开工建设

2016年9月建成，并投入使用，同时向全世界开放。

建造优势

FAST项目采用了中国科学家独创的设计，同时也利用了贵州独特喀斯特地形条件和极端安静的电波环境。 500米口径球面射电望远镜的台址位于贵州省黔南州平塘县克度镇绿水村的“大窝凼”洼地。“大窝凼”洼地是喀斯特地貌所独有的一大片漏斗天坑群，就像一个天然的巨碗，刚好盛起望远镜约20万平方米的巨型反射面，建成后的望远镜将会填满整个山谷。

石雅镠表示，“望远镜实质上就是一个大的天线，天线的口径如果超过100米，原来的支撑结构一般都要垮塌，所以望远镜本身就要采取比较特殊的结构，这种特殊的结构就要依赖于洼地。”利用贵州南部独特的天然喀斯特洼坑可大大降低望远镜工程造价。

喀斯特地质条件还可以保障雨水向地下渗透，而不会淤积在表面腐蚀和损坏望远镜。

大窝凼有极端宁静的自然环境，由于无线电环境对射电望远镜影响极为重要，项目地址半径5公里之内必须保持宁静和电磁环境不受干扰。大窝凼附近没有集镇和工厂，在5公里半径之内没有一个乡镇，25公里半径之内只有一个县城，这为大射电望远镜的建设提供了极端安静的电波环境。

世界之最

与号称“地面最大的机器”的德国波恩100米口径望远镜相比，它的灵敏度提高约10倍;与目前世界上最大单口径射电望远镜——美国阿雷西博(Arecibo)305米口径望远镜相比，其综合性能提高约2.25倍。

平塘FAST工程作为世界领先水平的射电工程，首先带动了很多技术的发展。因为没有人做过，所以没有可借鉴的意义。工程建设中的材料、结构、光激电控制和测量等，都有引领和带动作用，基本上没有跟踪和模防。目前，平塘FAST工程90%以上的材料都是我国自己研制的。如果要说有国际合作，那么将是后期工程中的接收机方面，但这也仅仅是合作而已。因为平塘FAST工程，都是中国自主创新的科技基础设施。

技术创新

一、在世界上首次利用天然地貌建设巨型望远镜;

二、采用主动反射面技术，整个反射面由4600多块可运动的等边球面三角形叶片组成;

三、创新是轻型索拖动馈源支撑技术，将万吨平台降至几十吨，实现了毫米级的动态定位精度。

据悉，FAST最大的技术成就是解决了球面镜随时变抛面镜，这一难点，中国是世界上首个掌握该技术的国家。

价值地位

具有中国独立自主知识产权的FAST建成后，其灵敏度、天区覆盖面和测量精度将大大超越世界上已建成的射电望远镜，届时将成为世界上口径最大、最具威力的单口径射电望远镜。FAST涵盖的天文学内容丰富，从宇宙初始混浊、星系演化、恒星乃至太阳、行星与邻近空间事件等的观测研究，都有非常强的竞争力，其中脉冲星探测、中性氢和奇异暗弱天体成像等课题蕴藏着巨大的发现机遇。作为一个多学科研究平台，拟回答的问题不仅是天文的，也是面对人类与自然的;它还将在日地环境研究、深空探测和国家安全等方面发挥重要作用;其建设将推动中国众多高科技领域的发展。

作为世界最大的单口径望远镜，FAST将在未来20～30年保持世界一流设备的地位。这个球面射电天文望远镜建成后，平塘将成为世界级的天文观测中心。

有何意义

FAST项目的科学意义非常重大。建望远镜是瞄准21世纪的科学前沿，寻找暗物质、暗能量。现在宇宙中有99%的质量和能量知道它的存在，但不知道它的特性是什么。

能用一年时间发现约7000颗脉冲星，研究极端状态下的物质结构与物理规律;有希望发现奇异星和夸克星物质;发现中子星——黑洞双星，无需依赖模型精确测定黑洞质量;通过精确测定脉冲星到达时间来检测引力波;作为最大的台站加入国际甚长基线网，为天体超精细结构成像;还可能发现高红移的巨脉泽星系，实现银河系外第一个甲醇超脉泽的观测突破;用于搜寻识别可能的星际通讯信号，寻找地外文明等等。

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