看得更遠、聽得更清,相當于30個標準足球場大,能實現毫米級指向跟蹤
這臺射電望遠鏡的第一特點就是大。
“僅圈梁、索網和支撐饋源艙的6座高塔就用掉1萬多噸鋼材”,中國科學院國家天文臺500米口徑球面射電望遠鏡工程總工藝師王啟明說,“望遠鏡反射面總面積為25萬平方米,相當于30個標準足球場那么大。盡管反射面板才1毫米厚,也用掉2000多噸鋁合金?!彪y怪科學家們形容它是一座“觀天巨眼”。
但大射電望遠鏡絕不是金屬堆砌的“傻大粗”,它是最精密的天文儀器。由于采用光機電一體化的饋源平臺,加之饋源艙內的并聯機器人二次調整,它在饋源與反射面之間無剛性連接的情況下,可實現毫米級指向跟蹤,確保精確地聚集和監聽宇宙中微弱的射電信號。
大射電望遠鏡的建造工藝也是精益求精。王啟明說,由于嚴苛要求,這個大科學工程推動了多領域裝備制造能力的提升:主動反射面的索網具備高彈性、抗拉伸、抗疲勞特征,其500兆帕的超高應力幅,是國家標準的2.5倍;承擔著傳輸各種數據信息使命的動光纜可經受反復彎曲、卷繞和扭轉等機械性能和惡劣自然環境考驗……
“我們的最初設計理念源自美國阿雷西博望遠鏡。但跟阿雷西博相比,主動反射面系統是我們最大的創新?!迸聿f,大射電望遠鏡的索網結構可以隨著天體的移動變化,帶動索網上的4450個反射單元,在射電電源方向形成300米口徑瞬時拋物面,極大提升觀測效率。
阿雷西博望遠鏡是固定望遠鏡,只能通過改變天線饋源的位置掃描天空中的一個約20度的帶狀區域。而主動反射面讓中國大射電望遠鏡擁有更廣的觀測范圍,能覆蓋40度的天頂角。
中國科學院國家天文臺副臺長鄭曉年說,100米口徑的德國波恩望遠鏡曾號稱“地面最大的機器”,中國大射電望遠鏡與它相比,靈敏度提高約10倍。300米口徑的美國阿雷西博望遠鏡,50多年一直無人超越,中國大射電望遠鏡跟它相比,綜合性能提高約10倍。
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