對話
FAST望遠鏡領(lǐng)先國際20年
廣州日報:7月3日,射電望遠鏡的主體已經(jīng)安裝完畢,為何調(diào)試要用兩個多月,而不立即投入使用?
王啟明:你在施工現(xiàn)場也能看到,這是個很大的工程,變電站和箱式變壓器就有7個。現(xiàn)在只是把硬件完成了,因為裝備是由很多家單位一起合作研制的,有做測量的、做控制的、有做機電的,安裝完成后要先空載測試,然后再進行聯(lián)合調(diào)試。
另外,對這種工藝系統(tǒng)的驗收,要求是非常嚴格的。就跟房屋裝修一樣,要趁著裝修公司還沒走,要盡早排查和解決問題。
“天眼”并非“死眼”
廣州日報:這個“觀天巨眼”建設前后一共花了13年時間,他的施工難度難在哪里?
王啟明:望遠鏡反射面總面積為25萬平方米,相當于30個足球場那么大。它具有目前世界上跨度最大、精度最高的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)。僅圈梁、索網(wǎng)和支撐饋源艙的6座高塔就用掉1萬多噸鋼材。盡管反射面板才1毫米厚,也用掉2000多噸鋁合金。
此外,望遠鏡在現(xiàn)場施工上也有很多困難。首先是臺址現(xiàn)場環(huán)境的約束。現(xiàn)場是一個喀斯特洼地,最高落差有150米,不能用大吊車,吊車過不去。
再次,我們建設的這只“天眼”并非“死眼”,它是可以動的。根據(jù)觀測的方向,它會拉扯索網(wǎng)來變形天線鍋。如同人類轉(zhuǎn)動自己的眼珠,這樣遙遠的太空對它來說將不存在方向上的死角。美國阿雷西博望遠鏡,它是固定在地面上不動的。所以,我們的建設難度就要大很多。
廣州日報:這個“眼珠”是如何轉(zhuǎn)動的?
王啟明:6索并聯(lián)驅(qū)動控制系統(tǒng)是FAST項目核心部件饋源艙的主控制系統(tǒng),它可以控制饋源艙進行姿態(tài)位置調(diào)整,從而精確地達到反射面的焦點位置,使饋源艙獲取信號能力達到最佳。就像人的睫狀體一樣,能夠調(diào)節(jié)眼球的焦距使眼球能清晰地看清遠近物體。
此外,與索網(wǎng)相連的2000多個小電機控制著整個變形過程,6條400多米的鋼索吊起30噸重的饋源艙,移動范圍可達200米。在移動過程中,每一部分的位移都要控制在毫米級。射電望遠鏡建成后,將成為中國天文研究和自然科學研究的利器,不光是現(xiàn)在,未來20年內(nèi)都將保持世界領(lǐng)先地位。
不懼壞天氣但怕電磁干擾
廣州日報:這口“大鍋”不要弄個蓋子防止雷擊等惡劣天氣嗎?
王啟明:作為射電望遠鏡,F(xiàn)AST的基本原理和人們常見的鍋式衛(wèi)星天線相差無幾,只不過這口大鍋接收的,是非常微弱的宇宙信號。它主要由反射信號的拋物面和接收信號的饋源艙兩大部分組成。通過“鍋”的反射聚焦,把幾平方米到幾千平方米的信號聚攏到一點上。如果搞個鍋蓋,那它的功能豈不是喪失了?
對于雷電等惡劣天氣,我們有防雷系統(tǒng),對于冰雹,我們有防雹炮,把冰雹打碎,打成小塊。還有下雪的問題,雪對貴州影響很小,這里一年只有幾天,氣溫在零攝氏度以下。總體上,我們考慮是很周全的。
廣州日報:射電望遠鏡對電磁波干擾有很高要求,是不是以后周圍幾公里內(nèi)都不能有電磁信號?
王啟明:你說對了,這里對電磁波信號干擾要求很嚴。貴州省剛剛專門為我們這個設備立了法。要求距離FAST項目5公里以內(nèi)的基站全關(guān)掉?,F(xiàn)場不能用手機、數(shù)碼相機,汽車不能用電子打火,包括過來的中巴,都要燒柴油車才行。
廣州日報:這個射電望遠鏡的設計壽命是多長?
王啟明:設計壽命是30年,國外的望遠鏡大多都超期服役。阿雷西博望遠鏡也早就超期服役了,到期后,經(jīng)過一些升級改造,還是可以繼續(xù)使用的。整個FAST工程造價大約是11億元。
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