全球最大最灵敏!“中国天眼”通过国家验收正式开放运行(3)

2020-01-11 17:45     上观新闻

灵敏度和分辨率是射电望远镜的两大核心指标。由于星体距离地球十分遥远,到达地球时能量微弱,灵敏度是科学家发现暗弱天体的能力,而要想进一步看清遥远天体的真实面貌,就要依靠分辨率。

"灵敏度是最'硬'的指标,基本由望远镜的口径限定死了。相比之下,分辨率则可以通过多台相对小的望远镜协同配合来提高。"国家天文台副研究员钱磊介绍。

"开创了建造巨型射电望远镜的新模式,突破了传统望远镜的工程极限,采用全新设计方案、口径更大的'中国天眼',比国外同类望远镜的调试期更短,远超国际惯例和同行预期。"姜鹏说。

从下面的几组数据,我们可以窥见"中国天眼"的身形:

大--反射面由4450个反射单元构成,总面积为25万平方米,相当于30个标准足球场那么大。如果把它看成是一口盛满水的锅,容量够全世界每个人分到4瓶水。

巧--30吨的馈源舱通过6根钢索控制,可以在140米高空、206米的尺度范围内实时定位。

强--能看见更遥远暗弱的天体,它1分钟就能发现的星体,即使把坐标提供给百米口径的射电望远镜,对方也要9分钟才能看见。

精--500米的尺度上测量角度精确到8角秒,10毫米的定位精度要求最高做到了3.8毫米。

"但这些设计、性能和精度不是理所当然的。"姜鹏说,"天眼"的索网结构,是世界上跨度最大、精度最高、工作方式最特殊的。要实现反射面变形,对抗疲劳性能的要求极高,现成的钢索实验中都断了。如果这个材料和工艺层面的问题不解决,整个项目就要停滞。

回忆10年前的"索网攻关",姜鹏记忆犹新:"我们进行了可能是有史以来最系统、最大规模的索疲劳试验,经过近百次失败,终于研制出超高耐疲劳钢索,在200万次循环加载条件下可达500MPa应力幅,国际上尚无先例。"

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