走近中國“天眼”—FAST射電望遠鏡

走近中國“天眼”—FAST射電望遠鏡

FAST射電望遠鏡被人們稱為中國的“天眼”，也有人說，它看起來就像一口巨大的鍋。7月3日，它的主體終于完工了！未來，科學家可以通過它觀測到更多的宇宙奧秘。那么，關于這個神秘的“天眼”或者“大鍋”，你是不是也有很多問題想要了解？下面就讓我們一起來看看吧！

7月3日，FAST望遠鏡完成了全部吊裝

為什么叫FAST？

原來，天文望遠鏡的學術名稱一般都很復雜，為了有利于傳播，科學家往往會給它們取一個通俗好記的名字。

FAST望遠鏡的學術名稱是500米口徑球面射電望遠鏡（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope），英文縮寫就是FAST。

什么是射電？

說到射電望遠鏡，大家一定會先問，什么是射電？

射電其實是天文學中的獨有說法，其他學科里通常叫微波和無線電波。手機信號、家里用的微波爐，都是工作在射電波段，其波長是從厘米波到米波。收音機工作的無線電波，也是工作在射電波段。

什么是射電望遠鏡？

首先，從空間上來看，天文觀測要對宇宙的各個天區進行觀測，天文學上稱之為巡天觀測。

其次，從觀測波段上來說，現在的天文學已經發展到了全波段天文學。觀測波段從高能的X射線、伽馬射線，到紫外、可見、近紅外和紅外觀測，再到波長更長的微波和無線電波的觀測（天文學上稱之為射電觀測）。只有獲取的宇宙信息越全面，科學家才能得到越客觀的宇宙認知。

為了探索宇宙，天文學家需要研制各種各樣的望遠鏡來觀測宇宙。所有的望遠鏡其實都是對電磁波譜各波段的觀測，這些望遠鏡的主要區別在于觀測波段的不同。有些望遠鏡雖然工作在同一波段，但工作原理不同。

FAST的用途是什么？

FAST望遠鏡主要用于研究脈沖星、中性氫、黑洞吞噬小天體、星體演化、外星文明搜尋等。它在深空探測領域也有重要用途，當深空探測器飛行距離越來越遠，地面接收和發送的信號強度越來越微弱時，就需要有強大的地面望遠鏡來接收這些微弱的信號，從而給我們發來那些遙遠天體上的山河湖海、火山、大氣、極光和閃電等信息。

工人正在安裝最后一塊面板

FAST有哪些優勢？

FAST望遠鏡是世界上最大的單口徑球面射電望遠鏡。德國波恩有一個100米口徑的大型射電望遠鏡，FAST望遠鏡的觀測靈敏度將比它提高10倍。

在此之前，美國在波多黎各建設的直徑310米的阿雷西博射電望遠鏡是世界上最大的。阿雷西博射電望遠鏡的面板是不能動的，而FAST射電望遠鏡的反射面由2000多塊面板組合而成，每一塊面板下安裝有一個促動器，可以調整面板的觀測角度，將一部分面板組合成等效口徑300米的拋物面望遠鏡。

除此之外，上海佘山有一個直徑65米的天馬望遠鏡，北京密云有一個直徑50米的射電望遠鏡，云南昆明有一個直徑40米的射電望遠鏡，它們都是中國科學院天文臺系統運行的射電望遠鏡。

美國阿雷西博望遠鏡（ARECIBO）

FAST為什么要建在貴州？

FAST望遠鏡選址在貴州省黔南州平塘縣克度鎮金科村大窩凼地區，是一個典型的喀斯特巖溶洼地。大窩凼的地形就像一個完美的球面，使FAST望遠鏡建造可以減少大量土石方開挖工程，節約研制建設經費。

FAST不怕被淹嗎？

FAST看起來就像一口大鍋，那么這口大鍋是不是一下雨就盛滿水了？一刮風就堆滿樹葉了？

當然不是，FAST是一口不能盛東西的“鍋”：一方面，FAST面板上有很多小孔。這些小孔在保證望遠鏡下方植被健康生長的同時，還能使雨水順利穿過。另一方面，FAST反射面并不是一塊大鏡子，而是由4450塊面板組成。相鄰兩塊面板間存在的空隙也足以保證雨水流下。雨水集中到望遠鏡底部后可以通過地下暗河排出，這也是FAST望遠鏡選址喀斯特地區的重要優勢。喀斯特地區洞穴系統十分發達，地下河網密布，有利于快速排水。

關于落葉的問題就更不用擔心了。由于FAST圈梁高度遠高于周邊樹木高度，周圍還建有擋風墻，所以樹葉落入“鍋內”的難度很大。即便有樹葉落入，反射面面板間的縫隙也足夠它們滑落。如果還有“漏網之魚”，下雨時雨水也能將落葉沖刷下去！

（本文摘編自鄭永春《我眼中的FAST射電望遠鏡》、高原《你所不知道的FAST》）