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【j2开奖】《科学》:中国500米射电望远镜FAST实现技术创新尚待时日(3)

时间:2016-11-22 11:10来源:天下彩论坛 作者:本港台直播 点击:
鲁国镛说:“毫不夸张地说,南仁东自始至终都是FAST的主要驱动力”。上世纪60年代中期,南仁东在北京的清华大学接受本科教育,学习超高频电子学,他

  鲁国镛说:“毫不夸张地说,南仁东自始至终都是FAST的主要驱动力”。上世纪60年代中期,南仁东在北京的清华大学接受本科教育,学习超高频电子学,他的工程癖好自那时养成。在中国动乱的文化大革命期间,他在一家电子厂工作了十年,然后重返学术界,在合肥的中国科学技术大学获得了天文和天体物理博士学位。

  酝酿建造FAST的想法由来已久,从上世纪九十年代就开始了。那时,南仁东作为中国代表团成员参加了一个国际工作组,该工作组最终提议将平方公里阵列射电望远镜(Square Kilometre Array,以下简称SKA)定为下一代射电望远镜。天文学家们一直指望着(射电)干涉技术有所进展,能合并几十甚至几百台天线面板收集的信号,这样就可以拼接一个采集面积远远大于现有规模的射电望远镜。在早期规划时,中国曾经竞争主办SKA,拟在遍布中国西南诸省的石灰岩洼地中建设若干个大型镜面天线望远镜,中国天文学家们甚至做了FAST的初步准备工作,作为SKA望远镜的原型。

  然而,SKA的支持者们最终选择了另一套设计方案,其特色是由几千枚小型天线组成阵列。2006年,中国未能进入SKA候选地址的名单之中;SKA的第一期建设预计将于2018年在南非和澳大利亚破土动工。虽然隐忍着失望,南仁东和他的同事们义无反顾地推动着中国建造FAST的进程(《科学》2009年6月19日,1508页)

  天文学家李菂说,在观测如中子星这样的点源方面,以及搜寻地外文明进行多频率扫描方面,单天线面板更有优势。李菂是FAST项目的科学家,曾在加利福尼亚州帕萨蒂娜的美国国家航空航天局(NASA)喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)工作过。CSIRO的一位天文学家乔治·郝布斯(George Hobbs)说,比起望远镜阵列中的众多天线面板来,单天线面板还有一个优势,那就是“造价相对低廉,且更容易直接升级”,“你只管不断制造质量更好的接收机就行”。

  

【j2开奖】《科学》:中国500米射电望远镜FAST实现技术创新尚待时日

  作为一个嗜好工程的天文学家,南仁东领导了该射电望远镜大部分早期工作,并且是该项目的首席科学家和首席工程师。(图片来源:中国科学院 国家天文台)

  FAST获得国际评审委员会批准支持后,中国国家发展和改革委员会(发改委)于2007年提供了9千万美元的经费来启动该项目;来自其它相关机构的资助把经费总额提升至1.8亿美元。南仁东一直领导着FAST的大部分准备工作,并于2008年被指定为首席科学家和首席工程师。“按照传统惯例,这是两份工作”,李菂称,但是南仁东的实践经验和所受的科学训练可以让他“同时戴着工程和科学的两顶帽子”与资助机构沟通。

  应该在哪儿建造这天线面板,南仁东心中早已有数,也深知这件事非同小可。早在上世纪九十年代,卫星勘测已经在中国西南诸省识别出了400个候选(喀斯特)洼地。这个数目不断缩减,最后,南仁东亲自考察了一部分候选洼地。他回忆起当时徒步跋涉到大窝凼洼地的情景,抬头望向四周,整个天空几乎呈一个圆形视野区,“就像位于一口井的底部一样”。

  

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完美嵌合

图例3. FAST的规划人员在中国西南部调研了大约400个喀斯特洼地,最终选定大窝凼,它犹如摇篮恰好能支架吊装望远镜巨大的球形天线面板。(图片来源:C. Bickel/Science)

  南仁东说:“这个地点是安装FAST的绝佳位置,(但是)建设条件恶劣无比”。大窝凼距最近的高速公路要好几个小时,狭窄的道路颠簸崎岖,在高峰和小村落中蜿蜒穿插。为了连接洼地和最近的县城,FAST施工队修筑了7公里的道路。因为难于接近洼地,重型装备的使用也受到限制。“几乎所有的事情都是人工徒手劳作”,南仁东说,“竭尽全力的工人”在40摄氏度的高温下肩扛手提运送了100公斤的物资。相比之下,他说,“在北京或上海建设一座桥梁,那真是小菜一碟”。

  

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一个工人走在环绕望远镜天线面板的巨大圈梁桁架上。(图片来源:j2开奖直播/Alamy Stock)

(责任编辑:本港台直播)
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