Телескоп китай диаметр тарелки 500 метров

Китай открыл Небесный глаз. Сегодня начал работу крупнейший в мире радиотелескоп


Вид с воздуха на телескоп FAST в удалённой местности уезда Пинтан Цяньнань-Буи-Мяоского автономного округа провинции Гуйчжоу на юго-западе Китая. Фото: Liu Xu / Xinhua

25 сентября 2016 года крупнейший в мире радиотелескоп Сферический радиотелескоп с пятисотметровой апертурой (Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope, FAST) направил рефлектор в сторону космоса и принял сигнал от далёких галактик. Сегодня состоялась торжественная церемония открытия FAST. До этого в тестовом режиме его запускали несколько раз. В один из тестовых запусков он уловил сигнал от пульсара на расстоянии 1351 световой год от Земли.

По мнению экспертов, этот гигантский научный инструмент демонстрирует амбиции Китая в исследованиях космоса и стремление добиться международного признания передовой китайской науки. Строительство телескопа с неофициальным названием 天眼, то есть Небесный глаз, заняло пять лет и обошлось в $180 млн.

Радиотелескоп FAST диаметром 500 метров превосходит по размеру 305-метровую обсерваторию радиотелескоп Аресибо в Пуэрто-Рико, которая считалась крупнейшей в мире в течение последних 53-х лет. Здесь нужно заметить, что российский радиотелескоп РАТАН-600 имеет диаметр 576 метров, но его апертура не заполнена. Таким образом, именно Аресибо и FAST являются крупнейшими в мире радиотелескопами с заполненной апертурой.


Радиотелескоп в Аресибо

По информации китайских СМИ, у FAST вдвое большая чувствительность, чем у обсерватории в Аресибо, а также в 5-10 раз более высокая скорость исследования звёздного неба.


Сравнение тарелок Аресибо и FAST

Конструкция радиотелескопа FAST состоит из одного рефлектора, в котором соединены между собой 4450 треугольных отражающих панелей со стороной 11 метров, в форме геодезического купола.

Положение каждой панели можно регулировать с высокой точностью — для этого предназначена сетка из стальных канатов с гидравлическими приводами. Таким образом, радиотелескоп фокусируется на определённое направление. FAST может сфокусироваться на любом участке в пределах ±40° от зенита. При этом задействуется участок рефлектора диаметром только 300 метров из общей 500-метровой тарелки. То есть, получается, в названии телескопа FAST две фактические ошибки: ведь апертура телескопа составляет менее 500 метров, а телескоп не сферический.

Сооружение телескопа заняло пять лет. Инженерам и строителям пришлось годами жить в одном из горных ущелий вдали от цивилизации, где в первое время даже не было электричества. Именно это заброшенное место выбрали из 400 вариантов: природная долина в горах на высоте примерно 1000 м над уровнем моря идеально подходила по размеру и являлась естественной защитой от радиочастотных помех (фото чаши телескопа со спутника). Ради научного проекта власти распорядились переселить 65 жителей деревни в этой долине и отселили 9110 жителей из восьми деревень в окрестностях. В августе текущего года сообщалось, что отселённых жителей поселят в новые дома или выплатят большие компенсации из фонда помощи бедным, выдадут банковские кредиты.


Радиотелескоп FAST в сентябре 2015 года, за год до запуска

В радиусе пяти километров вокруг FAST не будет ни одного источника помех вроде микроволновки, которая 17 лет не давала покоя австралийским астрономам. По условиям строительства, в радиусе 5 км должно соблюдаться полное радиомолчание.

Несмотря на необходимость полного радиомолчания, власти решили построить туристические объекты в окрестностях радиотелескопа, в том числе смотровую площадку на соседней горе. Китайские и иностранные туристы могут приехать и своими глазами увидеть это чудо. В таком решении есть резон: например, в Аресибо ежегодно приезжает около 90 000 туристов и 200 учёных.


Радиотелескоп FAST в сентябре 2016 года

На торжественную церемонию запуска FAST в провинцию Пинтан съехались сотни учёных и энтузиастов астрономии со всей страны. Президент Китая поздравил учёных, инженеров и строителей, которые довели до конца сложнейший технический проект.

Среди основных задач телескопа FAST называются поиск гравитационных волн, радиоизлучения от звезд и галактик, обнаружение сигналов от внеземных цивилизаций. «Конечная цель FAST — открыть законы развития Вселенной, — сказал Цянь Лей (Qian Lei), младший научный сотрудник Национальных астрономических обсерваторий Китайской академии наук в интервью местному телевидению. — Теоретически, если в космосе есть развитая цивилизация, то радиосигнал от неё будет похож на сигнал, который мы можем принимать от пульсара».

Китайские астрономы получат приоритет для работы на FAST в первые два-три года его существования, затем объект обещают открыть для учёных со всего мира.

Возможно, это случится и раньше, потому что сейчас для проекта в Китае не могут найти достаточно специалистов. Чтобы задействовать FAST на полную мощность, нужны сотни исследователей, и исследовательская группа FAST не может найти в Китае даже 50 астрономов.

Читайте также:  Как красиво подать рыбную тарелку

Амбиции Китая

Китай тратит миллиарды долларов на гигантские космические проекты. Таким бюджетам могут позавидовать даже американские научные коллективы, не говоря уже о европейской и российской науке, которая получает очень скромные суммы от государства.

В сентябре этого года Китай запустил на орбиту свою вторую космическую лабораторию «Тяньгун-2» («Небесный дворец — 2») размером 10,4 метра (диаметр 3,34 метра), которая в целом аналогична по размерам и функциям советским орбитальным станциям второго поколения «Салют-6» и «Салют-7».

В середине октября Китай планирует отправить на станцию двух космонавтов. На середину апреля 2017 года запланирован запуск грузового космического корабля «Тяньчжоу-1», который доставит на станцию топливо и другие материалы.


План будущей китайской космической станции в сравнении с другими космическими станциями третьего поколения

В ближайшие годы Китай планирует построить на орбите космическую станцию третьего поколения. Программа рассчитана на несколько этапов до 2020-2022 года.

Источник

Телескоп китай диаметр тарелки 500 метров

Как заявило информационное агентство Xinhua, самый точный и крупный в мире радиотелескоп официально вышел на полную операционную мощность. Устройство под названием FAST (Five hundred meter Aperture Spherical Telescope — «Сферический радиотелескоп с пятисотметровой апертурой») впервые запустили в 2016 году, но с тех пор оно работало в тестовом режиме.

FAST получил прозвище «Tianyan», что в переводе с китайского значит «Глаза небес» или «Око неба» и построен в природной впадине Гуйчжоу на юго-западе Китая. Среди выполнения множества научных задач, его целями являются поиск внеземных цивилизаций, новых экзопланет и изучение массивов пульсаров.

Название FAST не очень точно отражает суть аппарата. Хоть и его общий диаметр составляет 500 метров, лишь 300 м остаются задействованы в каждый момент времени. Активный сегмент фокусируется на приемнике с трехсотметрового участка. Как сообщает Xinhua, телескоп полностью соответствует и даже превышает проектные технические показатели. По мнению ученых, благодаря своей мощности он сделает много важных открытий, особенно в первые пару лет своей работы.

Научные цели FAST включают:

  • Крупномасштабное исследование нейтрального водорода;
  • Наблюдение за пульсарами;
  • Исследования с помощью радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами;
  • Обнаружение межзвездных молекул;
  • Обнаружение межзвездных коммуникационных сигналов.

Телескоп также проведет несколько детальных исследований всего небосвода, на что отводится около 5 лет. Еще 10 лет будет потрачено на анализ полученных данных. Тем не менее, несмотря на постоянную работу, его график устроен настолько гибко, что всегда остается возможность перенастроиться на выполнение других незапланированных задач.

Астрономы уже успели оценить значимость FAST. За два года с его помощью обнаружены 102 новых пульсара. Китайские агентство отмечает, что это больше, чем общее число пульсаров, обнаруженных учеными Европы и США вместе взятыми за это же время. При этом точность измерения этих объектов выросла в 50 раз.

Китайские инженеры задумали построить FAST еще в середине 90-х годов. Его возведение обошлось примерно в 170 миллионов долларов. Отмечается, что страна намерена разрешить проведение международных исследований на объекте, а в настоящее время здесь уже работают ученые десяти стран.

FAST пришел на смену предыдущему крупнейшему в мире радиотелескопу-обсерватории Аресибо. Два телескопа представляют собой большие тарелки в форме купола, и оба могут одновременно использовать только часть своей площади. Но FAST не только больше диаметром, он работает по-другому и более гибок.

FAST напоминает сегментированный зеркальный телескоп. Его поверхность составляют 4500 отдельных панелей. Более чем 2200 электроприводов на нижней стороне управляют формированием рабочей зоны, образуя параболу, направленную на различные части неба. В то время как Аресибо может использовать всю свою поверхность крайне редко. Объекты наблюдаются им под наклоном с площади диаметром 221 м.

Стоит отметить, что китайский радиотелескоп-гигант испытывает определенные трудности со штатным укомплектованием, поскольку в стране не хватает квалифицированных радиоастрономов. Сотрудников пытаются найти на международном уровне, но работу затрудняет местоположение телескопа, также многие ученые не желают работать там по политическим соображениям.

А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Источник

Сферический телескоп с пятисотметровой апертурой — Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope

Сферический телескоп с пятисотметровой апертурой

Альтернативные названия Тианян
Местоположение (а) Jinke Village, КЭД, Pingtang округ , Цяньнаньте-Буи-Мяоских автономного округ , Гуйчжоу , КНР
Координаты 25 ° 39′11 ″ с.ш. 106 ° 51′24 ″ в.д.  /  25,65292 ° с.ш.106,85658 ° в.  / 25,65292; 106,85658 Координаты : 25 ° 39′11 ″ с.ш. 106 ° 51′24 ″ в.д.  /  25,65292 ° с.ш.106,85658 ° в.  / 25,65292; 106,85658
Длина волны 0,10 м (3,0 ГГц) -4,3 м (70 МГц)
Построен Март 2011 г. — 3 июля 2016 г. ( Март 2011 г. — 3 июля 2016 г. )
Первый свет 3 июля 2016 г.
Стиль телескопа сферический отражатель радиотелескопа
Диаметр 500 м (1640 футов 5 дюймов)
Освещенный диаметр 300 м (984 футов 3 дюйма)
Место сбора 196 000 м 2 ( 2 110 000 кв. Футов)
Освещенная площадь 70 690 м 2 (760 900 кв. Футов)
Фокусное расстояние 140 м (459 футов 4 дюйма)
Веб-сайт быстро .bao .ac .cn

Связанные СМИ на Викискладе?

Пятьсот метров Диафрагма Сферическая радиотелескоп ( БЫСТРО , китайский : 五百米口径球面射电望远镜 ), по прозвищу Tianyan ( 天眼 , лит «Небо / Небо глаз»), это радиотелескоп , расположенный в депрессии Dawodang ( 大窝 凼 洼地 ), естественный бассейн в уезде Пинтан , Гуйчжоу , юго-запад Китая . FAST имеет фиксированную тарелку диаметром 500 м (1600 футов), построенную в естественной впадине ландшафта. Это самый большой в мире радиотелескоп с заполненной апертурой и второй по величине однокамерный радиотелескоп после малонаполненного РАТАН-600 в России.

Он имеет новаторский дизайн, в котором используется активная поверхность из металлических панелей, которые можно автоматически наклонять, чтобы помочь переключить фокус на различные области неба. Кабина с фидерной антенной , подвешенная на тросах над тарелкой, может перемещаться автоматически с помощью лебедок для управления прибором для приема сигналов с разных направлений. Наблюдает на длинах волн от 10 см до 4,3 м.

Строительство FAST началось в 2011 году. Первые проблески света на нем наблюдались в сентябре 2016 года. После трех лет испытаний и ввода в эксплуатацию 11 января 2020 года было объявлено, что он полностью готов к эксплуатации.

Телескоп сделал свое первое открытие двух новых пульсаров в августе 2017 года. Новые пульсары PSR J1859-01 и PSR J1931-02, также известные как FAST пульсары № 1 и № 2 (FP1 и FP2), были обнаружены 22 августа. и 25 августа 2017 г .; они находятся на расстоянии 16 000 и 4 100 световых лет соответственно. Обсерватория Паркса в Австралии независимо подтвердила открытия 10 сентября 2017 года. К сентябрю 2018 года FAST обнаружил 44 новых пульсара.

Содержание

История

Телескоп был впервые предложен в 1994 году. Проект был одобрен Национальной комиссией по развитию и реформе (NDRC) в июле 2007 года. Деревня с 65 людьми была перемещена из долины, чтобы освободить место для телескопа, и еще 9110 человек, живущих в Радиус 5 км телескопа был перемещен, чтобы создать зону радиомолчания . Около 500 семей пытались подать в суд на местные власти. Жители села обвинили правительство в принудительном сносе домов, незаконных задержаниях и невыплате компенсации. Китайское правительство потратило около 269 миллионов долларов из фондов помощи бедным и банковских кредитов для переселения местных жителей, в то время как строительство самого телескопа обошлось в 180 миллионов долларов .

26 декабря 2008 года на строительной площадке прошла церемония закладки фундамента. Строительство началось в марте 2011 года, а последняя панель была установлена ​​утром 3 июля 2016 года.

Первоначально бюджет составлял 700 миллионов юаней, а окончательная стоимость составила 1,2 миллиарда юаней ( 180 миллионов долларов США ). Существенными трудностями были удаленность объекта и плохой доступ к дороге, а также необходимость добавить экранирование для подавления радиочастотных помех (RFI) от приводов главных зеркал. По-прежнему существуют проблемы с частотой отказов приводов главных зеркал.

Испытания и ввод в эксплуатацию начались с первым светом 25 сентября 2016 года. Первые наблюдения проводятся без активного первичного отражателя, его конфигурация имеет фиксированную форму и используется вращение Земли для сканирования неба. Последующие ранние исследования будут проводиться на более низких частотах, в то время как активная поверхность будет доведена до проектной точности; более длинные волны менее чувствительны к ошибкам в форме отражателя. На калибровку различных инструментов, чтобы они могли полностью заработать, потребуется три года.

Усилия местных властей по развитию туристической индустрии вокруг телескопа вызывают некоторую озабоченность у астрономов, обеспокоенных тем, что близлежащие мобильные телефоны действуют как источники радиопомех. Прогнозируемое количество туристов в 10 миллионов в 2017 году заставит чиновников выбирать научную миссию, а не экономические выгоды от туризма.

Главной движущей силой проекта был Нан Рендонг , исследователь Китайской национальной астрономической обсерватории , входящей в Китайскую академию наук . Он занимал должности главного научного сотрудника и главного инженера проекта. Он умер 15 сентября 2017 года в Бостоне от рака легких.

Обзор

FAST имеет отражающую поверхность диаметром 500 метров, расположенную в естественной воронке на местности ), фокусирующую радиоволны на приемной антенне в «кабине приема», подвешенной на 140 м (460 футов) над ней. Отражатель изготовлен из перфорированных алюминиевых панелей, поддерживаемых сеткой из стальных тросов, свисающих с обода.

Поверхность FAST состоит из 4450 треугольных панелей со стороной 11 м (36 футов) в форме геодезического купола . Лебедки 2225, расположенные снизу, делают его активной поверхностью , натягивая стыки между панелями, деформируя гибкую стальную кабельную опору в параболическую антенну, выровненную в желаемом направлении неба.

Над отражателем расположена легкая кормовая кабина, перемещаемая кабельным роботом с помощью сервомеханизмов лебедки на шести опорных вышках. Приемные антенны устанавливаются ниже на платформе Стюарта, которая обеспечивает точное управление положением и компенсирует возмущения, такие как движение ветра. Это обеспечивает запланированную точность наведения в 8 угловых секунд .

Максимальный зенитный угол составляет 40 градусов, когда эффективная освещенная апертура уменьшена до 200 м, и 26,4 градусов, когда эффективная освещенная апертура составляет 300 м без потерь.

Хотя диаметр отражателя составляет 500 метров (1600 футов), в любой момент времени используется только круг диаметром 300 м (имеющий правильную параболическую форму и «освещаемый» приемником). Телескоп можно направлять в разные точки неба, освещая 300-метровую часть 500-метровой апертуры.

Его рабочий диапазон частот составляет от 70 МГц до 3,0 ГГц , причем верхний предел определяется точностью, с которой первичный преобразователь может аппроксимировать параболу. Его можно немного улучшить, но размер треугольных сегментов ограничивает самую короткую длину волны, которую можно получить. Этот диапазон покрывается девятью приемниками под кабиной подачи, с диапазоном 1,23–1,53 ГГц вокруг водородной линии с использованием 19-лучевого приемника, созданного CSIRO в рамках сотрудничества ACAMAR между Австралийской академией наук и Китайской академией наук. Наук .

Система архивов нового поколения (NGAS), разработанная Международным центром радиоастрономии (ICRAR) в Перте, Австралия, и Европейской южной обсерваторией, будет хранить и поддерживать большой объем данных, которые она собирает.

Научная миссия

На сайте FAST перечислены следующие научные цели радиотелескопа:

В октябре 2016 года телескоп FAST присоединился к проекту Breakthrough Listen SETI для поиска разумных внеземных коммуникаций во Вселенной.

Сравнение с телескопом Аресибо

Базовая конструкция FAST аналогична бывшему телескопу Аресибо . Обе конструкции имели отражатели, установленные в естественных пустотах внутри карстового известняка, сделанные из перфорированных алюминиевых панелей с подвешенным над ними подвижным приемником; и оба имеют эффективную апертуру меньше физического размера первичной обмотки. Однако есть существенные отличия помимо размера.

Сначала блюдо Аресибо было закреплено в форме шара. Хотя он также был подвешен на стальных тросах с опорами внизу для точной настройки формы, они управлялись вручную и регулировались только во время технического обслуживания. Он имел фиксированную сферическую форму с двумя дополнительными подвесными отражателями в григорианской конфигурации для коррекции сферической аберрации .

Во-вторых, была зафиксирована приемная платформа Arecibo. Чтобы выдержать больший вес дополнительных отражателей, основные опорные тросы были статичными, а единственная моторизованная часть была тремя прижимными лебедками, которые компенсировали тепловое расширение . Антенны могли перемещаться по вращающемуся рычагу под платформой, чтобы обеспечить ограниченную регулировку азимута. Этот меньший диапазон движения ограничивал его просмотр объектов в пределах 19,7 ° от зенита.

В-третьих, Аресибо мог получать более высокие частоты. Конечный размер треугольных панелей, составляющих основной отражатель FAST, ограничивает точность, с которой он может аппроксимировать параболу, и, следовательно, самую короткую длину волны, с которой он может фокусироваться. Более жесткая конструкция Arecibo позволяла сохранять резкость на длине волны до 3 см (10 ГГц); FAST ограничен 10 см (3 ГГц). Улучшения в управлении положением вторичного отражателя могли бы увеличить его до 6 см (5 ГГц), но тогда первичный отражатель становится жестким ограничением.

В-четвертых, тарелка FAST значительно глубже, что способствует более широкому полю обзора. Хотя диаметр FAST больше на 64%, радиус кривизны составляет 300 м (980 футов), что едва превышает 270 м (870 футов) Аресибо, поэтому он образует дугу 113 ° (против 70 ° для Аресибо). Хотя полная апертура Аресибо 305 м (1000 футов) могла использоваться при наблюдении за объектами в зените , это было возможно только с линейным фидером, который имел очень узкий частотный диапазон и был недоступен из-за повреждений с 2017 года. Использовалось большинство наблюдений Аресибо. григорианские каналы, где эффективная апертура составляла приблизительно 221 м (725 футов) в зените.

В-пятых, на более крупной вторичной платформе Аресибо также размещалось несколько передатчиков , что делало ее одним из двух инструментов в мире, способных выполнять радиолокационную астрономию . Планетарная радиолокационная система, финансируемая НАСА, позволила Аресибо изучать твердые объекты от Меркурия до Сатурна и выполнять очень точное определение орбиты на околоземных объектах , особенно потенциально опасных . Аресибо также включил несколько радаров, финансируемых NSF, для исследований ионосферы. Такие мощные передатчики слишком велики и тяжелы для небольшой приемной кабины FAST, поэтому он не сможет участвовать в планетарной защите, хотя в принципе он может служить приемником в бистатической радиолокационной системе.

В популярной культуре

Он появился в эпизоде ​​«Поиски разумной жизни на Земле» телесериала « Космос: возможные миры», представленного Нилом де Грассом Тайсоном .

Источник

Поделиться с друзьями