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FAST谜题之星际旅行导航
FAST的另一大科学目标,是观测脉冲星。
脉冲星是高速自转的中子星,具有极其稳定的周期性,是宇宙中最精准的“天文时钟”。因此,它能成为星际航行的“灯塔”,为宇宙飞船提供自主导航信息服务。
“从射电望远镜诞生至今,人类共发现了约2500颗脉冲星,如果FAST的工作时间全部用于观测脉冲星,它一年内就有望将这个数量翻倍。”彭勃说。
而且,目前已观测到的脉冲星均在银河系内,FAST将对准银河系外的脉冲星,为天文界开拓新的研究领域。
当然,FAST能做的还有更多:探索暗物质与暗能量,检测引力波,研究黑洞如何吞噬小天体,搜寻中子星-黑洞双星、奇异星、夸克星物质……作为物理学和天文学研究的新平台,它将帮助我们解开深远宇宙中的更多谜题。 FAST谜题之“眼珠”怎样动起来
“中国天眼”之所以拥有如此多的强悍功能,不仅源于它的大,更来自它的灵巧——它是会“动”的!
也许你会说,眼睛不都会动吗?但对射电望远镜来说却并非都是如此。
在FAST问世之前的世界最大单口径球面射电望远镜——美国阿雷西博305米望远镜就不会“动”,而FAST则能在局部300米直径的抛面上“动”起来。
打个比方,阿雷西博就像是一只固定不动的305米直径的大眼睛,而FAST则是一只更大的、直径500米的眼睛,它上面有300米直径的眼珠,可以灵活转动,因而能眼观六路,视野宽广。
“眼珠”之所以会动,源于FAST工程中的中国三大自主创新之一——“主动反射面”技术。
据王启明介绍,为了让FAST能“动”起来,科学家们煞费脑筋,不断探索、试验,最终选择了“索网”结构,将4450个反射面单元面板固定在上万根钢索上,形成一个巨大的“网兜”——这也是目前全球跨度最大、精度最高、第一个采用变位工作方式的索网结构,再次刷新了世界纪录。
为提高索网的支撑作用,FAST项目团队研发出具备高弹性、抗拉伸、抗疲劳特征的专用钢索,其500兆帕的超高应力幅,达到了国家标准的2.5倍。
“这种材料当时在国内没人能生产出来。”王启明介绍说,FAST项目团队用了整整两年时间,寻遍国内顶级的钢索厂及高校,才最终攻克了这种钢索技术。
在FAST反射面单元面板下,还创新设置了2000多个促动器。它们就像2000多只灵活的大手,拉动、支撑着索网,使500米直径的球面能局部变形为300米直径的抛面,从而让FAST的“眼珠”能跟随天体转动,跟踪扫描射电源。
实际上,FAST的建设,“从技术到材料,90%以上都是国产化,是中国制造,更是中国创造。”王启明说。
因此,FAST的建成,拓宽了中国科技创新的新维度,推动着我国在天线制造技术、微波电子技术、并联机器人、大跨度结构、公里范围高精度动态测量等众多高科技领域的发展。未来,它还将为我们带来哪些传奇,让我们拭目以待!(编辑/余风)