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耗资115亿的中国天眼,每天运行需花费

来源:纳税人 时间:2025/2/19

在遥远的宇宙深处,有一台直径米,世界上最大的射电望远镜,静静地倾听着宇宙的奥秘。它被称为“FAST”,是中国的“天眼”,也是世界上最大的单口径射电望远镜。

为了找到最佳观测地点,这台超级望远镜落户于中国西南部的贵州喀斯特高原,这里自然环境得天独厚,使望远镜的性能发挥得淋漓尽致。

然而,要在这个偏远的地方投资11.5亿巨资,并且每天需要近40万的运行费用,你是否觉得有些“奢侈”呢?

如果说用一句话来形容FAST的能力,那就是它具备千里眼和顺风耳的神奇力量。为什么会这么说呢?因为FAST的最大特点就是其卓越的灵敏度,这个指标直接决定了其听力的质量,就像我们人类也有好耳朵和坏耳朵。

目前,FAST的灵敏度已经达到了惊人的2.4秒瓦每平方米,是世界第二大射电望远镜阿雷西博射电望远镜的三倍!

尽管阿雷西博射电望远镜的口径也达到了米,但是FAST的单口径设计使其能够大幅度提高集光效率。

简单说,FAST能够接收非常微弱的电磁波信号,就像它具备了一双超灵敏的“听觉”。这为未来探测宇宙中的各种奇闻异事提供了强大的支持。

例如,科学家可以利用FAST的“巨耳”去探测那些远在亿光年之外、人类肉眼无法看到的星系,接收那些微弱到几乎无法察觉的信号。

就像地球上传播的最早的无线电信号——年希特勒的演讲,现在以极其微弱的形式,穿越了数十光年的距离,飘到了太空中。

也许在遥远的未来,其他的星球也会接收到我们发出的神秘信号。但是,别忘了,FAST不仅仅是一台能听到声音的望远镜,它更是一双能看到远方的“千里眼”。

这就是FAST的特点——它的口径达到了米,这是世界之最。你可以想象一下,如果眼睛足够大,我们甚至可以从地球上看到月亮表面一个直径1米的物体。

这就是FAST的“千里眼”的威力,它的视野之广,分辨率之高,已经远远超出了我们的想象。

FAST能够独步射电望远镜界,离不开其独特的“大锅”。这只庞大的“锅”由上千根钢索构成,覆盖在米球面上的网罩由复杂的索网系统支撑,确保了反射面形状的精确调控,使观测信号具有高灵敏度。

这只“锅”背后凝聚了中国科学家的心血和辛勤努力,项目开始时,他们面临着世界上没有现成方案可以复制的巨大技术挑战。

南仁东及其团队凭借坚韧不拔的精神,成功地解决了许多看似“不可能”的问题。

这就像在未知的情况下,只靠想象力描绘一幅卓越的画作,所面临的挑战不容小觑。比如FAST的索网系统,它的要求极其复杂且苛刻:既要承受巨大的压力,又需要敏锐和精准;既要抵抗风雨的侵蚀,又要适应野外的环境……对此,南仁东亲自率领团队从零开始,进行理论研究,不断地设计实验模型,反复测试优化。

在经历了数百次的失败后,团队最终成功研发出一套独特的索网抛物面系统,获得了多项核心专利。这标志着我国在该领域从跟随者变成了引领者,取得了重大突破!

与索网结构相辅相成,FAST的另一项卓越之处在于它的控制系统,这无疑是望远镜能够高效、精确工作的核心引擎。

为了实现对米超大口径球面的精准控制,南仁东团队创造性地应用了多学科交叉的设计思维,采用了多种前沿技术,构建了一套复杂的控制网络。

例如,他们研发出专门的测量设备,实时监控球面形状变化;设计出了六自由度并联机械手,调整每个索网节点;部署了成千上万的传感器,收集环境数据……所有这些数据都被汇集到一个巨大的信息处理平台,就如同FAST大脑的中枢神经。

在"大脑"的精准调控下,FAST的球面反射面能在严苛环境下保持稳定,这为FAST捕捉那些瞬息万变的电磁信号提供了坚实的保障。

而要让FAST的"顶级武器"发挥出最大效能,还需要一样至关重要的武器——一个完美的站点选择。这就像是一个卓越的战士需要丰富的战斗经验作为后盾。

因此,项目团队历经11年,在贵州的大山深处找到了一处巨大的深坑作为FAST的最终驻地。这个天然形成的"大窝凼",占地面积相当于30多个标准足球场,深度达到多米,形成一个巨大的天然坑洞。

在中国的这片月球表面般的山谷中,中国天眼得以持续稳定地为我们服务。对于像射电望远镜这样精密的设备来说,选址的重要性并不亚于剑客对武馆环境的严苛要求。

这就像一套精致的音响系统,如果长时间处于嘈杂的环境中,那么它最优秀的音质也很难发挥出来。南仁东对此有着深刻的理解,他认识到米口径的巨型射电望远镜对站点周围的环境有极高的要求,只有零噪声、零干扰的山谷才能达到最佳的观测效果。

为了找到这样近乎“理想”的地点,南仁东带领团队跋山涉水,深入贵州上百个山谷进行实地考察,这项艰苦卓绝的工作持续了整整11个年头。

期间,他们面临着崎岖的山路、陡峭的山峰、毒虫猛兽等各种严酷的考验,才最终确定了平塘县大窝凼作为建造地。

这个巨大的天然山洞,完全符合南仁东梦寐以求的所有条件:它既隐蔽又安静,地表开阔平整,内部环境可以容纳一个米的巨口天线;此外,周边生态环境良好,植被茂盛,可以有效屏蔽电磁干扰。

通过分析,我们可以看出FAST的数据确实看起来很美好,但是问题是它是否真的有用呢?

FAST在首秀中迎来一场宇宙级别的挑战,目标是探测宇宙中最强大的“电磁脉冲”——脉冲星。作为中子星演化的产物,脉冲星具有极高的密度,能够在短短几毫秒内释放出惊人的能量,犹如一个个迷你黑洞。

为了探测这些隐藏在宇宙深处的能量体,FAST倾尽全力,成功地找到了颗脉冲星,成果丰硕。那么,FAST是如何成功地完成了这项高难度的任务呢?

这就得益于它的另一项独特技能。

FAST就像一个敏锐的猎手,能在短时间内准确地锁定目标天体。它的灵活性使它能够捕捉到那些只有几毫秒的脉冲星信号,这对于一般的望远镜来说是难以做到的。

然而,FAST凭借其米口径,成功地检波到这种极短极强的电磁脉冲,因此在国际学术界声名鹊起。这次的高难度“捕捉”行动,使得FAST成为了望远镜领域的佼佼者。

新的挑战目标已经出炉,这次FAST瞄准的是神秘的快速射电暴(FRB)!FRB一直以来都是天文学家的头号难题,但我们的天眼并未因此退缩。

它已经成功捕捉并探测到了一个持续活跃的FRB重复信号——FRBB,通过数据分析,我们确定这个暴发信号来自于距离地球30亿光年的星系,这是人类有史以来首次对FRB的位置做出确切的定位!

巨资11.5亿历时打造的中国天眼,每天的运营成本还要接近40万,作为纳税人和贡献者,你是否想了解这个“高端大气上档次”的科研项目是否值得投资?

其实,中国科学院早已深知天文对于人类文明进步的重要性,因此他们为这项工程定下了这样的定位:中国天眼,是OpenAstronomy的缩影。

这意味着什么呢?简单来说,中国天眼不仅仅为中国人民服务,还将为全人类的天文事业贡献一份力量!

年3月31日,这座全球最大的米望远镜宣布向全球科学家开放。没错!这意味着世界其他国家的天文学家都能使用中国天眼的强大观测能力来研究宇宙!

宣布开放后的短短一个月里,便收到了份申请,这充分证明了国际科学界对中国天眼的强烈兴趣。我们都知道,夜空中最亮的星星总是引领着人类文明的进步。

如今,这座米的中国天眼已经在世界射电望远镜的舞台上大放异彩,在它“睁开”眼后的短短时间里,就已经揭示了许多宇宙的秘密,证明了自己的实力。

预见到未来,它将在夜空中熠熠生辉,犹如明灯,引领我们深入探索无垠宇宙的奥秘。这个过程中,我们始终铭记为天眼付出青春和汗水的先驱们。

正是由于他们的开创性努力,我们才能在他们的肩上站立,踏足宇宙深处,寻找未知的领域。在中国对外太空的探索旅程中,中国天眼必定会发挥关键作用。

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