对话
FAST望远镜领先国际20年
广州日报:7月3日,射电望远镜的主体已经安装完毕,为何调试要用两个多月,而不立即投入使用?
王启明:你在施工现场也能看到,这是个很大的工程,变电站和箱式变压器就有7个。现在只是把硬件完成了,因为装备是由很多家单位一起合作研制的,有做测量的、做控制的、有做机电的,安装完成后要先空载测试,然后再进行联合调试。
另外,对这种工艺系统的验收,要求是非常严格的。就跟房屋装修一样,要趁着装修公司还没走,要尽早排查和解决问题。
“天眼”并非“死眼”
广州日报:这个“观天巨眼”建设前后一共花了13年时间,他的施工难度难在哪里?
王启明:望远镜反射面总面积为25万平方米,相当于30个足球场那么大。它具有目前世界上跨度最大、精度最高的索网结构。仅圈梁、索网和支撑馈源舱的6座高塔就用掉1万多吨钢材。尽管反射面板才1毫米厚,也用掉2000多吨铝合金。
此外,望远镜在现场施工上也有很多困难。首先是台址现场环境的约束。现场是一个喀斯特洼地,最高落差有150米,不能用大吊车,吊车过不去。
再次,我们建设的这只“天眼”并非“死眼”,它是可以动的。根据观测的方向,它会拉扯索网来变形天线锅。如同人类转动自己的眼珠,这样遥远的太空对它来说将不存在方向上的死角。美国阿雷西博望远镜,它是固定在地面上不动的。所以,我们的建设难度就要大很多。
广州日报:这个“眼珠”是如何转动的?
王启明:6索并联驱动控制系统是FAST项目核心部件馈源舱的主控制系统,它可以控制馈源舱进行姿态位置调整,从而精确地达到反射面的焦点位置,使馈源舱获取信号能力达到最佳。就像人的睫状体一样,能够调节眼球的焦距使眼球能清晰地看清远近物体。
此外,与索网相连的2000多个小电机控制着整个变形过程,6条400多米的钢索吊起30吨重的馈源舱,移动范围可达200米。在移动过程中,每一部分的位移都要控制在毫米级。射电望远镜建成后,将成为中国天文研究和自然科学研究的利器,不光是现在,未来20年内都将保持世界领先地位。
不惧坏天气但怕电磁干扰
广州日报:这口“大锅”不要弄个盖子防止雷击等恶劣天气吗?
王启明:作为射电望远镜,FAST的基本原理和人们常见的锅式卫星天线相差无几,只不过这口大锅接收的,是非常微弱的宇宙信号。它主要由反射信号的抛物面和接收信号的馈源舱两大部分组成。通过“锅”的反射聚焦,把几平方米到几千平方米的信号聚拢到一点上。如果搞个锅盖,那它的功能岂不是丧失了?
对于雷电等恶劣天气,我们有防雷系统,对于冰雹,我们有防雹炮,把冰雹打碎,打成小块。还有下雪的问题,雪对贵州影响很小,这里一年只有几天,气温在零摄氏度以下。总体上,我们考虑是很周全的。
广州日报:射电望远镜对电磁波干扰有很高要求,是不是以后周围几公里内都不能有电磁信号?
王启明:你说对了,这里对电磁波信号干扰要求很严。贵州省刚刚专门为我们这个设备立了法。要求距离FAST项目5公里以内的基站全关掉。现场不能用手机、数码相机,汽车不能用电子打火,包括过来的中巴,都要烧柴油车才行。
广州日报:这个射电望远镜的设计寿命是多长?
王启明:设计寿命是30年,国外的望远镜大多都超期服役。阿雷西博望远镜也早就超期服役了,到期后,经过一些升级改造,还是可以继续使用的。整个FAST工程造价大约是11亿元。
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