望遠鏡的環(huán)梁目前已經(jīng)合龍，它是“鍋”的支架
今年5月進入索網(wǎng)安裝階段，要用6000多根鋼索
索網(wǎng)織好后，用反射面面板一圈圈鋪滿空隙
4月20日，揚子晚報報道了中國正在建造世界最大射電望遠鏡的消息。東南大學(xué)土木工程學(xué)院國家預(yù)應(yīng)力工程技術(shù)研究中心副主任郭正興教授領(lǐng)銜的團隊，承擔(dān)著最大望遠鏡施工階段的技術(shù)支撐?！白畲笸h鏡看起來就像口超級大鍋?！惫d透露，這口“大鍋”再過4個月就基本成型。
通訊員 許啟彬 實習(xí)生 喻賢璐 揚子晚報記者 蔡蘊琦
為何建在貴州
1995年，我國天文學(xué)家提出了在喀斯特洼地中建造500米口徑球面射電望遠鏡的設(shè)想，并選址于貴州省黔南州平塘縣的大窩凼洼地。郭正興教授領(lǐng)銜的團隊，2011年參與到這個項目中。
據(jù)了解，望遠鏡項目的選址工作早在1994年就開始了。中國科學(xué)院國家天文臺的南仁東教授提出利用喀斯特洼地作為望遠鏡臺址，開始了為期10余年的預(yù)研究。郭教授解釋，選址貴州喀斯特地貌是因為那里有很多天然形成的天坑，剛好適合“鍋”狀的望遠鏡。山區(qū)人煙稀少，也不受射頻信號的干擾。四面環(huán)山的地形形成了天然的反射面，屏蔽了眾多人為信號的干擾。
此外，平塘縣位于貴陽市160-170公里的距離，但是車程只要4個小時，交通非常不便。郭教授指著選址地的復(fù)原圖說：“原來這里有幾個住家戶。據(jù)說，這里有的姑娘一輩子都沒有出過這座大山。”郭教授解釋，選址附近是沒有基站的，也不允許使用手機。因為這些信號都要遠遠強于來自宇宙的信號。這里只能通過固定電話和外界聯(lián)絡(luò)。
像織漁網(wǎng)一樣“織”口大鍋
回憶起第一次看到望遠鏡施工地，郭正興教授依舊在感嘆，“乖乖，太大了?！?/p>
郭正興說，施工地點四面環(huán)山，中間凹陷下去。射電望遠鏡的形狀本身就像一口大鍋，剛好能穩(wěn)穩(wěn)地架在山中，“絕對是難度空前的項目。”
郭正興說，當(dāng)年有多個研究單位參與設(shè)計這架望遠鏡，有專家提議采用分離式技術(shù)，就像孩子玩拼插游戲，把一塊塊材料組裝到一起。最終被采納的，是哈爾濱工業(yè)大學(xué)專家提出的“索網(wǎng)”方案，“也就是說，像編一張漁網(wǎng)一樣來造這口鍋。”
南京火車站、江寧體育場、河西會展中心、東南大學(xué)體育館等建筑，都是索結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。郭正興教授領(lǐng)銜的團隊，在這方面有豐富的經(jīng)驗，這次他們的任務(wù)是織一張直徑達500米的網(wǎng)。
郭正興介紹說，望遠鏡項目的工程施工階段由國家天文臺牽頭，東南大學(xué)在該項目中作為技術(shù)支撐，“比以往任何一次都有挑戰(zhàn)?！?/p>
要用6000根“毫米級”鋼索
郭正興說，目前由滬寧鋼機承擔(dān)建造的環(huán)梁已經(jīng)合龍，“這是望遠鏡項目一個非常關(guān)鍵的節(jié)點，環(huán)梁是這口鍋的支架。”
今年5月，即將進入索網(wǎng)安裝階段，大約用時4個月。據(jù)了解，四面環(huán)山的地形使得施工的難度大大增加。郭正興曾住在施工現(xiàn)場的活動板房，他用“毫米級”來形容望遠鏡項目的工程施工，“這些都是高精度的制作?！?/p>
郭正興表示，通過測算，編織這張大網(wǎng)需要由特殊材料制作的6000多根鋼索，為了防止材料變形，鋼索必須在恒溫室里制造。這是因為冬天制造的拉索和夏天制造的拉索因室溫不同長度會有偏差。為此，制造方專門造了一間恒溫室生產(chǎn)拉索。
索網(wǎng)安裝和反射面面板鋪設(shè)都采用空中作業(yè)，每根鋼索的位置測定后，偏差不能超過1厘米?！斑€會用上在南京長江四橋建造中使用過的貓道技術(shù)?！惫d說。
“變形鍋”能觀測任意方位
昨天，郭正興給揚子晚報記者播放了望遠鏡項目的宣傳片。
宣傳片里，6個支撐塔高高豎起，網(wǎng)格逐漸爬滿了“鍋”底，向上延伸“咬住”環(huán)梁，接著反射面面板一圈一圈鋪滿索網(wǎng)的空隙，一張巨大的網(wǎng)就織好了。
織完巨網(wǎng)，剩下的就是安裝接受宇宙信號的饋源艙。饋源艙由6根拉索連接6個饋源支撐塔懸吊于反射面面板之上。
模擬示意圖中，這口“大鍋”會動。郭正興解釋說，望遠鏡最大的特點是索網(wǎng)結(jié)構(gòu)可以隨著天體的移動自動變化，帶動索網(wǎng)上活動的4400多個反射面板產(chǎn)生變化，足以觀測到任意方向的天體。同時，饋源艙也隨索網(wǎng)一同運動，采集反饋信息。
這口500米口徑的大“鍋”，是口名副其實的“變形金鍋”?！爸锌圃簢姨煳呐_預(yù)期的使用年限是30年，測算出索網(wǎng)的變形次數(shù)是100多萬次。”郭正興說。
最大射電望遠鏡可找外星人
我國建造的世界最大望遠鏡究竟有哪些功能？直徑達到500米又意味著什么？
對此，郭正興解釋說，我國項目建成前，美國300米口徑Arecibo望遠鏡是世界最大。而我國的望遠鏡與之相比，綜合性能提高約10倍。
中科院國家天文臺射電部首席科學(xué)家李菂解釋說，我國的望遠鏡與美國望遠鏡都是整體固定在地面上，但我國望遠鏡500米半徑的球面是由4400多面主動反射單元構(gòu)成，這一個個小的反射單元可以進行對焦，因此靈敏度可達Arecibo望遠鏡的2倍，巡天速度是它的10倍。與號稱“地面最大的機器”的德國波恩100米望遠鏡相比，中國的靈敏度提高約10倍。
李菂還表示，我國望遠鏡的一個目標是探測外星人，但這不是主要科學(xué)目標。和發(fā)現(xiàn)“上帝粒子”的設(shè)備一樣，我國望遠鏡的主要目標不是在短期內(nèi)實現(xiàn)經(jīng)濟效益，而是要探測宇宙中的遙遠信號和物質(zhì)。比如宇宙中間的氣體、微波激光以及脈沖星，實現(xiàn)對宇宙物質(zhì)成分和演化歷史最基本的理解。
射電望遠鏡簡介
射電望遠鏡由定向天線或天線陣、饋電線、高靈敏度接收機和記錄儀等部分組成。天線或天線陣將收集到的天體電波，經(jīng)過饋電線送到接收機上，接收機具有極高的靈敏度和穩(wěn)定性，它將微弱的天體電波高倍放大后進行檢波，再將高頻信號轉(zhuǎn)變?yōu)榈皖l形式記錄下來。
（實習(xí)編輯 杜林杰）
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