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厲害了,又一個世界第一!中國將建造升級版的「天眼」兄弟!

據美國《大眾機械》網站1月30日報道說,2016年,全球最大單口徑射電望遠鏡在貴州落成啟用,成為世界最大的單體望遠鏡。不過,中國「天眼」望遠鏡有個設計局限:不能旋轉。這限制了射電望遠鏡對外層空間的觀測。現在,中國計劃建設能夠克服這種局限的110米口徑全可動射電望遠鏡(QTT)。

天文望遠鏡的分類

講到望遠鏡,這裡就得講講天文望遠鏡的分類。

分類法很多,最系統的,是按照望遠鏡探測的電磁波類型來區分:

一、探測無線電的,叫射電望遠鏡;

二、探測可見光的,叫光學望遠鏡;

三、類推之,還有紅外線、X射線、伽瑪射線望遠鏡等。

每一類可以按照不同的標準再細分下去。例如射電望遠鏡可以按照形態分:

一、球面射電望遠鏡、

二、拋面射電望遠鏡、

三、帶形射電望遠鏡,

四、還有一種,是把好多單個射電鏡連起來,組成一個望遠鏡陣,再把單個採集的數據綜合起來,這個陣,就相當於一個虛擬的超大望遠鏡了。

再例如,光學望遠鏡可以按照原理分為,折射望遠鏡、反射望遠鏡、折反射結合望遠鏡,也有多個望遠鏡組成的陣。

世界上的全可動射電望遠鏡

到目前為止,世界上最大的全可動射電望遠鏡是坐落在美國西弗吉尼亞州的綠岸天文望遠鏡(Green Bank Telescope),其天線為橢圓形,口徑110米——100米。為了保證電天文台的正常運作,除了軍警、氣象局之外的無線電活動,此區域禁止其他無線電活動。

位於美國西弗吉尼亞州坡卡洪塔縣的Green Bank(綠岸)是 「美國國家無線電安靜區」(National Radiao Quiet Zone),因為這裡有世界上最大的全天可動的單天線射電望遠鏡——綠岸望遠鏡(Green Bank Telescope ,縮寫GBT),它屬於美國國家射電天文台。

綠岸射電望遠鏡(GBT:Green Bank Telescope)造價7900萬美元,為了使它正常工作不受干擾,美國聯邦通信委員會(FCC)於1958年規定,在綠岸附近34000 平方公里範圍內,禁止無線電發射。

這是目前全球最靈敏的一台射電望遠鏡,能夠捕捉到「猶如一片雪花輕墜地面」的微弱信號。但要實現這一點,就必須保持周圍「絕對寧靜」。以監測來自類星體的射電波為例,類星體的信號強度通常為1瓦特的十億分之一的十億分之一的十億分之一,而手機信號的強度大約2瓦特。這就是綠岸為何嚴禁使用手機的原因,手機信號無疑會完全遮蔽「來自星星的話語」。

排名第二的是德國波恩埃菲爾斯伯格射電望遠鏡,口徑100米,位於德國波恩市西南方向約40公里的一個山谷中。這台望遠鏡的觀測波段很寬,從90厘米到3毫米。靈敏度和解析度較高,率先在毫米波段觀測到脈衝星的輻射,並且在射電星系、活動星系核、星際分子等方面的觀測中也收穫頗豐。

升級版「天眼」——奇台射電望遠鏡

由於升級版「天眼」計劃將建在新疆奇台縣,所以也稱為奇台射電望遠鏡。建成後的110米口徑全可動射電望遠鏡,將是世界同類望遠鏡中最大的。它主要研究天體演化與物理特性,包括恆星形成與演化、脈衝星輻射與引力波探測、星繫結構、月球內部結構與火星大氣等。

QTT科學目標遠大,實際上,每次射電望遠鏡性能大幅提升後,往往會有重大發現。通俗講,QTT可以探索外星生命信息、暗物質和引力波。

QTT雖然比綠岸天文望遠鏡稍大一點點,但就是這個不大的差距,可以使望遠鏡的敏感度提高,可以觀察不那麼明亮的天體。

歷史上有很多延期和預算不夠導致大型望遠鏡的建設一般都無法保證如期完成的例子。但奇台射電望遠鏡是不可能出現這種情況的,原因有三:

一、實現「中國夢」的科技強國戰略需要

中國正處實現偉大復興的關鍵時期,有著完成志向遠大的天文學和太空探索科研項目的強烈願望,更有在天文學和太空探索取得里程碑的先例經驗(例如:中國「天眼」FAST),這既是中國科技強國的需要,也是實現「中國夢」的具體實踐。

二、中國的經濟發展正處於上升期,解決了建設經費的後顧之憂

中國經過40年的改革開放,經濟高速發展,經濟體量也在不斷擴大,自2010年超越日本成為了全球第二大經濟體以來,雖然目前的經濟增速已經有所下降,但2017年依然達到了6.9%的GDP增速,全年GDP總值達到了82億人民幣,已經達到了美國的2/3,並且還在維持中高速增長中。

近年來的科研經費也隨著經濟的快速發展而在不斷增長,2016年全年研究與試驗發展(R&D)經費支出15500億元,比上年增長9.4%,與國內生產總值之比為2.08%,其中基礎研究經費798億元,這就為項目提供了經費保障。

三、中國具有集中力量辦大事的體制優勢

中國是社會主義制度國家,新中國成立後,中國借鑒了蘇聯模式,實行的是民主集中制,中國的決策機制能夠融合精英決策與民主決策的優點,從而保證決策的高效率與代表性,並且能夠貫徹民主集中制原則,從而保證決策程序的科學性。做到全國一盤棋,具有集中力量辦大事的優勢。

因此,我們沒有理由不對奇台射電望遠鏡的QTT項目持樂觀態度。因為:

我們的目標是星辰大海!


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