记者独家探秘-——我钻进了“天眼”里
大射电就像地球的一只眼。
史上最大锅盖:相当于30个足球场大小
从平塘县克度镇出发,沿国道522来到一个地名叫牛角的地方,从岔口往右拐就是进入去FAST的路。20分钟后,穿过最后一道狭窄山口,500米直径的白色大“锅盖”突然出现在眼前,瞬间就填满了视野。
这个锅盖究竟有多大?中国科学院国家天文台FAST台址与观测基地系统总工朱博勤说,相当于30个足球场大小。
这是史上最大望远镜FAST,人们也习惯管它叫“天眼”。
锅盖上有一道圈梁,如同一座钢桥,它被50根6米到50米高低不等的钢柱支在半空,周长1.6公里。过道足够两人并排同行,走一圈要30多分钟。
走在上面,抚摸鸡蛋粗细橡胶表面的索绳,攀附圈梁悬垂交错,有一种居高临下的震撼感。
朱博勤说,这个锅盖,由4450块规格不一的反射面面板拼接而成。有100块穿孔铝合金面板、120根杆件、33颗螺栓球形成的带三个轴点的三角形单元射面板,每块重428至500公斤不等,且每一块的质量、尺寸都是不一样,其加工精度单位为毫米,误差值不得超过5㎜,测量精度值不超过2㎜。
记者注意到,每块面板上都有像筛子一样的密孔,一是为了减少风负载,二是提高透光率,让天线面下能长草,避免水土流失。
在技术层面上,要求非常高,哪怕是面板上少一颗螺丝钉,都将会使整个面板产生应力,从而导致面板发生形变而影响整个接收质量。
是什么将巨型“天锅”托起?朱博勤说,锅盖上的反射面板是由铝合金索网组成的。它的主索索段控制精度须达到1毫米以内,主索节点的位置精度须达到5毫米,索构件疲劳强度不得低于500MPa。整个索网共6670根主索、2225个主索节点及相同数量的下拉索。索网总重量约为1300余吨,主索截面一共有16种规格,截面积介于280-1319平方毫米之间。
在反射面板上面,有不少黑色类似液压泵的东西。朱博勤说,这个类似液压泵的东西叫促动器,促动器最大可以伸缩1米。也就是说,根据观测需要,促动器可以将“天锅”左右前后移动。
来到“天锅”底部。这里空无一人,也没有机房和设备之类的东西,只有一块不大的平地。平地上建有一个圆形的观景台,高约3米,走到上面观看整个大锅盖。在大锅盖的中间,只看见一个类似“大喇叭”的东西,被6根大跨度柔索牵引悬在高空中。
这个“大喇叭”叫馈源舱,里面装置有馈源,也叫做超宽带接收机,是FAST接收和回传信号的最核心部件,整个射电望远镜的反射面所接收到的全部宇宙信号,都靠它来收集。
朱博勤说,这个馈源是现今世界上最先进的超宽带接收机,一般我们的接收机是接收一个固定的频率,有一定的带宽,而这个(馈源)的高频与低频的比例达到6:1。
FAST的反射面虽有30个足球场大,但要将接收面积覆盖全宇宙并具备指向型,还得需要将馈源舱吊在球型反射面上空130米的焦点位置,并跟随观察目标而移动。
射电望远镜,跟收卫星信号的天线锅是一回事。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。和美国等其他国家的望远镜相比,由于FAST采用的是抛物面聚焦原理,比球面聚焦获得的数据更精确。





