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登录日期：2021-01-22 【编辑录入：lrylry】 文章出处：《新华每日电讯》2021年1月22日第4版 |
| “慧眼”能刺穿“光年之外”？ |
| 喀斯特地貌上支起的“大锅”稳吗？ |
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作者： %新华社记者 齐健
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经历调试、试运行和正式开放运行后近6000个机时的观测服务积累，目前“中国天眼”运行稳定可靠，灵敏度稳居世界射电望远镜之首，可有效探索的空间范围体积远超此前最先进的射电望远镜。
现代望远镜，帮助人们看到更暗更远的天体，成为能刺穿深空的“慧眼”。
对射电望远镜来说，反射面大小决定灵敏度，而灵敏度决定“眼力”。“天眼”外圈是“鸟巢”状圈梁，中间是反射面，但颜色不均匀。放大了仔细看，发现反射面是一块块三角形为主构成的。
为什么颜色不均匀？因为每块面板反光角度有差别，金属表层氧化、积尘也参差不齐。过去同类射电望远镜的反射面是固定的，只能通过改变接收机的位置扫描天空中约20度的带状区域。为了让“天眼”看得更远更广，中国技术团队攻克超高强度、抗反复拉伸的钢索，首创主动变形反射面，使望远镜覆盖40度天顶角。当反射面变形时，2000多个液压促动器协同运动，带动索网上固定的4450个反射单元精确定位。这张千变万化的“金属脸”，堪称地球上最大的“表情包”。
以索网结构为核心的主动反射面，是“天眼”三大技术创新中最重要的。用结构力学博士出身的“中国天眼”总工程师姜鹏的话说，这个索网工程是世界上跨度最大、精度最高、工作方式最特殊的。有了主动反射面汇聚更多信号，与先进接收机配合，“天眼”就能捕捉更遥远、更暗弱的天体。
“慧眼”能刺穿“光年之外”？不在话下。“中国天眼”已在银河系内发现一批脉冲星，又在遥远的河外星系探测到快速射电暴和中性氢发射线。只不过，天文学家不愿意强调天体距离。一是因为脉冲星等很难准确定位，多是根据色散估算距离；二是因为眼下重点关注的是地球所在的银河系。将来，“天眼”一定会瞄准更多河外星系乃至宇宙边缘。
“天眼”落户在贵州平塘县一个名叫大窝凼的喀斯特洼坑里。喀斯特地貌多溶洞、天坑、峰丛，容易被流水侵蚀而形成峻峭多变的景象。在这样的地方支起一口世界上最大的金属“大锅”，稳吗？
从航拍照片看峰丛之中的“天眼”，没觉得这口“大锅”有多大。但真把它装满水的话，全世界每人可以分到4瓶500毫升的水。“中国天眼”全称是500米口径球面射电望远镜，口径就是它主动反射面的直径。它的圈梁、索网和支撑馈源舱的6座高塔就用掉1万多吨钢材。反射面总面积为25万平方米，相当于30个标准足球场那么大。尽管反射面板才1毫米厚，也用掉2000多吨铝合金。
到了雨季，“大锅”里积了水不会被压垮吗？不会。“大锅”跟人一样有“汗毛孔”。为了让它雨天能畅快呼吸，工程师给它钻出数千万个小孔。水全部积到“大锅”底下，不会破坏圈梁和索网吗？不会。因为在喀斯特山区，水像漏斗一样渗得快。如果是人工挖的坑，一下雨就变成水库了，可喀斯特洼坑的岩石透水性好。
一般人不知道，大窝凼下面50多米深的地方，有贵州最大的地下河——大小井岩溶地下暗河，雨水基本从暗河流走。为了防止极端暴雨时地下河水位上涨，工程技术人员又沿洼地底部开凿泄洪隧洞，从根本上消除了洪涝风险。
“利用天然的喀斯特洼坑作为台址”，恰恰是“中国天眼”工程建设的三大技术创新之一。
射电望远镜稳不稳，还有一个重点在于“眼珠”——馈源平台要稳。美国阿雷西博望远镜的馈源平台重达1000吨，经年累月风吹日晒，支撑的钢索没扛住老化，2020年12月发生断裂，导致平台垮塌。而“中国天眼”采取轻型索支撑馈源平台方案，把馈源舱减重到30吨，通过并联机器人二级调整，在降低建造成本、提高安全性的同时，实现毫米级高精度定位。
轻型、柔性、并联馈源支撑系统，也是“天眼”三大技术创新之一。这些技术创新，确保了望远镜在观测运动中稳如泰山。
（文章来源：《新华每日电讯》2021年1月22日第4版） 荐稿人：lry 2021-01-22 执行编辑：zjy 2021-01-22 责任编辑：lyh 2021-01-31 |
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