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65米口径天马望远镜

类别:科技 发布时间:2023-02-21 05:54:00 来源:每日看点快看

本文转自:解放日报

当今的中国,不仅拥有世界上最大的固定式单天线射电望远镜“中国天眼”(FAST),而且还有一架综合性能在世上名列前茅的全动式单天线射电望远镜,它就是坐落在上海市松江区天马山麓的65米口径射电望远镜——“天马望远镜”:如果你在火星上用手机拨号,它在地球上能收到信号。

2012年10月28日,在落成仪式上,这架高70米、重2700多吨、主反射面口径65米的望远镜,秀了一次漂亮的俯仰动作,由“昂首”转向45°角,引来现场掌声雷动。下午1时30分,它成功追踪到第一个预定目标,并接收到第一组信号。这个信号来自距地球约3.7万光年的一个天区,那里有大量的恒星正在形成。

“终于盼到了这台望远镜!”一直密切关注整个工程进展的著名天文学家、当时已85岁的中国科学院院士叶叔华的感慨令人动容。

在这架65米口径射电望远镜待执行的任务单上,第一项大任务就是为中国探月的“嫦娥三号”保驾护航。此前,在“嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星奔月过程中,中国的甚长基线干涉网(VLBI)已成功参与完成了测轨工作。原先,上海入网的只是一架25米口径的射电望远镜,现在由65米口径射电望远镜取代它,大幅提高了“嫦娥三号”落月探测的定轨精度。

上海65米口径射电望远镜的主反射面面积为3780平方米,相当于9个标准篮球场,由14圈共1008块高精度实面板拼装而成,每块面板单元精度达到0.1毫米。这架望远镜的指向误差不超过3″——这相当于钟表秒针跳动一次所转过的角度的1/7200,达到国际先进水平。为了保证反射面在望远镜移动过程中不会因重力、温度等因素的影响而变形,在面板与天线背架结构的连接处安装着1104个精密的“促动器”,可以随时对面板进行调整,以补偿重力引起的反射面变形。促动器的定位精度可达15微米,大致相当于一根头发丝粗细的1/5。

2013年,“嫦娥三号”奔月。它要释放“玉兔号”月球车在月面漫步。月球车长、宽、高都只有1米多,怎样才能“看”清“玉兔号”在月球上的位置和动静呢?

科学家们在月球车和着陆器上搭载了电波源,天马望远镜犹如一只巨大的“顺风耳”,凭借VLBI技术聆听它们发出的射电信号。通过测量月球车与着陆器之间的相对位置变化,对这只小小“玉兔”移动监测的灵敏度达到了10厘米。我们不妨想象一下,你家门口的一辆汽车移动了10厘米,你立刻就能发现吗?以10厘米的灵敏度监测38万千米之遥的月球车的移动,这充分体现了中国精度!

2018年,天马望远镜参加了“嫦娥四号”的测轨任务,为世界上首次在月球背面软着陆探测做出了重要贡献。此后,天马望远镜又出色地继续服务于“嫦娥五号”“天问一号”火星探测等任务。与此同时,天马望远镜作为国际VLBI网的重要测站,还在射电谱线、脉冲星等观测研究中取得了许多原创性成果。

在FAST建成之后,时常有人问:FAST的性能是不是全面超越了天马望远镜?

其实,65米口径射电望远镜与“中国天眼”FAST各有优势,它们承担着不同的科学任务。天马望远镜可以灵活转动,因此可以监测深空探测器并为之导航。天马望远镜和FAST的关系并非两虎相争,而是各尽其责,有时甚至还可以强强联手,取得“1+1>2”的效果,助力科学家开展更高灵敏度、更高分辨率的射电天文观测。

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快照生成时间:2023-02-21 06:45:06

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