行业前沿 | 探秘贵州世界最大口径望远镜FAST安装

发布时间:

2019-08-22

FAST全称为Five hundred meters Aperture Spherical Telescope(500米口径球面射电望远镜),这具望远镜是国家科教领导小组审议确定的国家九大科技基础设施之一,采用我国科学家独创的设计和我国贵州南部的喀斯特洼地的独特地形条件,建设一个约30个足球场大的高灵敏度的巨型射电望远镜,将在未来20~30年保持世界一流设备的地位。

小编带大家一起探秘世界上最大口径的射电望远镜FAST背后的安装秘密。

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01选  址

从1994年开始,新一代的大射电望镜的工程名称经历了LT、KARST、FAST/SKA、FAST几个阶段,每个阶段都有不同的台址要求,在科学目标、技术要求和对台址的要求也越发清晰明的同时,对洼地的尺度和形态要求也更具体了,在对24个洼地的地形高程数字化、地形典型剖面分析和开挖土方量拟合等具体工作的基础上,对大窝凼、打多、尚家冲还开发了FAST工程土方量开挖拟合地理信息系统,在确定球半径、开口半径、球冠底部高程、球中心的平面坐标后即可计算需开挖的土方量。结论是大窝凼是建设500米口径球面射电望远镜最好的场址。

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上图为FAST创新设计方案,其中:

1—主反射面, 2—馈源, 3—Stewart平台, 4—馈源舱, 5—悬索, 6—滑轮, 7—支承塔, 8—缠绕轮及伺服系统

 

02安  装

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FAST总体性能如下:

台址:经度 106°E,纬度 26°N,海拔 1000 米

反射面口径:500米,球冠开口  120°,球面曲率半径   300米

有效照明口径:300米

最大天顶角:50°

工作频率(GHz):0.3~1.72, 2.15~2.35, 2.8~3.3, 4.5~5.1, (5.7~6.7, 8.0~8.8)

指向跟踪精度:4角秒

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吊装:2015年8月2日开始FAS反射面板吊装,需要离地60米进行吊装。每块三角体反射面板,面积都超过50平米,虽然面板是铝合金材质,但是重量均达到900斤/块。而这种类似的反射面板一共有4450块。

 

拼接:要灵敏的观测浩瀚星空,拼装面板子单元边界的精准定位也就相当重要了。科研人员为此专门设计了定位夹具,它对每块面板的水平位置以及轴向高度进行精准定位,每个等边三角形交点孔位精度保持在0.1-0.15mm。FAST的每一步安装工作都如同“刀尖上行走”来不得半点马虎。

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2016年9月25日,世界最大单口径射电望远镜FAST正式启用,望远镜所在景点与同年9月26日对外试运营。景区包含FAST观景台、天文体验馆和文化园等。

FAST的建成不仅是天文学领域有着特殊价值,在设备安装工程领域同样有着重要的意义。


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