中国"天眼"还要调试两个月 预计9月底投入使用

2016-07-13 18:32:13   来源: 评论(0

  2015年11月26日,技术人员正在安装反射面板

  2014年4月12日,工程技术人员在进行FAST馈源舱基座的施工

位于贵州黔南州平塘县大窝凼的世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜(FAST)的最后一块反射面单元3日成功吊装,这标志着FAST主体工程顺利完工。这只“观天巨眼”预计于今年9月全部竣工,开始探索宇宙深处的奥秘。据介绍,FAST突破了射电望远镜的百米极限,它拥有30个足球场大的接收面积,与号称“地面最大的机器”的德国波恩100米望远镜相比,灵敏度提高约10倍。它将在未来10至20年保持世界一流设备的地位。

揭秘

“超级天眼”既是中国制造更是中国创造

3日在贵州平塘架设完成的500米口径球面射电望远镜,犹如一只瞄向外太空的 “超级天眼”。数千科学家、工程师和建设者们深扎山谷,用近两千个日日夜夜精雕“眼窝”、勾勒“眼底”、密布“神经”、点睛“眼珠”,靠智慧头脑和精湛技艺雕琢出深邃“天眼”。

“巧夺天工”书写中国创造

“在这里,再高的吊车也望尘莫及、再长的臂手也鞭长莫及!”回顾建设历程,国家天文台500米口径球面射电望远镜工程总工艺师王启明对记者说,射电望远镜的建设施工量比不上机场或高铁站,但极其特殊的地形条件却带来巨大的施工难度,高度、跨度、坡度、斜度让常规机械设备在这里显得无能为力、一筹莫展。

如何在直径500米、落差150米的喀斯特洼地里建设一个既稳定又灵敏的超级“天眼”,科学家和工程师们费足了脑筋,不断探索,最终“索网”结构胜出,它既能稳定支撑,又能让“天眼”工作时跟随天体转动,跟踪扫描射电源。

中国大射电望远镜的索网是目前世界上跨度最大、精度最高的索网结构,也是世界上第一个采用变位工作方式的索网体系。王启明说,反射面单元面板将固定在上万根钢索上,安装完成后整个反射面其实是悬在半空中的,螺旋状公路一直通达“凼”底,供车辆和人员维护设备时通行。走入望远镜底部,索网犹如一个由钢索织就的巨大“网兜”,紧紧支撑和保护着反射面板。

精益求精追逐“毫厘标准”

中国大射电望远镜的目标,是把覆盖30个足球场的信号,聚集在药片大小的空间里,如不如此,就无法监听到宇宙中微弱的射电信号。庞然大物却要实现毫米级精度,挑战前所未有。

“这里不仅有施工监理,还有专门的材料监造,就是确保每一个用材都能毫厘不差。”王启明说,十几米长的索,误差不准超过1毫米,生产流程必须用恒温装置,确保所有材料是在20摄氏度温度场生产的。

公里尺度的钢索支撑体系,位姿精度却在毫米级。大连华锐重工集团高级工程师武荣阳说,观测天体时因为地球有自传,需要补偿地球自转。馈源舱直径13米,位姿精度误差不能超过48毫米,角度不超过1度。

“六根索拉着馈源舱移动,48毫米的位姿精度仍不能确保望远镜指向精准。”中国电子科技集团第五十四研究所高级工程师郑元鹏说,馈源舱内安装了并联机器人用于二级调整,最终调整定位精度为10毫米。

要能灵敏观测浩瀚星空,拼装面板子单元边界的精准定位是首要问题。科研人员为此专门设计的定位夹具,它能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毫米至0.15毫米。

“千锤百炼”遴选完美方案

没有经验可借鉴,望远镜建设中遇到一道又一道关卡,但是,工程研究人员却经历了无数次失败,失败了重来,再失败再重来,每一道关卡都要经过千锤百炼的反复试验。

“90后”年轻的反射面吊装技术指导张晓佳来自武船重工集团,他说,4450块反射面板分为30层,虽然形状都是看似一样的三角形,但角度、大小却千差万别。大跨度缆索吊装,吊具要经过反复设计、比对和试验,才能确保严丝合缝。

宇宙空间混杂各种辐射,遥远的信号就像雷声中的蝉鸣,没有超级灵敏的耳朵就分辨不出来。武荣阳说,为了确保望远镜不受到任何磁场的干扰,仅对施工设备的电磁防护就花了半年多时间做试验,从塔底到塔顶做了四五套方案。“头发丝粗的缝隙,都有可能让干扰信号跑出去”,反复试验是为了确保万无一失。

“从技术到材料,基本上都是国产化,既是中国制造,更是中国创造。”王启明说,中国大射电望远镜创造了很多奇迹,更体现了我国自主创新能力,推动我国在天线制造技术、微波电子技术、并联机器人、大跨度结构、公里范围高精度动态测量等众多高科技领域的发展。

觉得小编写的好,就打赏一个吧~

0人已对本文进行打赏
      文章关键词:

      精彩评论文明上网理性发言,请遵守新闻评论服务协议

      共0条评论
      加载更多
      买相机上京东爆品用券直降400
      信息采访

      热门图片推荐

      更多
      歙县新闻联播
      消费者需要你比喜欢你更重要

      合作媒体

      歙县人民政府 | 歙县新闻网 |

      返回顶部 关闭
      ×

      打赏支持

      打赏金额 ¥
      • 1元
      • 2元
      • 5元
      • 10元
      • 20元
      • 50元

      选择支付方式:

      确认支付