На юге Китая, в провинции Гуйчжоу началось строительство нового чуда инженерной мысли - «Сферического радиотелескопа имеющего 500-метровую апертуру».
Подобно окрестностям «Аресибо», китайская провинция Гуйчжоу имеет множество карстовых впадин, образованных водой, которая на протяжении долгих лет разъедала известняк. После изучения данных спутниковой и аэрофотосъемки, Жэньдун Нань вместе со своими коллегами из Национальной астрономической обсерватории КНР смогли найти воронку диаметром около 800 метров, которая окружена горами и расположена достаточно далеко от радиочастотных помех.
Впрочем, местность оказалась не совсем безлюдной. На самом дне этой впадины была деревня, которую составляла большая семья из примерно 80 человек. Ежедневно людям приходилось подыматься на поверхность: взрослые пасли скот, а дети спешили в школу. Как заявил астроном Ди Ли, людям фактически каждый день приходилось взбираться на гору, а потом спускаться обратно. Естественно, все жители этой деревни были переселены в ближайший город.
Фото 3.
Строительство должно быть завершено в сентябре 2016 года. Для этого необходимо извлечь несколько миллионов кубических метров грунта, дабы придать воронке сферическую форму.
Несмотря на то, что проектировщиков вдохновлял пример «Аресибо», технологии не стоят на месте, и FAST будет иметь ряд принципиальных отличий. Например, антенна «Аресибо» выполнена с фиксированной сферической кривизной, поэтому входящие радиоволны фокусируются над «тарелкой» в линию, а висячие вторичные и третичные зеркала направляют радиоволны в точку, где их уже можно обработать с помощью приборов. Это приводит к тому, что одновременно можно использовать только 211 метр 305-метровой антенны.
500-метровая «тарелка» FAST, состоящая из 4 400 алюминиевых панелей треугольной формы будет самостоятельно фокусировать сигнал, без навесных зеркал. Для этого некоторые панели делают подвижными, чтобы они могли формировать параболическое зеркало диаметром 300 в любом месте 500-метровой поверхности антенны. Это позволит изучать более широкую часть неба. Благодаря этому, FAST одновременно может исследовать 19 областей неба, в то время как «Аресибо» одновременно может охватить только 7 участков неба.
«Радиотелескоп походит на высокочувствительное ухо, вслушивающееся в белый шум космического фона и выискивающее во всем этом значащие радиосигналы» - рассказывает Нэн Рендонг (Nan Rendong), руководитель исследовательских работ проекта FAST, который реализуется под руководством Национальной астрономической обсерватории (National Astronomical Observatory) китайской Академии наук (Chinese Academy of Sciences), - «Этот процесс походит на попытки услышать звуки стрекотания цикад на фоне бушующей грозы. Но большие габариты антенны и высококачественное электронное оборудование позволят нам принимать даже самые слабые сигналы, давая возможность астрономам и ученым SETI копать дальше и глубже в историю нашей Вселенной».
«Имея радиотелескоп со столь высокой чувствительностью, мы сможем принимать очень слабые сигналы от источников, находящихся очень далеко в глубинах космического пространства» - рассказывает Ву Ксиэнгпинг (Wu Xiangping), генеральный директор китайского Астрономического общества (Chinese Astronomical Society), - «Все это позволит нам произвести попытки поисков интеллектуальной жизни далеко за пределами нашей галактики и исследовать тайны происхождения Вселенной».
Огромная тарелка подвешена над землей и поддерживается кабелями и тысячами опорных столбов. Весь телескоп можно увидеть только с вершины одного из холмов, где сейчас строится смотровая площадка. Ее планируют открыть для посетителей.
«Новый телескоп очень чувствительный, панели тарелки могут перемещаться и принимать сигналы с разных точек. Мы можем контролировать их позицию с точностью до одного миллиметра», – сообщил главный инженер панельной части телескопа Чжэн Юаньпэн.
В китайской провинции Гуйчжоу на этой неделе завершено строительство самого большого в мире радиотелескопа с заполненной апертурой, получившего название FAST (Five hundred meter Aperture Spherical Telescope), площадь чаши которого превышает 30 футбольных полей.
Радиотелескоп FAST (Five hundred meter Aperture Spherical Telescope)
FAST получил звание крупнейшего наземного радиотелескопа в мире.
Огромный диск был собран из отдельных 4450 треугольных панелей (отражателей). Отмечается, что диаметр рефлектора FAST составляет 500 метров, что на 200 метров больше, чем у его ближайшего конкурента – известнейшей 300-метровой Обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико.
Один из ученых, задействованный в проекте FAST, однажды сказал, что на его параболической антенне может поместиться столько бутылок с вином, что каждому из 7 млрд жителей Земли хватит по пять бутылок.
С помощью такого аппарата будет возможно вести наблюдение за объектами на расстоянии до 11 млрд световых лет. Новый радиотелескоп позволит наблюдать и открывать различные астрономические объекты и явления, происходящие слишком далеки от Земли и чьи радиосигналы слишком слабы, чтобы их могли захватить небольшие телескопы. Также в задачи радиотелескопа FAST будет входить охота на инопланетян.
«Размер этого телескопа является ключом к его научному назначению. Чем больше телескоп, тем больше радиоволн он сможет улавливать и тем больше неярких объектов затем можно будет увидеть», - говорит Тим О’Брайен (Tim O’Brien) из Манчестерского университета, заместитель директора британской обсерватории Джодрелл Бэнк.
Строительство радиотелескопа FAST началось в юго-западной провинции Гуйчжоу еще в 2011 году, а стоимость проекта составила около 180,000,000 долларов. Для создания телескопа потребовалось переселить более 9 тыс. человек, проживавших в горных уездах Пинтан и Лодянь в радиусе 5 км от стройплощадки. И каждому из них правительство выплатило компенсацию в размере $1800.
Телескоп расположен в естественном кратере, который идеально подходит для размещения огромной вогнутой чаши. Телескоп был разработан таким образом, чтобы отдельные панели могли перестраиваться, отслеживая радиоволны от конкретных объектов. Это придает устройству гораздо больший диапазон и чувствительность по сравнению с другими телескопами.
По словам О’Брайена, FAST позволит провести более тщательные исследования пульсаров – астрономических объектов, испускающих мощные, строго периодические импульсы электромагнитного излучения в основном в радиодиапазоне.
«Мы сможем найти больше пульсаров за пределами нашей Галактики. Телескоп также позволит нам изучать водород в очень далеких галактиках, искать естественные радиоволны, испускаемые экзопланетами, вращающимися вокруг других звезд, а также поможет в поиске радиосигналов внеземных цивилизаций», - отмечает О’Брайен.
Заместитель главы Государственной астрономической обсерватории при Академии наук Китая Чжэн Сяонянь (Zheng Xiaonian) говорит, что наблюдения начнутся в сентябре 2016 года после того, как телескоп будет тщательно протестирован специалистами. FAST, по его словам, будет «глобальным лидером» на протяжении от десяти до 20 лет, и поможет человечеству лучше понять появление вселенной.
Самый большой в мире радиотелескоп «FAST»
Радиотелескоп - это астрономический инструмент, который способен принимать собственное радиоизлучения небесных объектов и исследовать их характеристики.
Он состоит из антенного устройства и чувствительного приемного устройства (радиометра), которое усиливает принятое радиоизлучение и преобразует его в удобную для регистрации и обработки форму.
Подписывайтесь на Квибл в Viber и Telegram , чтобы быть в курсе самых интересных событий.
Тарелка радиотелескопа FAST
FAST (кит. 五百米口径球面射电望远镜 , англ. Five hundred meter Aperture Spherical Telescope - «Сферический радиотелескоп с пятисотметровой апертурой») - на юге Китая в провинции Гуйчжоу. На строительство радиотелескопа было затрачено более 185 миллионов долларов.
После окончания строительства в 2016 году и сдачи в эксплуатацию FAST стал самым большим в мире радиотелескопом с заполненной апертурой, его диаметр - 500 метров . Существует радиотелескоп с незаполненной апертурой большего диаметра - российский 576-метровый радиотелескоп РАТАН-600.
Радиотелескоп позволит учёным изучать формирование и эволюцию , исследовать объекты эпохи реионизации и решать другие научные задачи.
История создания
- Июль 1994 года - начало разработки концепта радиотелескопа.
- Октябрь 2008 года - начало проектирования радиотелескопа.
- В 2011 году начато строительство телескопа.
- С марта 2011 года учёные, инженеры и строители временно поселились в одном из отдалённых горных ущелий уезда Пинтан Цяньнань-Буи-Мяоского автономного округа провинции Гуйчжоу, (Юго-Западный Китай).
- Июль 2015 года - начат монтаж отражающих элементов. По конструкции он схож с и также располагается в естественном углублении.
- 3 июля 2016 года специалисты установили последний из 4450 треугольных отражателей, из которых состоит радиотелескоп. Это ознаменовало завершение основного сооружения гигантского астрономического прибора.
- Непосредственные наблюдения при помощи телескопа должны начаться в конце сентября 2016 года, после настройки сетей и вспомогательного оборудования. На расстоянии 10 км от телескопа вводится запрет строительства и режим радиомолчания, переселены около 8-9 тысяч человек, проживавших на расстоянии менее 5 км от .
- 25 сентября 2016 года - начало работы радиотелескопа FAST. Как ожидается, китайские астрономы получат приоритет для работы на FAST в первые два-три года его существования, затем объект будет открыт для учёных по всему миру.
Характеристики
Одна из шести опорных мачт
Телескоп FAST использует фиксированный основной рефлектор, размещённый в естественном карстовом углублении, который отражает радиоволны на приёмник, подвешенный на высоте 140 метров над ним. Рефлектор изготовлен из перфорированных алюминиевых панелей, поддерживаемых сеткой из стальных тросов, свисающих с обода.
Поверхность рефлектора FAST образована из 4450 треугольных панелей, каждая размером 11 метров , размещённых в форме геодезического купола. Актуаторы, размещённые под ними, позволяют сформировать активную оптическую поверхность.
Над рефлектором на тросах установлена легкая кабина, перемещаемая кабельными роботами, расположенными на шести опорных мачтах. Приёмные антенны установлены под ней на платформе Гью - Стюарта, которая позволяет более точно их позиционировать и компенсировать различные возмущающие воздействия, например от ветра. Точность позиционирования антенн запланирована на уровне 8 угловых секунд.
FAST может фокусироваться на направлениях, составляющих угол до ±40° от зенита. Из-за виньетирования эффективная апертура сохраняется лишь при углах не более ±30°.
Несмотря на общий диаметр отражателя в 500 метров , эффективный диаметр отражателя, используемый в каждый момент времени при наблюдениях, составляет лишь 300 метров . В этом диаметре при помощи актуаторов поддерживается параболическая форма. Несмотря на отсутствие единого 500-метрового отражателя и его асферичность, проект сохранил оригинальное название «Радиотелескоп с пятисотметровой сферической апертурой».
Частоты работы - от 70 МГц до 3 ГГц , обеспечиваемые 9 приёмниками. Полоса 1,23 -1,53 ГГц вблизи линии нейтрального водорода (21 см ) обеспечивается 19-лучевым приёмником, созданным CSIRO в рамках коллаборации ACAMAR между Австралийской и Китайской академиями наук.
Сравнение с Аресибо
Отражатели Аресибо (сверху) и FAST (снизу) в одном масштабе
Телескоп FAST по своей конструкции похож на радио-обсерваторию Аресибо, расположенную в Пуэрто-Рико. Оба телескопа расположены в естественных углублениях, составлены из перфорированных алюминиевых панелей и используют движущийся над ними комплект приёмного оборудования. Кроме размера (отражатель Аресибо имеет диаметр 1000 футов - 305 м ) между ними есть ряд различий.
Отражатель Аресибо имеет фиксированную сферическую форму. Несмотря на то, что панели также подвешены на стальных кабелях, их натяжение изменяется вручную для точной настройки формы. Форма отражателя зафиксирована, и над ним подвешено два дополнительных рефлектора для коррекции сферических аббераций.
Приёмная платформа Аресибо находится в фиксированном положении над отражателем. Для удержания тяжёлых дополнительных отражателей основная система кабельных подвесов выполнена статической. Имеется лишь небольшой участок, позволяющий компенсировать температурное расширение. Антенны закреплены на вращающейся площадке под приёмной платформой. Уменьшенный диапазон передвижения приёмников позволяет наблюдать за объектами, располагающимися не далее 19,7° от зенита.
Отражатель FAST значительно более глубокий, чем у Аресибо, что также способствует большему полю обзора. При диаметре на 64% больше у отражателя FAST 300-метровый радиус кривизны, тогда как у Аресибо - 870 футов (265 метров), и в FAST формируется дуга в 113°-120° градусов, по сравнению с 70° для Аресибо. Хотя Аресибо способен использовать полную 305-метровую апертуру при наблюдении объектов в зените, чаще используются наблюдения под наклоном с эффективной апертурой в 725 футов (221 метр).
Платформа с оборудованием на телескопе Аресибо больше и на ней установлено несколько передатчиков, что делает его одним из двух крупных радиотелескопов, которые можно использовать в радиолокационной астрономии. Система NASA «Planetary Radar System» позволяет Аресибо изучать ионосферу, внутренние планеты и выполнять точные измерения орбит околоземных астероидов. Платформа на телескопе FAST значительно меньше и не содержит передающего оборудования.
Обсерватория Аресибо находится ближе к экватору, благодаря чему при вращении большая часть неба попадает в поле обзора. Аресибо расположен на широте 18,35° N, а FAST - примерно на 7,5° севернее, на 25,80° N.
Радиотелескоп FAST — сферический радиотелескоп с пятиcотметровой апертурой, что есть дословным переводом с английского фразы: «Five hundred meter Aperture Spherical Telescope», сокращенно «FAST». Неофициальное китайское название телескопа, расположенного в провинции Гуйчжоу, Небесный глаз (天眼). Помимо перспективных научных исследований, данный научный проект должен продемонстрировать амбиции Китая в сфере освоения космоса.
Строительство данного телескопа было окончено в июле 2016-го года, и потребовало пяти лет и 180 млн. долларов. С момента окончания строительства обсерватория FAST получает почетное звание радиотелескопа с заполненной апертурой самого большого диаметра, а именно 500 метров. Тем самым FAST обошел другой гигантский радиотелескоп, который в течение 53-х лет оставался самым большим, с диаметром апертуры — 304,8 метров.
Говоря о наибольших радиотелескопах с незаполненной апертурой, то эту нишу по-прежнему занимает российский РАТАН-600 (576 м.).
Конструкция
Конструкция телескопа FAST во многом схожа с обсерваторией Аресибо. Его апертура состоит из 4 450 перфорированных алюминиевых пластин треугольной формы стороной в 11 метров. Эти пластины располагаются в виде геодезического купола на стальных подвешенных тросах, образующих сетку. Вся апертура находится в естественном природном углублении – карстовой воронке. Примечательно, что само углубление образовано в горах, на высоте около 1 км над уровнем моря, что также положительно влияет на качество наблюдений, проводимых FAST в будущем.
В отличие от статической апертуры обсерватории Аресибо, каждая панель радиотелескопа FAST способна изменить свое положение при помощи гидравлических приводов, которые приводят в движение сетку из тросов.
Над тарелкообразным рефлектором располагается подвижная кабина, которая перемещается с помощью кабельных роботов. Находящиеся же в центре «тарелки» приемные антенны также являются подвижными, так как установлены на подвижной платформе (Гью - Стюарта).
Характеристики
Согласно информации, полученной от китайских СМИ, телескоп FAST имеет вдвое большую чувствительность, нежели радиотелескоп Аресибо, а также более чем в пять раз высокую скорость исследование небосвода.
Частотный диапазон, который охватывает радиотелескоп составляет от 70 МГц – 3 ГГц. Радиотелескоп FAST может быть сфокусирован по направлению, которое вместе с зенитом образует угол не меньше 40°.
Хотя FAST называют сферическим радиотелескопом с 500-метровой апертурой, однозначно он не имеет сферической формы, а эффективный диаметр его отражателя (радиус кривизны) – 300 метров. И хотя Аресибо может использовать в полной мере свою 305-метровую апертуру, проводя наблюдения в зените, зачастую наблюдение объектов проводится под наклоном, где эффективная апертура составляет всего 221 метр. Т. к., отражатель радиотелескопа FAST намного глубже, нежели у Аресибо, это расширяет поле зрения для ведения наблюдений.
Все же несмотря на более высокие характеристики FAST, в некоторых видах исследований обсерватория Аресибо остается ведущий. К примеру, изучение земной ионосферы, изучение внутренних планет Солнечной системы, а также проведение точных измерений орбит астероидов в окрестностях Земли. Подобные исследования доступны обсерватории Аресибо по причине наличия передатчиков и другого специального оборудования, которого нет на радиотелескопе FAST. Помимо этого, последний расположен на 7.5° севернее обсерватории Аресибо. При таком более близком расположении обсерватории к экватору в ее поле обзора попадает несколько больше космических тел, нежели в поле зрения FAST.
Значение для науки и общественности
Научное сообщество намерено использовать радиотелескоп FAST для поиска , поимки радиоизлучения от , а также с целью обнаружение внеземных сигналов искусственного происхождения.
Первые пару лет данный телескоп доступен лишь китайским ученым и специалистам, после чего станет открыт для международного научного сообщества.
Несмотря на то, что ради предотвращения радиопомех в радиусе пяти километров власти отселили более 9 тыс. жителей с последующими выплатами компенсаций, недалеко от обсерватории были построены различные туристические, которые позволят заинтересованным лицам посещать экскурсии на самый большой радиотелескоп в мире. К примеру, обсерваторию Аресибо ежегодно посещает около 200 ученых и 90 тыс. туристов со всего мира.
Китайский телескоп в полкилометра July 27th, 2015
Да, мы уже с вами подробно рассматривали . Диаметр тарелки составляет 304,8 метров. Но китайцы были бы не китайцами, если бы не попытались построить что то больше … намного больше!
На юге Китая, в провинции Гуйчжоу началось строительство нового чуда инженерной мысли - «Сферического радиотелескопа имеющего 500-метровую апертуру».
Фото 2.
Подобно окрестностям «Аресибо», китайская провинция Гуйчжоу имеет множество карстовых впадин, образованных водой, которая на протяжении долгих лет разъедала известняк. После изучения данных спутниковой и аэрофотосъемки, Жэньдун Нань вместе со своими коллегами из Национальной астрономической обсерватории КНР смогли найти воронку диаметром около 800 метров, которая окружена горами и расположена достаточно далеко от радиочастотных помех.
Впрочем, местность оказалась не совсем безлюдной. На самом дне этой впадины была деревня, которую составляла большая семья из примерно 80 человек. Ежедневно людям приходилось подыматься на поверхность: взрослые пасли скот, а дети спешили в школу. Как заявил астроном Ди Ли, людям фактически каждый день приходилось взбираться на гору, а потом спускаться обратно. Естественно, все жители этой деревни были переселены в ближайший город.
Фото 3.
Строительство должно быть завершено в сентябре 2016 года. Для этого необходимо извлечь несколько миллионов кубических метров грунта, дабы придать воронке сферическую форму.
Фото 4.
Несмотря на то, что проектировщиков вдохновлял пример «Аресибо», технологии не стоят на месте, и FAST будет иметь ряд принципиальных отличий. Например, антенна «Аресибо» выполнена с фиксированной сферической кривизной, поэтому входящие радиоволны фокусируются над «тарелкой» в линию, а висячие вторичные и третичные зеркала направляют радиоволны в точку, где их уже можно обработать с помощью приборов. Это приводит к тому, что одновременно можно использовать только 211 метр 305-метровой антенны.
Фото 5.
500-метровая «тарелка» FAST, состоящая из 4 400 алюминиевых панелей треугольной формы будет самостоятельно фокусировать сигнал, без навесных зеркал. Для этого некоторые панели делают подвижными, чтобы они могли формировать параболическое зеркало диаметром 300 в любом месте 500-метровой поверхности антенны. Это позволит изучать более широкую часть неба. Благодаря этому, FAST одновременно может исследовать 19 областей неба, в то время как «Аресибо» одновременно может охватить только 7 участков неба.
Фото 6.
«Радиотелескоп походит на высокочувствительное ухо, вслушивающееся в белый шум космического фона и выискивающее во всем этом значащие радиосигналы» — рассказывает Нэн Рендонг (Nan Rendong), руководитель исследовательских работ проекта FAST, который реализуется под руководством Национальной астрономической обсерватории (National Astronomical Observatory) китайской Академии наук (Chinese Academy of Sciences), — «Этот процесс походит на попытки услышать звуки стрекотания цикад на фоне бушующей грозы. Но большие габариты антенны и высококачественное электронное оборудование позволят нам принимать даже самые слабые сигналы, давая возможность астрономам и ученым SETI копать дальше и глубже в историю нашей Вселенной».
«Имея радиотелескоп со столь высокой чувствительностью, мы сможем принимать очень слабые сигналы от источников, находящихся очень далеко в глубинах космического пространства» — рассказывает Ву Ксиэнгпинг (Wu Xiangping), генеральный директор китайского Астрономического общества (Chinese Astronomical Society), — «Все это позволит нам произвести попытки поисков интеллектуальной жизни далеко за пределами нашей галактики и исследовать тайны происхождения Вселенной».
Фото 7.