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射電望遠鏡
測量天體射電強度的天文設(shè)備
基本原理
經(jīng)典射電望遠鏡的基本原理是和光學(xué)反射望遠鏡相似，投射來的
電磁波被一精確鏡面反射后，同相到達公共焦點。用旋轉(zhuǎn)拋物面作鏡面易于實現(xiàn)同相聚焦，因此，射電望遠鏡天線大多是拋物面。射電望遠鏡表面和一理想拋物面的均方誤差率不大于λ/16～λ/10，該望遠鏡一般就能在波長大于λ的射電波段上有效地工作。對米波或長分米波觀測，可以用金屬網(wǎng)作鏡面；而對厘米波和毫米波觀測，則需用光滑精確的金屬板（或鍍膜）作鏡面。從天體投射來并匯集到望遠鏡焦點的射電波，必須達到一定的功率電平，才能被接收機檢測到。目前的檢測技術(shù)水平要求最弱的電平應(yīng)達10 -20瓦。射頻信號的功率首先在焦點處放大10～1000倍﹐并變換成較低頻率（中頻），然后用電纜將其傳送至控制室，在那里再進一步放大﹑檢波，最后以適于特定研究的方式進行記錄、處理和顯示。
射電望遠鏡
天線收集天體的射電輻射，接收機將這些信號加工、轉(zhuǎn)化成可供記錄、顯示的形式，終端設(shè)備把信號記錄下來，并按特定的要求進行某些處理然后顯示出來。表征射電
望遠鏡性能的基本指標(biāo)是空間分辨率和靈敏度，前者反映區(qū)分兩個天球上彼此靠近的射電點源的能力，后者反映探測微弱射電源的能力。射電望遠鏡通常要求具有高空間分辨率和高靈敏度!
射電望遠鏡
射電望遠鏡是主要接收天體射電波段輻射的望遠鏡。射電望遠鏡的外形差別很大，有固定在地面的單一口徑的球面射電望遠鏡，有能夠全方位轉(zhuǎn)動的類似衛(wèi)星接收天線的射電望遠鏡，有射電望遠鏡陣列，還有金屬桿制成的射電望遠鏡。
基本指標(biāo)
靈敏度
分辨率
分辨率指的是區(qū)分兩個彼此靠近的相同點源的能力﹐因為兩個點源角距須大于天線方向圖的半功率波束寬度時方可分辨﹐故宜將射電望遠鏡的分辨率規(guī)定為其主方向束的半功率寬。為電波的衍射所限﹐對簡單的射電望遠鏡﹐它由天線孔徑的物理尺寸D 和波長λ決定，即天文望遠鏡的極限分辨率取決于望遠鏡的口徑和觀測所用的波長?？趶皆酱?，波長越短，分辨率越高。由于無線電波的波長要遠遠大于可見光的波長，因此射電望遠鏡的分辨本領(lǐng)遠遠低于相同口徑的光學(xué)望遠鏡，而射電望遠鏡的天線又不能無限擴大。這在射電天文學(xué)誕生的初期嚴重阻礙了射電望遠鏡的發(fā)展。
對單天線射電望遠鏡來說，天線的直徑越大分辨率越高。但是天線的直徑難于作得很大，目前單天線的最大直徑小于300米，對于波長較長的射電波段分辨率仍然很低。因此就提出了使用兩架射電望遠鏡構(gòu)成的射電干涉儀。對射電干涉儀來說，兩個天線的最大間距越大分辨率越高。另外，在天線的直徑或者兩天線的間距一定時，接收的無線電波長越短分辨率越高。擁有高靈敏度。高分辨率的射電望遠鏡，才能讓我們在射電波段"看"到更遠，更清晰的宇宙天體。
發(fā)展簡史
1931年，在美國新澤西州的貝爾實驗室里，負責(zé)專門搜索和鑒別電話干擾信號的美國美國無線電工程師卡爾·央斯基(Karl Guthe Jansky)發(fā)現(xiàn)：有一種每隔23小時56分04秒出現(xiàn)最大值的無線電干擾。經(jīng)過仔細分析，他在1932年發(fā)表的文章中斷言：這是來自銀河系中射電輻射。由此，央斯基開創(chuàng)了用射電波研究天體的新紀元。當(dāng)時他使用的是長30.5米、高3.66米的旋轉(zhuǎn)天線陣，在14.6米波長取得了30度寬的“扇形”方向束。此后，射電望遠鏡的歷史便是不斷提高分辨率和靈敏度的歷史。
自從央斯基宣布接收到銀河系的射電信號后，美國人G·雷伯潛心試制射電望遠鏡，終于在1937年制造成功。這是一架在第二次世界大戰(zhàn)以前全世界獨一無二的拋物面型射電望遠鏡。它的拋物面天線直徑為9.45米，在1.87米波長取得了12度的“鉛筆形”方向束，測到了太陽以及其它一些天體發(fā)出的無線電波。1939年，G·雷伯接收到了來自銀河系中心的無線電波，并且根據(jù)觀測結(jié)果繪制了第一張射電天圖。射電天文學(xué)從此誕生。雷伯使用的這架天線是世界上第一架專門用于天文觀測的射電望遠鏡，雷伯也被稱為是拋物面型射電望遠鏡的首創(chuàng)者。
1946年﹐英國曼徹斯特大學(xué)開始建造直徑66.5米的固定拋物面射電望遠鏡﹐1955年建成當(dāng)時世界上最大的76米直徑的可轉(zhuǎn)拋物面射電望遠鏡。與此同時﹐澳﹑美﹑蘇﹑法﹑荷等國也競相建造大小不同和形式各異的早期射電望遠鏡。除了一些直徑在10米以下﹑主要用于觀測太陽的設(shè)備外﹐還出現(xiàn)了一些直徑20～30米的拋物面望遠鏡﹐發(fā)展了早期的射電干涉儀和綜合孔徑射電望遠鏡。六十年代以來﹐相繼建成的有美國國立射電天文臺的42.7米﹑加拿大的45.8米﹑澳大利亞的64米全可轉(zhuǎn)拋物面﹑美國的直徑 305米固定球面﹑工作于厘米和分米波段的射電望遠鏡（見固定球面射電望遠鏡）以及一批直徑10米左右的毫米波射電望遠鏡。因為可轉(zhuǎn)拋物面天線造價昂貴﹐固定或半固定孔徑形狀（包括拋物面﹑球面﹑拋物柱面﹑拋物面截帶）的天線的技術(shù)得到發(fā)展﹐從而建成了更多的干涉儀和十字陣（見米爾斯十字）。
1960年，英國劍橋大學(xué)卡文迪許實驗室的馬丁·賴爾（Ryle）利用干涉的原理，發(fā)明了綜合孔徑射電望遠鏡，大大提高了射電望遠鏡的分辨率。其基本原理是：用相隔兩地的兩架射電望遠鏡接收同一天體的無線電波，兩束波進行干涉，其等效分辨率最高可以等同于一架口徑相當(dāng)于兩地之間距離的單口徑射電望遠鏡。賴爾因為此項發(fā)明獲得1974年諾貝爾物理學(xué)獎。
射電天文技術(shù)最初的起步和發(fā)展得益于二戰(zhàn)后大批退役雷達的"軍轉(zhuǎn)民用"。射電望遠鏡和雷達的工作方式不同，雷達是先發(fā)射無線電波再接收物體反射的回波，射電望遠鏡只是被動地接收天體發(fā)射的無線電波.。20世紀50、60年代，隨著射電技術(shù)的發(fā)展和提高，人們研究成功了射電干涉儀，甚長基線干涉儀，綜合孔徑望遠鏡等新型的射電望遠鏡射電干涉技術(shù)使人們能更有效地從噪音中提取有用的信號；甚長基線干涉儀通常是相距上千公里的。幾臺射電望遠鏡作干涉儀方式的觀測，極大地提高了分辨率。六十年代末至七十年代初﹐不僅建成了一批技術(shù)上成熟﹑有很高靈敏度和分辨率的綜合孔徑射電望遠鏡﹐還發(fā)明了有極高分辨率的甚長基線干涉儀這種所謂現(xiàn)代射電望遠鏡。另一方面還在計算技術(shù)基礎(chǔ)上改進了經(jīng)典射電望遠鏡天線的設(shè)計﹐建成直徑100米的大型精密可跟蹤拋物面射電望遠鏡（德意志聯(lián)邦共和國波恩附近。
上世紀80年代以來，歐洲的VLBI網(wǎng)﹑美國的VLBA陣﹑日本的空間VLBI相繼投入使用，這是新一代射電望遠鏡的代表，它們的靈敏度﹑分辨率和觀測波段上都大大超過了以往的望遠鏡。其中，美國的超?；€陣列（VLBA）由10個拋物天線組成，橫跨從夏威夷到圣科洛伊克斯8000千米的距離，其精度是哈勃太空望遠鏡的500倍，是人眼的60萬倍。它所達到的分辨率相當(dāng)讓一個人站在紐約看洛杉磯的報紙。
21世紀后，射電的分辨率高于其它波段幾千倍，能更清晰地揭示射電天體的內(nèi)核；綜合孔徑技術(shù)的研制成功使射電望遠鏡具備了方便的成像能力，綜合孔徑射電望遠鏡相當(dāng)于工作在射電波段的照相機。為了更加清晰的接受到宇宙的信號，科學(xué)家們建議把射電望遠鏡搬到太空。
2015年02月10日，科學(xué)家正計劃從地球向宇宙發(fā)射信息，希望主動與太陽系其他生命取得聯(lián)系，獲取它們的信號。天文學(xué)家將通過射電望遠鏡把信號發(fā)射到數(shù)百個遙遠的星系，希望獲得開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)。
這個計劃由加利福尼亞州“地外智能生物搜索研究所”科學(xué)家負責(zé)。他們認為這個計劃是人類太空探索的重要一步。如果計劃進展順利，距地球20光年的太空區(qū)域?qū)⑹盏竭@些信息。
2021年1月4日，被譽為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）將于2021年4月1日正式對全球科學(xué)界開放，征集來自全球科學(xué)家的觀測申請。
分類
根據(jù)天線總體結(jié)構(gòu)的不同，射電望遠鏡按設(shè)計要求可以分為連續(xù)和非連續(xù)孔徑射電望遠鏡兩大類。
連續(xù)孔徑射電望遠鏡
主要代表是采用單盤拋物面天線的經(jīng)典式射電望遠鏡。按機械裝置和驅(qū)動方式，連續(xù)孔徑射電望遠鏡（它通常又是非連續(xù)孔徑的基本單元）還可分為三種類型。
全可轉(zhuǎn)型或可跟蹤型
部分可轉(zhuǎn)型
固定型
射電觀測在很寬的頻率范圍進行，檢測和信息處理的射電技術(shù)又遠較光學(xué)波段靈活多樣，所以射電望遠鏡種類繁多，還可以根據(jù)其他準則分類：諸如按接收天線的形狀可分為拋物面﹑拋物柱面﹑球面﹑拋物面截帶﹑喇叭﹑螺旋﹑行波﹑偶極天線等射電望遠鏡；按方向束形狀可分為鉛筆束﹑扇束﹑多束等射電望遠鏡；按工作類型可分為全功率﹑掃頻﹑快速成像等類射電望遠鏡；按觀測目的可分為測繪﹑定位﹑定標(biāo)﹑偏振﹑頻譜﹑日象等射電望遠鏡。關(guān)于非連續(xù)孔徑射電望遠鏡，主要是各類射電干涉儀。
非連續(xù)孔徑射電望遠鏡
以干涉技術(shù)為基礎(chǔ)的各種組合天線系統(tǒng)。20世紀60年代產(chǎn)生了兩種新型的非連續(xù)孔徑射電望遠鏡——甚長基線干涉儀和綜合孔徑射電望遠鏡，前者具有極高的空間分辨率，后者能獲得清晰的射電圖像。世界上最大的可跟蹤型經(jīng)典式射電望遠鏡其拋物面天線直徑長達100米，安裝在德國馬克斯·普朗克射電天文研究所；世界上最大的非連續(xù)孔徑射電望遠鏡是甚大天線陣，安裝在美國國立射電天文臺。
為了觀測弱射電源的需要，射電望遠鏡必須有較大孔徑，并能對射電目標(biāo)進行長時間的跟蹤或掃描。此外，還必須綜合考慮設(shè)備的造價和工藝上的現(xiàn)實性。
特點優(yōu)勢
射電望遠鏡與光學(xué)望遠鏡不同，它既沒有高高豎起的望遠鏡鏡簡，也沒有物鏡，目鏡，它由天線和接收系統(tǒng)兩大部分組成。
巨大的天線是射電望遠鏡最顯著的標(biāo)志，它的種類很多，有拋物面天線，球面天線，半波偶極子天線，螺旋天線等。最常用的是拋物面天線。天線對射電望遠鏡來說，就好比是它的眼睛，它的作用相當(dāng)于光學(xué)望遠鏡中的物鏡。它要把微弱的宇宙無線電信號收集起來，然后通過一根特制的管子（波導(dǎo)）把收集到的信號傳送到接收機中去放大。接收系統(tǒng)的工作原理和普通收音機差不多，但它具有極高的靈敏度和穩(wěn)定性。接收系統(tǒng)將信號放大，從噪音中分離出有用的信號，并傳給后端的計算機記錄下來。記錄的結(jié)果為許多彎曲的曲線，天文學(xué)家分析這些曲線，得到天體送來的各種宇宙信息。
觀測網(wǎng)絡(luò)
三國天文學(xué)界在各自獨立開發(fā)的射電天體探測網(wǎng)基礎(chǔ)上，整合了東亞地區(qū)直徑約6000公里范圍內(nèi)19臺射電天文望遠鏡，覆蓋了從日本小笠原、北海道至中國烏魯木齊、昆明的廣闊地域，成為世界上最龐大的射電天文觀測網(wǎng)絡(luò)。如果配合日本“月亮女神”繞月衛(wèi)星上搭載的觀天設(shè)備，這個望遠鏡陣的直徑將會擴展到2．4萬公里。
東亞甚長基線干涉測量（VLBI）觀測計劃中方科學(xué)家、中國科學(xué)院上海天文臺研究員沈志強31日說：“中國天文學(xué)家經(jīng)過30多年努力建成的VLBI網(wǎng)，對國際上射電天文學(xué)的研究，做出了很大的貢獻。我們還成功地將VLBI技術(shù)用于中國首顆繞月衛(wèi)星的測軌工作，已取得巨大成功?！?/span>
甚長基線干涉測量是國際天文學(xué)界使用的一項高分辨率、高測量精度的觀測技術(shù)，用于天體的精確定位和精細結(jié)構(gòu)研究。一個完整的VLBI觀測系統(tǒng)通常由兩個以上射電望遠鏡觀測站和一個數(shù)據(jù)處理中心組成。中科院VLBI觀測系統(tǒng)由上海25米直徑、北京50米直徑、昆明40米直徑和烏魯木齊25米直徑等4臺射電天文望遠鏡，以及上海數(shù)據(jù)處理中心組成。
沈志強說，各觀測站同時跟蹤觀測同一目標(biāo)，并將觀測數(shù)據(jù)記錄或?qū)崟r傳送到數(shù)據(jù)處理中心，計算機依靠這些觀測值計算得出目標(biāo)天體的精確位置。
中國VLBI網(wǎng)三周前剛進行了一次遠程數(shù)據(jù)采集、海量存儲、數(shù)據(jù)處理實驗，利用高速互聯(lián)網(wǎng)將VLBI觀測數(shù)據(jù)，實時傳送到數(shù)據(jù)處理中心并進行實時相關(guān)處理，以取代傳統(tǒng)的VLBI數(shù)據(jù)郵寄方式。半個月前，包括上海和烏魯木齊兩個觀測站在內(nèi)的世界17個射電望遠鏡觀測站進行的實時接力觀測演示，也獲得成功。
東亞VLBI觀測網(wǎng)的主要工作將是完善日本射電天體探測計劃正在繪制的銀河系圖。日本科學(xué)家相信，由12臺望遠鏡組成的日本射電天體觀測網(wǎng)，加上中國的4臺望遠鏡以及韓國剛建成的3臺21米口徑望遠鏡，恒星定位的精度將成倍提高。
“這一獨特的工作將幫助我們獲得關(guān)于星系結(jié)構(gòu)的優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)?！?/span>日本國立天文臺電波天文學(xué)教授小林秀行在接受新華社記者采訪時說。
韓國和日本科學(xué)家正在開發(fā)一種特制的計算機，用于整合海量的觀測數(shù)據(jù)，這套計算設(shè)備，計劃于在韓國首爾投入使用。科學(xué)家預(yù)計，東亞VLBI觀測計劃將于2010年全面展開。
典型項目
上海佘山65m口徑可轉(zhuǎn)動射電天文望遠鏡
2012年3月，65米口徑可轉(zhuǎn)動射電天文望遠鏡工程在上海佘山腳下緊張施工，這將是亞洲最大的該類型射電望遠鏡，總體性能在國際上處于第四位。據(jù)介紹，這臺望遠鏡屬于中國科學(xué)院和上海市政府重大合作項目，已于2012年10月28日在滬啟動。
性能參數(shù)
據(jù)了解，這臺65米的射電望遠鏡是中國科學(xué)院和上海市人民政府于2008年10月底聯(lián)合立項的重大合作項目。其接收范圍覆蓋8個波段，總體性能列全球第四。
這臺65米的射電天文望遠鏡如同一只靈敏的耳朵，能仔細辨別來自宇宙的射電信號。它覆蓋了從最長21厘米到最短7毫米的8個接收波段，涵蓋了開展射電天文觀測的厘米波波段和長毫米波波段，是中國目前口徑最大、波段最全的一臺全方位可動的高性能的射電望遠鏡，總體性能僅次于美國的110米射電望遠鏡、德國的100米射電望遠鏡和意大利的64米射電望遠鏡。
望遠鏡采用的修正型卡塞格倫天線能在方位和俯仰兩個方向轉(zhuǎn)動，下方軌道上有6組共12個輪子驅(qū)動天線的方位轉(zhuǎn)動，上方的俯仰大齒輪控制天線的俯仰運動，這使得望遠鏡可以以高精度指向需要觀測的天體和航天器，其最高指向精度優(yōu)于3角秒。
望遠鏡的主反射面面積為3780平方米（相當(dāng)于9個標(biāo)準籃球場），由14圈共1008塊高精度實面板拼裝成，每塊面板單元精度達到0.1毫米，代表了國內(nèi)大尺度高精度面板設(shè)計與制造技術(shù)的最高水平。
主反射面的安裝則采用了國內(nèi)首創(chuàng)的主動面技術(shù)，在面板與天線背架結(jié)構(gòu)的連接處安裝有1104臺高精度促動器，用以補償跟蹤觀測時重力引起的反射面變形，提高高頻觀測的天線接收效率。促動器的單位精度可達15微米，即一根頭發(fā)絲直徑的一半左右。
望遠鏡坐落的軌道由無縫焊接技術(shù)全焊接而成。這是國內(nèi)首次采用全軌道焊接技術(shù)，解決了軌道焊接變形等多項技術(shù)難題。
首個信號-距地球3.7萬光年
養(yǎng)在佘山“深閨”數(shù)年的一位探索宇宙奧秘的世界級“高手”，昨天正式“出山”。不必受限于天氣的好壞，憑借它多個波段的“耳朵”，這座亞洲最大、總體性能世界第四的大型射電望遠鏡，可以靈敏地“傾聽”來自宇宙深處各類天體發(fā)出的射電信號，進而展開測量和研究。
昨天下午，該望遠鏡接收到了首個信號，它來自距離地球3萬7千光年的區(qū)域。
口徑可轉(zhuǎn)動射電天文望遠鏡
為了爭取國際最大規(guī)模的射電望遠鏡合作計劃來華，中國正在貴州省“筑巢引鳳”，建設(shè)全球最大的射電望遠鏡。這是中國2007年批準立項的500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）項目，日前已經(jīng)在貴州省開始基建，項目總投資6.27億元，建設(shè)期5年半，已于2011年3月正式開工建設(shè)，預(yù)計于2016年9月建成。建成之后不僅將成為世界第一大單口徑天文望遠鏡，并將在未來20年至30年內(nèi)保持世界領(lǐng)先地位。
中科院院士、原國際天文學(xué)聯(lián)合會副主席葉叔華表示，F(xiàn)AST最大的技術(shù)成就是解決了球面鏡隨時變拋面鏡這一難點，中國是世界上首個掌握該技術(shù)的國家。選擇貴州省，是因為要做一平方公里大口徑的射電望遠鏡，估計要有30個望遠鏡拼在一起。中國貴州有很多巨大的山谷，足可以放這樣一個望遠鏡。
科學(xué)家們自1994年提出項目建設(shè)規(guī)劃后，就苦苦搜尋、反復(fù)論證近10年，才確認大射電望遠鏡FAST探測基地落戶在貴州省平塘縣一片名為大窩凼的喀斯特洼地。“大窩凼不僅具有一個天然的洼地可以架設(shè)望遠鏡，而且喀斯特地質(zhì)條件可以保障雨水向地下滲透，而不在表面淤積，腐蝕和損壞望遠鏡”，F(xiàn)AST工程辦公室副主任張海燕說。這里是喀斯特地貌所特有的一大片漏斗天坑群——它就像一個天然的“巨碗”，剛好盛起望遠鏡如30個足球場面積大的巨型反射面，望遠鏡建成后，將會填滿這個山谷。
由于望遠鏡坐落于“大窩凼”凹坑內(nèi)，所以非常適合觀測。另外，大射電望遠鏡的觀測雖然不受天氣陰晴影響，但在選址中對無線電環(huán)境要求很高。調(diào)頻電臺、電視、手機以及其他無線電數(shù)據(jù)的傳輸都會對射電望遠鏡的觀測造成干擾，就好像在交頭接耳的會議上無法聽清發(fā)言者講話一樣。大射電望遠鏡項目要求，臺址半徑5公里之內(nèi)必須保持寧靜，電磁環(huán)境不受干擾。
張海燕說，大窩凼附近沒有集鎮(zhèn)和工廠，在5公里半徑之內(nèi)沒有一個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，25公里半徑之內(nèi)只有一個縣城，是最為理想的選址。有了FAST，邊遠閉塞的喀斯特山區(qū)將變成世人矚目的國際天文學(xué)術(shù)中心，成為把貴州展現(xiàn)給世界的新窗口。
中國為建超級天文望遠鏡，將搬遷近萬名當(dāng)?shù)鼐用瘛Ｖ袊俜綀蟮勒f，當(dāng)?shù)卣呀?jīng)著手搬遷事宜，提出對搬遷居民經(jīng)濟補償和住房幫助。報道透露，貴州省水庫和生態(tài)移民局按照每人1.2萬元標(biāo)準進行補助；貴州省民宗委按照每戶1萬元標(biāo)準對少數(shù)民族住房困難戶進行補助。
7月3日，位于中國貴州省內(nèi)的500米口徑球面射電望遠鏡（FAST），順利安裝最后一塊反射面單元，標(biāo)志著FAST主體工程完工，進入測試調(diào)試階段。FAST主動反射面由4450塊反射面板單元組成，面積約25萬平米，近30個標(biāo)準足球場大小，用于反射無線電波。據(jù)介紹，F(xiàn)AST旨在實現(xiàn)大天區(qū)面積、高精度的天文觀測，其科學(xué)目標(biāo)包括巡視宇宙中的中性氫、觀測脈沖星、探測星際分子、搜索可能的星際通訊信號等，其應(yīng)用目標(biāo)是在日地環(huán)境研究、搜尋地外文明、國防建設(shè)和國家安全等國家重大需求方面發(fā)揮作用。
其他項目
當(dāng)代先進射電望遠鏡有：以德意志聯(lián)邦共和國100米望遠鏡為代表的大﹑中型厘米波可跟蹤拋物面射電望遠鏡；以美國國立射電天文臺﹑瑞典翁薩拉天文臺和日本東京天文臺的設(shè)備為代表的毫米波射電望遠鏡；以即將完成的美國甚大天線陣。
重要功能
探測遙遠的“地外文明”
這座巨大的望遠鏡外形與衛(wèi)星天線相似，單口徑500米，猶如一只巨大的“天眼”，將探測遙遠、神秘的“地外文明”。千百年來人類大多是通過可見光波段觀測宇宙。事實上，天體的輻射覆蓋整個電磁波段，而可見光只是其中人類可以感知的一部分。
該射電望遠鏡可以用來監(jiān)聽外太空的宇宙射電波，其中包括可能來自其他智能生命的“人工電波”；在電力充足的條件下，這只巨大的“天眼”還能發(fā)送電波信號，幾萬光年遠的“外星朋友”將有可能收到來自中國的問候。
可尋找第一代誕生的天體
其能用一年時間發(fā)現(xiàn)數(shù)千顆脈沖星，研究極端狀態(tài)下的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與物理規(guī)律。而且無需依賴模型精確測定黑洞質(zhì)量就可以有希望發(fā)現(xiàn)奇異星和夸克星物質(zhì)；可以通過精確測定脈沖星到達時間來檢測引力波；還可能發(fā)現(xiàn)高紅移的巨脈澤星系，實現(xiàn)銀河系外第一個甲醇超脈澤的觀測突破。
FAST還將把中國空間測控能力由地球同步軌道延伸至太陽系外緣，將深空通訊數(shù)據(jù)下行速率提高100倍。脈沖星計時陣，為自主導(dǎo)航這一前瞻性研究制作脈沖星鐘。
同時，可以進行高分辨率微波巡視，以1Hz的分辨率診斷識別微弱的空間訊號，作為被動戰(zhàn)略雷達為國家安全服務(wù)。還可跟蹤探測日冕物質(zhì)拋射事件，服務(wù)于太空天氣預(yù)報。
帶動中國制造技術(shù)發(fā)展
FAST研究涉及了眾多高科技領(lǐng)域，如天線制造、高精度定位與測量、高品質(zhì)無線電接收機、傳感器網(wǎng)絡(luò)及智能信息處理、超寬帶信息傳輸、海量數(shù)據(jù)存儲與處理等。FAST關(guān)鍵技術(shù)成果可應(yīng)用于諸多相關(guān)領(lǐng)域，如大尺度結(jié)構(gòu)工程、公里范圍高精度動態(tài)測量、大型工業(yè)機器人研制以及多波束雷達裝置等。FAST的建設(shè)經(jīng)驗將對中國制造技術(shù)向信息化、極限化和綠色化的方向發(fā)展產(chǎn)生影響。
65米射電望遠鏡作為我國乃至世界上一臺主干觀測設(shè)備，將在射電天文、天文地球動力學(xué)和空間科學(xué)等多個領(lǐng)域中取得一流的科學(xué)成果，將執(zhí)行探月工程三期的VLBI測定軌和定位任務(wù)，以及我國未來月球和火星探測等各項深空探測任務(wù)，同時用于射電天文觀測等多項科學(xué)研究。它作為一個單元參加中國VLBI網(wǎng)，將使其靈敏度提高42%。參加歐洲VLBI網(wǎng)，將使其靈敏度提高15%—35%。作為東亞VLBI網(wǎng)中口徑最大的天線，它將起到主導(dǎo)作用。此外，該望遠鏡將進一步提升我國深空測定軌能力，為嫦娥探月工程和更長遠的深空探測等國家重大戰(zhàn)略需求服務(wù)。
未來展望
把造價和效能結(jié)合起來考慮，今后直徑100米那樣的大射電望遠鏡大概只能有少量增加，而單個中等孔徑厘米波射電望遠鏡的用途越來越少。主要單拋物面天線將更普遍地并入或擴大為甚長基線﹑連線干涉儀和綜合孔徑系統(tǒng)工作。隨著設(shè)計﹑工藝和校準技術(shù)的改進﹐將會有更多﹑更精密的毫米波望遠鏡出現(xiàn)。綜合孔徑望遠鏡會得到發(fā)展以期獲得更大的空間﹑時間和頻率覆蓋。甚長基線干涉系統(tǒng)除了增加數(shù)量外，預(yù)期最終將能利用定點衛(wèi)星實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)處理，把綜合孔徑技術(shù)同甚長基線獨立本振干涉儀技術(shù)結(jié)合起來的甚長基線干涉儀網(wǎng)和干涉儀陣的試驗，很可能孕育出新一代的射電望遠鏡。
您見過口徑達到500米，“塞滿”整個山谷的望遠鏡嗎？這就是世界上最大單口徑射電望遠鏡——已于2008年12月底在我國正式開工建設(shè)的、相當(dāng)于30個足球場大的FAST望遠鏡。
FAST設(shè)計綜合體現(xiàn)了我國高技術(shù)創(chuàng)新能力，代表了我國天文科學(xué)領(lǐng)域先進水平，并將在未來20年至30年內(nèi)保持世界領(lǐng)先地位。
射電望遠鏡搜尋外星人的巨無霸
記者：我們知道天文望遠鏡是非常重要的，通過它，科學(xué)家可以獲取大量的天文信息，目前我國正在建造世界最大的射電望遠鏡，請問南老師，這種射電望遠鏡是用來做什么的？
南仁東：在眾多的用途中，也許公眾比較感興趣的領(lǐng)域是用來搜尋地外文明。地球之外的眾多星體中是否還有高等文明的存在，是所有人都想知道的，也是在現(xiàn)代科技飛速發(fā)展的情況下，擺在科學(xué)家面前的一個重大的課題。
那么，探尋有無高等文明的存在靠什么？我們知道，天體之間的距離是非常遙遠的，人馬座的比鄰星是除太陽外離地球最近的一顆恒星，距離地球4.27光年，所以我們不可能發(fā)射一種能夠直接到達的探測器去探索它們。
而現(xiàn)代電子技術(shù)、無線電通信、計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，為天文學(xué)家們搜尋地外文明提供了一種好辦法——利用射電波即無線電波尋找地外文明。一旦在遙遠的某個恒星上有理性社會及文明存在的話，他們的活動所產(chǎn)生的無線電波（電磁波的一種）就會自覺不自覺地向外發(fā)送，并很可能會傳到地球。如果我們在地球上建立了這種電磁波的接收裝置，就可能接收到外星射電波，從而獲得地外文明存在的信息。
記者：這確實令人興奮。那么我國這個名為FAST的、世界最大的射電望遠鏡將會在搜尋地外文明中起到重要作用？
南仁東：是的，F(xiàn)AST是球面狀的、孔徑達500米的射電望遠鏡，即Five-hundred-meterApertureSphericalradioTelescope的英文縮略字頭，建成之后將成為世界最大射電望遠鏡，成為搜尋地外文明最有效的利器。由于星球間的距離太遠，電磁波信息會混雜在宇宙空間的各種輻射波中，以至于到達地球以后都將非常的弱（除非信號是定向發(fā)送給我們的），微弱的信號可能如同夾雜在雷聲中的蟬鳴，如果接收設(shè)備不先進的話，很容易遺漏或難以分辨。所以，天文學(xué)家需要一個巨大的“耳朵”，這就是巨型射電望遠鏡，它可以收集極遙遠的物體資料，而搜尋地外文明是射電望遠鏡的重要任務(wù)之一。
9月30日，隨著長度3.5千米的10千伏高壓線纜通過耐壓測試、變電站設(shè)備調(diào)試完成，中科院國家天文臺500米口徑球面射電望遠鏡（簡稱FAST）項目綜合布線工程完成，具備供電條件，這標(biāo)志著“天眼”的神經(jīng)系統(tǒng)已經(jīng)成型，F(xiàn)AST工程進入最后的沖刺階段。
世界上著名射電望遠鏡
- 位于美國新墨西哥州沙漠中的甚大天線陣（VLA），由27面架設(shè)在鐵軌上的口徑25米的天線組成，排列成Y字形。
- 阿塔卡瑪大型毫米波天線陣。（ALMA）
- 日本的VSOP，利用日本HALCA衛(wèi)星攜帶的8米射電望遠鏡與地面上的射電望遠鏡組成干涉儀。
- 德國的埃菲爾斯伯格射電望遠鏡，口徑100米。
- 位于美國西弗吉尼亞州坡卡洪塔縣綠岸的綠堤望遠鏡，天線尺寸為100米x110米。
- 中國上海佘山天文臺的65米射電望遠鏡。
- 中國北京市密云縣密云水庫北岸國家天文臺，50米口徑射電望遠鏡。
- 中國貴州省平塘縣克度鎮(zhèn)大窩氹洼地的500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）
- 日本野邊山宇宙電波觀測所的45米射電望遠鏡和野邊山毫米波陣列。
- 位于法國南賽Nan?ay觀測站，1964年建成。
- 籌建中的平方千米陣。（SKA）
參考資料
[1]
“中國天眼”射電望遠鏡4月1日正式對全球科學(xué)界開放_科技湃_澎湃新聞-The Paper · 澎湃新聞-The Paper[引用日期2021-01-04]
[2]
非洲將建首座毫米波段射電望遠鏡 · 光明網(wǎng)[引用日期2022-02-07]
[3]
全球規(guī)模最大！稻城太陽射電成像望遠鏡主體完工 ? · 今日頭條-四川觀察[引用日期2022-11-13]
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