柒财网 业界 “中国天眼”FAST高灵敏的观测精度是如何实现的?

“中国天眼”FAST高灵敏的观测精度是如何实现的?

中国天眼

近日,“中国天眼”FAST(500米口径球面射电望远镜)发现了全球首例持续活跃的快速射电暴,为构建快速射电暴的演化模型、理解这一剧烈宇宙神秘现象打下了基础。FAST高灵敏的观测精度是如何实现的?记者采访了相关专家。

首先,FAST能将地面接收到的宇宙微弱信号汇聚到一起,依靠的是复杂而精密的反射面单元。

FAST反射面系统总设计师、中国电科54所高级工程师郑元鹏告诉记者,作为决定FAST探测能力和精度的核心要素,反射面面板看起来像一口“超级大锅”,由4450块反射面单元组成,每块单元又由100块直径大约1.1米的面板子单元拼装而成。反射面单元安装在像蜘蛛网一样的索网上,索网的每个节点连接一个促动器,需要观测某一区域的时候,促动器会带动相关的反射面单元在“大锅”上形成一个直径300米的抛物面,就好像是“大锅”上的一个“小碗”。

“当观测区域变化的时候,促动器会随之带动反射面单元形成千变万化的‘小碗’,扩大观天的范围,提高信号的接收广度。”郑元鹏说。

同时,信号接收的质量,依赖于高精度的馈源舱系统。

如果说FAST是观测深空的巨眼,那么,馈源舱就犹如这只眼睛的瞳孔。悬挂半空、可移动的馈源舱,是“中国天眼”的一大创举。

当接收宇宙微弱的射电信号时,每个“小碗”收集到的信号,都要通过馈源舱来聚焦。要完成观天任务,4450块反射面单元就要根据观测对象形成适合观测的抛物面。

“馈源舱处于每个抛物面的焦点位置,其作用就是聚焦反射面收集到的信号,支撑天文学家开展高灵敏度太空观测任务。”FAST馈源舱系统总设计师、中国电科54所高级工程师李建军介绍,反射面在观测天体运动中的变形,会带来抛物面的形状和焦点位置的变化,馈源舱位置也必须随之而动。

馈源舱看起来就像悬挂在“大锅”之上的“果子”,而实际上,它是一个直径13米、高6米的“大家伙”。当“大锅”变形时,“果子”既要实现柔性悬挂下瞬间移动到焦点上,又得让“果子”里的接收机纹丝不动。经过千百次试验,最终李建军团队实现了“果子”移动如风,但接收机仍然岿然不动。

“由于馈源舱是一个集多种技术于一体的光机电一体化综合系统,因此不可避免的会有更多电磁信号的辐射。”李建军介绍,馈源舱在设计和性能上经过优化,不仅重量轻,而且具有很高的屏蔽功能,为深空观测提供了更加纯粹的电磁空间。

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作者: admin

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