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如果乘直升机从贵州省平塘县上空飞过,你很有可能会看到一个银白色的“巨锅”架在整个山谷之间,而四周的高山则像支撑“巨锅”的架子.看到这种类似“锅”状物的物体,我们第一反应肯定会觉得它是个信号接收装置.但当我告诉你,它其实是个望远镜,你会不会大吃一惊?
这个有30个 场大小的“观天巨眼”,是世界上最大的单口径球面望远镜（英文简称FAST）,口径达500米.400年前,人类第一架天文望远镜的口径仅有4.2厘米,FAST的口径是它的12000倍.和号称“地面最大的机器”德国波恩100米望远镜相比,FAST的灵敏度提高了近10倍；和被评为人类20世纪十大工程之首的美国阿雷西博300米望远镜相比,其综合性能提高了约2.25倍.作为世界上最大的单口径望远镜,FAST将在未来20～30年保持世界一流设备的地位,成为望远镜家族的掌门人.
和我们对光学望远镜固有的印象不同,FAST是射电望远镜,它既没有高高竖起的望远镜镜筒,也没有物镜、目镜.FAST它是由天线和接收系统两大部分组成,天线对射电望远镜来说,就好比是它的眼睛,它的作用相当于光学望远镜中的物镜.它要把微弱的宇宙无线电信号收集起来,再通过一根特制的管子（波导）把收集到的信号传送到接收机中去放大,然后从噪音中分离出有用的信号,并传给后端的计算机记录下来.记录的结果为许多弯曲的曲线,天文学家通过分析这些曲线,就能得到天体送来的各种宇宙信息.
作为世界最大单口径球面射电望远镜,FAST到底有多厉害呢?
首先,FAST口径大,看得远.射电望远镜最重要的指标参数就是灵敏度.灵敏度越高,望远镜探测微弱无线电的能力就越强.而要想提高灵敏度,就需要扩大射电望远镜的口径.FAST的口径已达到了世界之最——500米.理论上,FAST能接收到137亿光年以外的电磁信号,这个距离接近于宇宙的边缘.
其次,FAST拥有灵活自如的“巨眼”.根据FAST的工作原理,当它观测天体时,会随着天体的方位而变化,在其500米的球冠状主动反射面上实时形成一个300米直径的瞬时抛物面,并通过这个300米的抛物面来汇聚电磁波.形象地说,如果把FAST比作一只巨大的眼睛,那么这只巨眼的眼球直径就有500米,而负责接收光线的眼珠直径就有300米.FAST就是靠这个巨大灵活的眼珠来汇聚电磁波、观测深空.
第三,毫米精度.FAST的设计目标,是把覆盖30个 场的信号,聚集在药片大小的空间里,否则,就无法监听到宇宙中微弱的射电信号.500米的结构,处处都是头发丝般毫米级的精度要求.用来编织索网的7000多根手臂般粗细的钢缆,每一根的加工精度都被控制在1毫米以内；最终500米口径的天线精度是3毫米,每一块小面板的制造精度是1.5毫米.
最后,FAST能够冲出银河系,寻找新星,特别是快速旋转、密度极高的脉冲星,FAST还可能观察到早期宇宙的蛛丝马迹——中性氢云团的运动,掌握星系之间互动的细节,揭秘宇宙的起源和演化.类似的道理,FAST还能监听到一些太空有机分子发出的独特电磁波,搜索可能的星际通讯信号和外星生命.
FAST射电望远镜的建成使用,可以将我国空间测控能力由月球同步轨道延伸至太阳系边缘,这将为我国火星探测等深空研究奠定重要基础.
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