探索来自137亿光年外的无线信号 比亚迪王朝之旅探访了中国天眼

来源:观察者网

2017-08-04 09:20

作者:龙科多

7月30日,庆祝中国人民解放军建军90周年阅兵在内蒙古朱日和训练基地举行,这次的阅兵与以往在天安门广场举行的不同,被人称为“沙场阅兵”,通过与实战演练相结合统一的方式,展现了人民解放军的强大,展现了中国的强大。

7月30日,庆祝中国人民解放军建军90周年阅兵在位于内蒙古的朱日和训练基地举行。

阅兵当天,“驭•见强大中国--比亚迪王朝之旅"第二站如期举行,笔者跟随著名天文科普学者解仁江先生一起,从贵阳出发,深入群山,探访有"中国天眼"之称的500米口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope,简称FAST),去寻求137亿光年外的宇宙信号,探索无尽星空的奥秘。

著名天文科普学者解仁江先生为大家带来天文讲座

看过007系列电影《黄金眼》的观众可能会记得电影中的那一口“大锅”:阿雷西博天文台。这口直径350米的大锅在电影中给人留下了相当深刻的印象。在中国“天眼”建成之前,阿雷西博一直是全球最大口径的射电望远镜,其壮观的外形也是成为《黄金眼》取景地的原因之一。

与能够直接观测星象的光学天文望远镜不同,射电望远镜通过收集来自太空的各种无线电信号来进行天文观测,再根据需要把收集到的信号转换渲染成可视图像。不过射电望远镜的信号聚集原理倒是和光学反射望远镜类似,从外太空来的电磁波经过精确的镜面反射后集中到焦点的馈源上,为了能够实现同相聚焦,射电望远镜的天线基本都使用抛物面造型。

不同于人类自己发射的用于探测或是通信用的电磁信号,从外太空远道而来的电磁波信号强度都不怎么强,甚至可以说很弱。因此作为太空电磁信号接收机的射电望远镜需要有极高的灵敏度。基本的无线电原理告诉我们,要提高无线电接收设备的灵敏度,提高信噪比是至关重要的一点。

位于波多黎各的阿雷西博射电望远镜

提高信噪比最基础的,也是最有效的办法就是增加反射面口径,这也是为什么阿雷西博一开始就建设了超过300米的抛物型发射面,后来经过扩建,进一步增加到350米。

90年代初,我国科学界也提出了建设自己的大型射电望远镜的想法,从一开始设想的中外合资,到后来的中国科学院天文台自主建设,在FAST开始预研那年出生的孩子,等到FAST正式开工建设时,已经可以参加高考了。

FAST选址也是充满了波折,大口径射电望远镜的结构特点决定了这些大锅只能建设在山区里,一口天然的“锅”能够解决很多问题。因此FAST一开始的选址就选择了云南和贵州两个省份,最终出于多方面的考虑,“天眼”落户贵州平塘,利用喀斯特地貌而建。贵州得天独厚的喀斯特地貌不仅可以提供最接近FAST造型的地形,获得最小工程开挖量,丰富的地下溶洞还保证雨水可以及时通过溶洞向地下渗透。

从空中俯瞰天眼

2011年3月,“天眼”正式开工建设,经过一年多的“愚公移山”,平塘大窝凼洼地蜕变成一口规则的“锅”,满足射电望远镜抛物面的建设条件。不同天体发出的电磁波信号进入地球的角度不尽相同,为了能够向更多的方向收集电磁波信号,FAST的放射抛物面可以配合核心馈源机的移动进行变形,每一块细小的反射面都能做出位置变化,达到系统焦点要求。

“天眼”目前还处于调试状态,但是为了保证整个系统尽量少的受到电磁干扰,游客在进入“天眼”景区时都要“上缴”所有电子设备,包括手机、手表、相机。

施工中的天眼

从“天眼”观景台向下看,500米直径的金属结构抛物面蔚为壮观。解仁江直言,在未来20年内,FAST都将会是世界一流的天文设备。

“眼光决定成败,格局决定结局。”解仁江介绍:首先,中国天文研究人员前瞻性的视野和魄力,确保了FAST全球领先的规模;其次,在设计和建设过程中,FAST改变思路,采用光电机一体化技术,用轻型索支撑馈源平台,和阿雷西博300米射电望远镜500吨重量的馈源舱相比,FAST的馈源系统仅重30吨;同时在反射面上,FAST运用了自主发明的主动变形技术,科学家们用8895根钢索和4450个反射单元组成了球冠型索膜结构,通过协调控制这些钢索就能实现连续变形以跟踪天体,使其灵活性大大超越国外只能接收固定区域的射电望远镜。

“中国成为天文强国、能够不断探索到更遥远的星空,首先离不开天文科研理念、精密制造技术的创新和进步。天文探索成本高、见效慢,因此建成FAST这样的大国工程更加离不开长远的目光、不苟于眼前得失的决心。”在后续的“自强精英论坛”上,解仁江说到,“而比亚迪关注的新能源汽车领域如同FAST工程一样,没有被当前传统能源汽车的现状所束缚,而是善于研发先进技术去‘投资未来’,这样的视野非常值得点赞——FAST探索的是未知的遥远天体,比亚迪探索的是未来环保生活的万里星空。”

比亚迪汽车销售公司总经理助理杜国忠

与建设“天眼”一样,比亚迪发展新能源一样需要决心。在推动新能源汽车技术发展和普及的过程中,比亚迪遭受过不少质疑和误解。但是用新能源车改变人们的生活方式是比亚迪的长远视野和自强情怀。比亚迪汽车销售公司总经理助理杜国忠表示,比亚迪决心承担起创造绿色移动方式的责任,不为短期的市场利益所束缚,坚持以先进的新能源技术改变世界。

在比亚迪车上看阅兵

值得一提的是,30日当天的阅兵是从上午9点开始,比亚迪此次活动的发车时间,也正好是同一时间。笔者当天所乘坐的是一辆比亚迪最新款唐100新能源SUV,相比老款的唐,唐100在电池容量上进行了重大改进,充满电后可以跑出更远的纯电里程,在混动模式下电量消耗也更加均衡。

上车时,笔者正拿着手机关注阅兵直播,但是手机4.7寸的屏幕显然不能让人看的过瘾,恰巧唐100的10.1英寸安卓车载系统是开放式的,而且还有4G流量,笔者马上通过浏览器安装了直播APP,在去往“天眼”的路上,笔者就通过唐100的安卓车载系统一直关注着阅兵。看完阅兵,再看“天眼”,别有一番滋味在心头。

罗亚拉将军

当天,参加“驭•见强大中国—比亚迪王朝之旅”贵州站活动的还有一位退休解放军将军、比亚迪车主:罗亚拉。这位曾经从事电子工程研究的老军人感慨到:87年前,在江西瑞金革命根据地,被严酷封锁的人民军队用缴获的收发报机和小天线听到了外面的声音;今天,我们看到领先世界的射电望远镜,强大中国用它来探索宇宙的终极奥秘。而中国的汽车工业也是如此,从一张白纸到比亚迪王朝新能源车的领先,这就是中国从弱到强最真实的写照!

另一名车主“伯爵红茶”则表示,“很多像我一样的车主都坚信,新能源是未来,是方向,只要不忘初心,砥砺前行,一定会迎来硕果累累的那一天!我们也为加入到这场绿色环保革命而自豪!“他如是说道。

目前,“驭•见强大中国—比亚迪王朝之旅”分别造访了代表中国自主军工技术发展的核潜艇,以及蕴含“星辰大海”深远情怀和长远格局的“中国天眼”。接下来,比亚迪王朝之旅还会继续走访“创四个世界第一”的跨峡谷悬索桥、全球最长的沙漠公路等“强大中国造”工程,进一步描摹强大的中国技术,感悟中国的自强情怀。

责任编辑:刘响
比亚迪
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