中国天眼是中国科学院国家天文台的射电望远镜,位于中国贵州省,主体项目于2011年开工建设,2016年竣工,2020年正式投运; 它是目前世界上最大的具有填充孔径(所有孔径均具有反射表面)的射电望远镜。
中国的天眼是一种500米口径射电望远镜,它与我们生活中经常看到的光学望远镜不同,光学望远镜通过可见光观察宇宙,射电望远镜通过接收宇宙中不可见的无线电波来观察宇宙。
可见光和无线电是两种不同的电磁波,可见光是人眼可以感知的电磁波,它的波长较短,能够被大气中的氧气和水蒸气吸收,所以它只能在大气中传播。 可见光是我们日常生活中最常见的光,我们通过眼睛感知和观察周围的事物。
无线电波是一种波长较长的电磁波,能够穿透大气层并在太空中传播。 无线电波可以通过天线接收和传输,用于通信、广播、雷达和天文观测等领域。 通过无线电波,我们可以发送和接收信息,探测和研究宇宙中的无线电信号。
可见光和无线电波在应用和观测中各有特点和优势。 可见光窗是人类观测宇宙的主要手段,通过可见光望远镜可以观测到星系、恒星、行星、星云等天体。 无线电窗口可以穿透遮挡,观察被可见光遮挡的物体,如尘埃云、星际气体等。 通过无线电波的频率和波长,我们可以研究天体的物理性质、结构和演化,探索宇宙的奥秘。
中国天眼的组成包括几个部分,包括主动反射器系统、馈电支持系统、测控系统、接收器和终端以及观测基地。
它是中国天眼的核心部分,由数万根钢缆和4450个反射单元组成。 它类似于一个巨大的锅,有一个相当于 30 个标准足球场的接待区。
主动反射面的表面由4,450个三角形片组成,每边长约11米,形成测地圆顶的形式。 在下面有 2,225 个绞盘,可以调整面板之间的接头,以便将柔性电缆支架变形为与所需天空方向对齐的抛物面天线。
主反射器固定在天然洼地的喀斯特地形中,并将接收到的无线电波聚焦在其上方 140 米处的无线电波上"饲料舱"在接收天线上。 主反射器由穿孔铝板制成,由悬挂在轮缘上的钢缆网支撑。
在主反射器上方,有六座高塔支撑着一个轻型电缆机器人"饲料舱"。接收天线安装在 Stuva 平台下方,可提供精细的位置控制并补偿风运动等干扰,从而实现高达 8 角秒的指向精度。
馈电模块简单易懂:中国天眼的主体结构是一个巨大的抛物面反射器,直径为500米,由约4,400块可调节的铝板组成。 这种抛物面反射器的形状和曲率经过精确设计,可将无线电波聚焦到接收器的焦点位置。 在焦点处,有一个高度灵敏的接收器,用于接收和记录来自天体的无线电信号。
其基本原理是利用抛物面反射原理收集天体发出的无线电波信号,用于射电天文观测。
中国天眼的大反射面使其能够接收更多的无线电信号,从而提高了探测的灵敏度和分辨率。 它可以探测到更暗、更远的天体,帮助科学家研究宇宙中的各种现象,如脉冲星、星系、星系等。
2024年2月23日,贵州省500米口径球面射电望远镜FAST继续观测天空。 凭借望远镜的超高灵敏度,FAST观测到的脉冲星数量已达到883颗,是国外望远镜运行以来同期观测到的同类望远镜数量的三倍多。