【推荐】中国耗资11.5亿建中国天眼,每日花费近40万,外媒:美国被碾压了-2015国民技术多少钱
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前言
近日,在天文学发展上有卓越贡献的美国阿雷西博射电望远镜,竟被宣布废弃。消息一出,作为世上仅存的大型射电望远镜,
中国自主建造的
“中国天眼”
再次被全球所瞩目。
据网友发布的照片来看,阿雷西博,这座世界闻名的射电望远镜现在看起来,就像是一个大型垃圾场。
这座美国耗巨资2.6亿元建造的巨型望远镜
,仅使用了五十年便沦为一座
“大型垃圾场”,
不由让人为之惋惜
而在阿雷西博射电望远镜“退休”后,
探索宙外这块香饽饽更是吸引着全球注意力。
那此刻,作为世界关注中心的中国天眼,能否顶住美国抛过来的压力,向世界证明中国的力量呢?
异想天开
同是射电望远镜,
中美两座射电望远镜,
在计划阶段就显现出了巨大的差异。
在上个世纪初,
随着经济和科技的蓬勃发展,
世界各国掀起了一波无线电狂热,人类跟着电波看到了世界的更多可能性,他们逐渐并不满足于探索脚下的这颗蔚蓝星球,
而将目光投向了地外的世界。
美国作为当时的世界霸王,自然要争个世界第一的名头,
要整就整个大的,不仅要建,还要建个世界最大的家伙。
美国专家大手一挥,阿雷西博的建设计划就已经是板上钉钉了。
但因为急着争这个世界第一的名头,美国在建造阿雷西博时并没仔细选址,他们匆匆选择了个靠近赤道、整年多风暴的地方就开始建造,完全没考虑阿雷西博之后的维护、及风暴对精密仪器的损害情况,这就为阿雷西博之后多次改良、最终受损废弃埋下了大患。
之后随着亚洲四小龙经济腾飞,中国的经济水平足够支撑射电望远镜的建设,亚洲的科技研究也有了更深层次的需求,同时,
亚洲科学家们呼吁在亚洲范围内,
制造一座新一代射电望远镜用于科学研究。
上个世纪九十年代,
我国著名科学家南仁东先生
在日本参加了新一届国际无线电科学大会后,对科学家们的呼声深感认同,他觉得中国天文学可以达到更高的成就,
目前中国天文学的研究被设备拖累,在原地止步不前,
中国天文学太需要更先进的设备了。
如果中国能抓住这次机会,那么中国天文学的研究也会更深一步,甚至能够领先国际,成为世界天文学领域的领头者。
回国后,南仁东向上申请,积极筹备建设中国的射电望远镜,并把射电望远镜的直径定在了
史无前例的500米。
在当时,这一想法被普遍认为是一个不可能完成的任务,甚至是一个有些疯狂的点子。
500米直径的射电望远镜?
要知道当时最大的阿雷西博射电望远镜直径也才有305米。有人说南仁东是异想天开,也有人说他是疯了。
建设射电望远镜可不只是搭一座建筑的事儿,其中不仅是工程巨大的问题,更要包含天文学、光学、力学等学科的知识。且建设直径这么大的射电望远镜,
南仁东团队可以说是毫无前例可学,
他们没有任何现存的技术经验可以借鉴,
可以说完全是摸着石头过河。
【选址之难】
重重困难和打击之下,南仁东并不泄气,他对建设中国天眼的计划非常坚定,自从提出计划后,他便亲自踩点,
找寻建设中国天眼的适当位置。
射电望远镜建成后是一个圆弧状的结构,
外形酷似一个大锅,
这种形状肯定不适合建设在平地上,
那么就需要找一个天然的、足够大的凹坑来作为中国天眼的家。
并且,射电望远镜为了收听来自宇宙中的微弱声音,设备十分灵敏,像是手机、电视的电波传输都会对中国天眼的收听造成影响,就好比是在吵闹的教室里无法听清讲台上教师的话一样。
因此,不光是地形特殊,还要求中国天眼建成之后,周边半径五公里之内必须保持安静,不能有电波干扰的痕迹。如此严苛的条件下,要想在中国建设射电望远镜,只能往人迹罕至的地方去,而南仁东呢,二话不说便一头扎进了贵州的十万大山深处,
这一找,就是十一年。
功夫不负有心人,南仁东翻遍了贵州大山深处的每一寸土地,终于,经过十一年的实地探查和摸索,他和勘探队队员们选定了中国天眼的最佳建设地——贵州省黔南州平塘县克度镇的大窝凼。
大窝凼,为什么选择在这里架设望远镜呢?
因为是一个天然的洼地,
且大窝凼的半径五公里之内没有一个城镇,是最为理想的选址。
而让南仁东和队员们最为惊喜的,
就是大窝凼此地独有的喀斯特地貌。
这种独特的地质环境就像一个天然的漏斗,可以保证落在此地的雨水向地下渗透而不在地表淤积,大大避免了雨水对望远镜本身的腐蚀和损坏,大窝凼的喀斯特地貌能在贵州本地潮湿多雨水的天气环境下对望远镜进行天然的保护,可以说是最理想的选址了。
南仁东觉得这就是他能为中国天眼所找到的最佳选址,
当即向中科院申请,定下了大窝凼。
【困难重重】
这一项目的创立可谓是艰难重重,
由于没有开发商看好这个项目,一直到两年后,中国天眼建设计划才完成招标工作,而就在建设即将开始时,有更大的困难立在了建设人员的面前。
中国天眼是史无前例的500米直径射电望远镜,
建设它所运用的新技术自然也是世界首例。
吸取了阿雷西博望远镜的三座支撑钢索铁塔倒塌的经验,各方工作人员拿出多个方案用在中国天眼的建设上。在多次开会讨论后,他们决定挑战自己,用还未实现过的技术来建造中国天眼。
科学家们在中国天眼的凹形底部
,
用千万条钢柱、钢索和牵引器编织成一张紧密的钢铁蜘蛛网,
这张网的名字是主动反射面索网,它和接收机一起,构成了中国天眼能更好探索宇宙的关键之一。
主动反射面索网,正如他的名字一般,
是实现中国天眼反射面主动变位功能的关键,
这项技术可以通过改变反射角度、移动接收位置,从而大幅度提升中国天眼的电波射程和覆盖范围,
能接收到更为广阔宇宙里的微弱信号。
如果这项技术能顺利建成并投入运用,就能有效观测宇宙中不同星系的微弱信号,将为中国天眼带来更敏感的观测度和数据接收力度,让中国天眼一举超过和它同类的产品,
成为实打实的国际第一。
而这非凡大网的编织也不是一日能成,在将它正式运用在中国天眼上前,科学家们需要它在实验室中经受千万次的预设和实验,以求不出岔子。
而在实验中,科学家发现,大网在工作中需要常常变化角度,这就需要编织大网的钢索进行频繁的伸缩运动,而每根钢索在频繁拉扯下要竟承受
超过国家标准2.5倍的疲劳应力!
这一发现让科学家无比震惊,
市面上的钢索没有一条能符合这一要求!
科学家们只好将之前的问题暂且放下,专心钻研钢索的问题。毕竟如果有一条钢索在使用中断裂,中国天眼就会得到错误的实验结果,
那也就意味着中国天眼的失败。
困难面前更要迎头而上,这是中国科研团队不服输的精神。科学家们奔赴中国各地的钢索厂,并与铁道部的专家、新材料实验室的专员联手合作,开发并试验符合需求的钢索。
多个团队共同努力齐手并进,为了中国天眼计划新的进展,更是为了中国未来的发展,
他们势必要将眼前的难题一一攻坚。
终于,
功夫不负有心人,在2011年,
新的高抗疲劳拉索技术在众多人的努力下研发成功。符合中国天眼运行要求的钢索也一批批被运进贵州腹地的大窝凼,同年
,中国天眼终于正式动工兴建。
大批科研人员投入到这个项目之中,他们废寝忘食,夜以继日,终于在2016年的9月25日,将中国天眼完全建成。
相较于它多灾多难的前辈阿雷西博,中国天眼的选址更为安全,没有一座台风能深入贵州的十万大山腹地。中国天眼的运行也不需要笨重的铁塔支撑,它的建造技术更为成熟,
运行更为轻巧,是中国科技人精密技术和奇思妙想的优秀结合。
【观测成果】
中国天眼的建设总花费11.5亿人民币,
建成之后更是24小时投入运行,一天下来仅是运行就要花掉将近40万元。那么这座大山深处的凤巢,又带来了什么成果呢?
自中国天眼落成并投入建设至今,
中国科学家已通过它发现脉冲星760余颗,
这个数量刷新了有史以来的观测记录,是同一时期国际上所有射电望远镜发现脉冲星总数的5倍以上。
同时中国科学家通过中国天眼的观测记录,新发现了宇宙中最大的原子气体结构,这一成果,震惊国际天文界,
已在国际最权威的科学杂志《自然》上发表。
科学家更是惊喜地发现,中国天眼能够观测到远离星系中心的稀薄弥散原子气体所发出的弱辐射,这更是天文学和天体观测领域中一个重大的突破。
宇宙中所有天体的起源都离不开原子气体,
星系的主要演变过程就是不断从宇宙中吸取原子气体,并在吸取中将其转化为恒星,这为研究宇宙中天体的起源打开了一个崭新的突破口。
受技术限制,我们的科学家很难通过现有理论解释天体的形成规律,而中国天眼所呈现的这项观测成果,
为研究宇宙中天体的起源有了极大的突破。
而在中国天眼所取得的诸多科学成果中,最近的一项,便是在观测快速射电暴上。
在天外的宇宙中,常常出现猛烈而短暂的能量爆发,
它的持续时间很短,只有几毫秒
,但能爆发出相当于地球所有核发电厂一起工作上亿年的巨大能量,这就是快速射电暴,是科学家们新进研究的宠儿。
直至今日,因观测水平限制,科学家们对快速射电暴的观测记录较少,
对它的起源、周边环境、远离机制等更是摸不着头脑。
但新近建成的中国天眼恰能完成这项任务,近日,中国科学家利用中国天眼对位于银河系外的一个快速射电暴进行了长久且稳定的观测,得到了重要的观测样本,对快速射电暴这一宇宙现象有了重大的研究发现,
相信不久,它将不再是难以攻克的难题。
结语
中国天眼在世界面前证明了自己,
全球的优秀科学家深入贵州腹地,
同时从世界各地向中国天眼递交的观测申请更是胜不胜数,
科学家之间为了一段观测时间的竞争也是相当激烈,
中国天眼,
已经开始初现光芒。
美国耗费巨资,
将阿雷西博在多方敷衍下被匆匆建设起来
,仅仅投入使用五十年就出现大大小小的致命问题,最终被废弃,拿美国国民的钱丢水里听个响。
美国专家无视阿雷西博对于人类探索宇宙的重要性和标志性,在判断阿雷西博的维修成本过大后就果断将其废弃,
卸磨杀驴也不过如此了!
中国天眼由我国自主建成之后,作为目前世界上最大、最灵敏的射电望远镜,取得了多项成果。它也通过诸多的成果证明了自己的能力,
彰显了中国的优秀科技水准。
它投入使用还不到五年,已经用中国在国际天文学界取得的重大突破,
展现了中国的科技实力。未来,中国天眼必将取得更新的发展,走得更高,看得更远,带领人类探索太空,让我们拭目以待!