世界最大的单天线:

500米口径球反射面射电望远镜(FAST)

           项目科学意义及内容

 FAST500米口径球反射面射电望远镜,台址选定在贵州南部的喀斯特洼地。

 在工程技术方面,FAST方案集成了目前几乎所有可能的先进技术思想,提出了创新性的主动反射面及光机电一体化馈源支撑方案。FAST望远镜的接收面积将比现有和计划中的世界最大全可动单天线望远镜提高近一个量级, 成为世界上最大的射电望远镜。它必将在以下六方面实现科学和技术的重大突破:观测中性氢线及其他厘米波段谱线,开展从宇宙起源到星际物质结构的探讨;对暗弱脉冲星及其他暗弱射电源的搜索;作为地面及空间甚长基线干涉VLBI的一个巨大单元;高效率开展对地外理性生命的搜索;为我国自己的深空探测计划提供一个高灵敏度、高分辨率的地面跟踪与遥控基地;发展为新的巨型射电望远镜的模式。国际上在上述领域中的一些重大发现,曾导致5项诺贝尔奖的产生(近30年来天文学共获7项诺贝尔奖)。

      FAST的建成,还将作为LT(即目前的SKA1993年由包括中国在内的10国射电天文学家联合倡议、筹划建造接收面积为1平方公里的巨型射电望远镜,耗资约10亿美元)的先导单元,强有力地说服国际天文界最终将SKA定位于中国。若将FAST建在贵州,无疑会对我国西南贫困山区的经济发展和社会繁荣产生不可估量的影响,为国家西部开战略贡献力量。 

二、FAST总体性能

FASTArecibo型天线的重要创新在于主反射面面板的主动性,以此实现望远镜的宽频带和全偏振能力;馈源及其支撑系统的简化,使FAST对天体和航天器的跟踪范围得到大大的扩充。望远镜有如下总体性能:

l          台址:经度 ~106°E,纬度 ~26°N,海拔 ~1000 m

l          反射面口径:~500 m,球冠开口 ~120°,球面曲率半径 ~300 m

l          有效照明口径:~300 m

l          最大天顶角:50°

l          工作频率(GHz):0.3~1.72, 2.15~2.35, 2.8~3.3, 4.5~5.1, (5.7~6.7, 8.0~8.8)

l          指向跟踪精度:4角秒

三、           项目研究状况

 1994年开始,以北京天文台为核心,包括中科院、国家教育部、原电子工业部、航天工业总公司、贵州省等22个相关单位组成了LTSKA)中国推进委员会,于1997年提出FAST方案并对主动球反射面设计、馈源及馈源支撑、天线总电气性能以及电磁兼容性等问题进行了深入研究。FAST项目预研究已于19993月作为“创新工程重大项目”得到中国科学院及科技部经费支持。

    利用遥感技术在黔南发现的为数众多的喀斯特洼地群及良好的电波环境,为FAST提供了适宜的台址。至2000年8月,FAST项目已在七次大型国际会议上作特邀报告。美国《Science》杂志1995、1998年两次报导FAST进展(含一次专访);SKA已成为国际经合组织(OECD)大科学论坛正在协调的大型射电天文计划。1999年10月,我们应邀加入了主要由射电天文强国(美、欧、澳、加等)组建的ISSC(国际SKA操作委员会),ISSC的成立标志着SKA进入实质性运作阶段。

     FAST/SKA将是世界上最大的望远镜。自该计划的提出已历时7年,FAST步履艰辛但日臻成熟。今年8月在英国展开的国际天文学联合会第26届大会(即IAU 26th GA)上,SKA五种具体方案中,FAST名列榜首。据不完全统计,五年来发表FAST项目相关研究论文148篇,其中SCI论文35篇、EI论文8篇。FAST项目组曾于1995、1999年在贵州主办两次国际会议,与荷兰、英国、德国、澳大利亚、加拿大、美国、印度、瑞典、俄罗斯、乌克兰、波兰、日本等国的一些研究所建立和发展了广泛的国际合作。除与前6国签订了六国八所FAST/SKA国际合作备忘录外,还与荷兰、英国、瑞典有双边合作备忘录。FAST各团组的学术带头人都是具有教授(研究员)职称的中青年人。目前在FAST预研究领域攻读硕士、博士学位的有30余人,博士后7人。FAST项目的进展已吸引了众多国内外优秀人才,形成了良好的人才梯队。FAST建造周期约6年,投资约5亿人民币。

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