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世界最大射电望远镜在贵州吊装馈源舱成功

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世界最大射电望远镜在贵州吊装馈源舱成功

发布日期:2016-07-25 00:00 来源:http://www.thermalunderware.cn 点击:

                             世界最大射电望远镜在贵州吊装馈源舱成功


撰文/本报记者 许琦敏


    本月21日,世界最大的射电望远镜FAST(500米口径球面射电望远镜)吊装馈源舱成功。消息传出,贵州山区原本无比静谧的一处峰丛洼地再次为世人所关注。


     那是位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县克度镇金科村大窝凼洼地,东北距平塘县城约85公里,西南距罗甸县城约45公里,地理坐标为东经106°50′55″~106°52′02″,北纬25°38′48″~25°39′36″。大窝凼是喀斯特地貌所特有的漏斗天坑——它就像一个天然的“巨碗”,刚好盛起FAST如30个足球场面积的巨型反射面。自2011年3月25日开工,如今这个巨大的峰丛洼地已被支撑FAST反射面的巨大索网所覆盖,4450个反射面单元正在逐一安装。

     然而,贵州吊装工程重大节点带来的关注只是一瞬间的热闹,全球首屈一指的“观天巨眼”最需要的是静谧,以捕捉来自宇宙最深处的蛛丝马迹。当初,国家天文台选中大窝凼,正因为它是人迹罕至的澄净之地:大窝凼附近5公里半径之内没有一个乡镇,25公里半径之内只有一个县城,无线电环境理想。就在FAST馈源舱吊装之际,记者来到大窝凼,记录这个“观天巨眼”建造过程中的点点滴滴。“巨碗”犹如蝉翼轻盈从空中俯瞰,FAST洁白而巨大的身影,在一片浓绿的喀斯特峰丛中显得庄重典雅。不过,当记者沿着羊肠小道盘旋走下洼地,走到FAST反射面板之下,却突然发现,原来这个庞然大物居然如此轻盈灵动:铝合金的反射面板上布满网眼,使其透光率高达50%,透过面板望向天空,好似隔着轻纱。

     是的,这正是FAST令人神往处之一。这个巨大的球面由4450个反射面单元组成,每个单元都是一个边长约11米的非等边三角形,一共有183种。而每个单元都由100片边长1米左右的铝合金小三角形组成。工地上专门整出一方平地,用来组装反射面板。小三角形被安装在铝合金的背面支架上。不过,为了让反射面板能组成球面,每个螺丝的松紧程度都有讲究。技术人员会用特别设计的摄影测量方法,对每块拼装好的面板进行“测量”,组装工人会被要求“那个螺丝再拧松两圈”、“这个再紧五圈”……确保安装上望远镜后,反射面单元最终能形成一个球面。组装工人分成两班,白班从早上8点到下午5点,晚班从晚上7点到12点。每天清晨,晚班组装好的反射面单元经检测合格后,就会由转运机车送到缆索吊旁,由缆索吊将面板垂放到指定地方——每个面板单元都经过计算机精确计算,有自己的特定位置。面板垂到指定位置后,工人已在那里等候。他们一组四人,小心翼翼地将面板从缆索吊上接下,再将它安装在索网上。安装一片大概需要30至40分钟。如果天气条件好,一天可以安装20多片。每个索网的节点连着6个反射面板单元,节点由一根柔性的钢索连到促动器上。整个FAST共有2000多个促动器,它们如同神经末梢,与20多个测量基墩、6个馈源支撑塔一起,听从来自中央控制室的指挥,让反射面板调节到合适的角度,由球面变形成300米口径的抛物面,并不断跟踪需要观测的天体,完成连续不断的变形。


防渗难题各个击破

     当初选址大窝凼,科学家确实煞费苦心,这里不仅具有一个天然的洼地可以架设望远镜,而且喀斯特地质条件可以保障雨水向地下渗透,而不在表面淤积,这样就不容易腐蚀和损坏望远镜。反射面板上的网眼也可及时让雨水从望远镜上流走。

      出乎意料的是,在施工过程中,原先地面的渗透缝隙被破坏了。为了确保雨水排除,工程人员建造了很多引流雨水的沟渠,并在洼地最底部开凿了一条3米宽、4米高的排水隧道,将积水引到另一个洼地中。不过,即便及时将积水排除,由于贵州气候比较温暖,降水又多,山区天气阴晴不定,而FAST全身都是亮闪闪的金属,不是铝合金就是钢结构,防腐蚀任务艰巨。铝合金的反射面板在出厂前就经过氧化处理,钢结构的圈梁更是刷上4层漆,来抵抗温热潮湿的侵袭。但工程负责人表示,在后续维护中,他们仍然会不断巡查,最多隔5年就要重新刷漆防腐。

   事实上,由反射面板组成的“巨碗”被架在一个巨大的柔性钢索大网上,并没有紧贴地面。在这空隙中,各种生命力旺盛的野草、灌木都会肆意生长。当这些植物长得太高,触及反射面板时,就必须被割掉,否则会影响观测。除了冬季,几乎每一两周,洼地里的植物就会被“修理”。那为何不直接洒除草剂,一灭了之?原来,喀斯特地貌极易水土流失,还需要靠这些植物的根系牢牢抓住那为数不多的土壤。


文章来源:文汇报


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