500米口径球面射电望远镜

title: 项目发展.
content: 国家天文台于1994年提出建造FAST项目的设想并开展预研工作。1994年4月,预研究及贵州选址工作启动。  以哈尔滨工业大学空间结构研究中心沈世钊院士、范峰教授、钱宏亮教授为首的研究团队,自2003年起全程参与FAST项目结构系统的预研、可行性研究和初步设计。  在2007年7月国家发展及改革委员会批准此一专案,哈工大作为第一合作单位,负责反射面结构系统的初步设计。  经过考察,望远镜的建设定点定在大窝凼村,村民随即搬迁;为了避开电磁破干扰,居住在望远镜半径5公里内的9,110位居民亦被搬迁。大约有500个家庭企图起诉当地政府,村民们指责政府强行拆迁、非法居留,不给予补偿。中国政府为当地居民的搬迁投入了约2.69亿美元的扶贫资金和银行贷款,而望远镜本身的建设费用仅为1.8亿美元。在2008年12月26日,在施工现场举行了奠基仪式。2011年3月25日,FAST工程正式开工建设。2012年12月31日,台址开挖主体工程竣工。2013年12月31日,FAST完成钢结构主动反射面环形支撑圈梁的制造与安装。。2014年11月30日,馈源支撑塔建成。2015年2月4日,大跨度索网安装工程完成。2015年8月2日,第一块反射面单元成功吊装。2015年11月21日,馈源舱成功起舱进入联调阶段。2016年7月3日上午,最后一个面板安装完成,FAST望远镜主体工程完成。  2016年9月25日,FAST望远镜正式开光,开始测试和调适设备。第一次观测是在主反射器没有活动的情况,以它固定的形状配置下进行,并借由地球的自转扫描天空。因为较长的波长对反射器形状误差的宽容度较大,随后的早期科学研究将在较低的频率下进行,以使主动表面达到其设计精度。校准各种仪器需要三年的时间,之后就会全面投入运行,中国进入观天时代。终极目标在寻找宇宙规律(Looking for the law of the universe)。2017年底,预计首批观测数据公布。  2017年10月10日,中国科学院宣布FAST首次新发现两颗脉冲星,其中一颗编号J1859-0131(又名FP1-FAST pulsar #1),自转周期为1.83秒,据估算距离地球1.6万光年;一颗编号J1931-01(又名FP2,随后被证实该脉冲星已于2007年被美国350 MHz 漂移巡天项目所发现),自转周期0.59秒,据估算距离地球约4100光年。这两颗脉冲星分别由FAST于2017年8月22日、25日在南天银道面通过漂移扫描发现。  2018年,“中国天眼”安装并调试了专门用于地外文明搜索的后端设备。这个功能有点像筛子的后端设备,主要就是从“中国天眼”浩如烟海的电磁信号中,筛选出有用的窄带候选信号,而把天体和人工信号排除掉。美国加州大学伯克利分校地外文明研究团队基于几十年的地外文明搜索经验,携手中国科学院国家天文台,为“中国天眼”量身开发了这套专门设备。北京师范大学天文系宇宙学与地外文明研究团组张同杰教授预计2020年9月后可以投入新观测,启动针对地外文明的搜索。  建成后超越波多黎各的阿雷西博天文台,成为世界上最大的单面口径球面射电望远镜。  最初的预算是人民币7亿元,最终的造价是人民币12亿元(1.8亿美元)。遇到的最大困难是站址位置偏远,道路通行不良,需要增加遮罩以抑制主镜像制动器的电磁干扰(radio-frequency interference,RFI)。主镜制动器的故障率是依然存在的问题。  当地政府在望远镜周围发展旅游业的努力,引起了天文学家的担心。他们担心附近的移动电话是电磁干扰的来源。估计在2017年会有1,000万游客,将迫使官员决定科学任务与旅游业的经济效应。  2020年1月11日,FAST通过验收,正式开放。
title: 科学任务.
content: FAST的网站列出了下列项目做为这架电波望远镜的科学目标:  FAST望远镜于2016年10月加入SETI的突破倾听专案,以寻找宇宙中的智慧外星通信。
title: 与阿雷西博天文台的比较.
content: FAST的基本设计与阿雷西博天文台的电波望远镜相似:两这都是在天然形成的渗穴内安装固定的反射器,反射器以穿空铝板制成,上方悬挂着有可移动的接收器。两者的有效口径也都小于主镜实体的尺寸。但是,除了大小之外,还有五个显著的差异。  首先,阿雷西博的反射盘是固定的一个球形。虽然它也悬挂在钢缆网上,下面也有支撑可以微调它的形状,但它们仅用于维护,并且是用手动操作和调整。它是一个固定的球形,并且有两个额外的反射器悬挂在上面,以修正由球面产生的球面像差。  其次,阿雷西博的接收平台固定在一个定点。为了支撑附加反射器更大的重量,主要的支撑电缆是静态的,唯一电动的部分是用于补偿热膨胀的三个抑制绞车。天线安装在平台下方的旋转臂上。这种较小的运动范围限制它只能查看天顶距19.7° 范围内的物件。  第三,阿雷西博可以接收更高的频率。组成FAST主反射器的三角形面板限制了其近似抛物面的精确度,因而限制了它可以聚焦的最短波长。阿雷西博更严格的设计使其能够将锐焦保持到3公分的波长(10GHz);FAST的限制为10公分(3GHz)。二阶位置控制的改进,或许可以将其推进至6公分(5GHz),但主反射器成为最终的限制。  第四,FAST的盘面更深,有助于更广大的视野。尽管FAST的盘面直径比阿雷西博的大64%,300米的曲率半径也比阿雷西博的大,形成的圆心弧是113°(阿雷西博是70°)。尽管阿雷西博在观察天顶时可以使用到全口径的,但典型的倾斜观测的有效口径只有(因为阿雷西博的位置接近赤道,所以可以经由地球的自转扫描到较大部分的天空而得到补偿。阿雷西博位于北纬18.35°,而FAST位于北纬约25.80°N,向北偏移了约7.5°。)  第五,阿雷西博的大型二级平台拥有几个发射器,使其成为世界上仅有的两个雷达天文学仪器之一。在NASA的资助下的行星雷达系统,使阿雷西博可以研究从水星到土星的固体物质,并对近地天体,特别是有潜在威胁天体,执行非常精密的轨道测定。阿雷西博还有几个由NSF资助研究电离层的雷达。对于FAST的小型接收平台舱而言,这些强大的发射机是太大、太重了,因此它将无法参与行星防御计划。
title: 技术细节.
content: 由主动反射面系统、馈源支撑系统、测量与控制系统、接收机与终端及观测基地等几大部分构成。主动反射面是由上万根钢索和4450个反射单元组成的球冠型索膜结构,其外形像一口巨大的锅,接收面积相当于30个标准足球场。 其创新设计方案为西安电子科技大学首提,由悬索支撑的馈源舱与馈源定位技术也源自该校。  FAST有一个固定在自然凹陷的渗穴景观(岩溶)中的主反射器,将接收到的电波聚焦在悬挂在其上方的"馈源舱"的接收天线上。主反射器用穿孔铝板制成,由悬挂在轮缘上的钢缆网支撑,  FAST的表面由4,450片每边长约的三角形组成测地线圆顶的形式。位于下方的2,225个绞车使其成为主动表面,可以拉动面板之间的接头,将柔性钢缆支架变形为与所需天空方向对齐的抛物面天线。  反射器上方是由六个高塔支撑,使用绞车伺服机构移动的一个轻型的电缆机器人"馈源舱"。接收天线安装在斯图瓦平台的下方,可以提供精细的位置控制,并补偿风运动等的干扰,使指向精度可以高达8弧秒。  在天顶角60度的最大范围内,有效的照明光圈会降低至200米,当有效且无损耗的照明光圈为300米时,角度为26.4度。  尽管反射器的直径为,但一次只能使用直径300米的圆(维持正确的抛物面形状的接收器照亮面)。  它的工作频率在70MHz至3.0GHz,此参数接近抛物面镜可以设置的精确度上限。它可以略有改进,但三角形段的大小限制了可以接收的最短波长。此范围由馈源舱下的9个接收器覆盖,1.23–1.53GHz频带是氢线周围的频率,使用澳大利亚联邦科学与工业研究组织制造的19束接收器。这是澳洲科学院和中国科学院合作的澳中天体物理研究联合会的一部分。  搜集到的大量资料将由澳大利亚伯斯国际电波天文学中心(International Center for Radio Astronomy,ICRAR)和欧洲南方天文台开发的次世代档案系统(Next Generation Archive System,NGAS)储存和维护。
title: 项目团队.
content: “中国天眼”工程的发起者及奠基人是中国科学院国家天文台研究员南仁东。自1994年起,他一直负责工程的选址、预研究、立项、可行性研究及初步设计,编订了科学目标,指导了各项关键技术的研究及试验。他在生前也担任“中国天眼”的首席科学家兼总工程师。  学院一直难以为望远镜寻找到工作人员。以它的规模,需要大量的工作人员,但因为位置偏远,很难吸引到天文学家,使得望远镜不太可能在一段时间内满载运行。由于中国几乎没有电波天文学家,他们在国际上招募工作人员,但工资不高,许多人也担心这个高规格的专案在管理上会很严格。  自2017年5月以来,学院一直在为FAST寻找合适的科学营运总监,但一直未能填补这个职缺。虽然人们普遍引用的待遇是120万美元,但这是一次性的研究补助金,而不是薪资或持续性的资助。

Summary: 500米口径球面射电望远镜(英语:Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope,简称FAST)是中国科学院国家天文台的一座射电望远镜,焦比达0.467。FAST位于贵州省平塘县克度镇大窝凼洼地,利用喀斯特洼地的地势而建。其主体工程于2011年开工,2016年落成。FAST是目前世界上最大的单一口径、填充口径(即全口径均有反射面的)射电望远镜;并且是世界上第二大的单一口径射电望远镜,仅次于俄罗斯的RATAN-600望远镜(该望远镜为环形)。

Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope: The Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope (FAST; ), nicknamed Tianyan (, lit. "Eye of the Sky/Heaven") is a radio telescope located in the Dawodang depression (), a natural basin in Pingtang County, Guizhou, southwest China. It consists of a fixed diameter dish constructed in a natural depression in the landscape. It is the world's largest filled-aperture radio telescope, and the second-largest single-dish aperture after the sparsely-filled RATAN-600 in Russia.