中国天眼:8年探索与创新,不断拓展人类观天极限的全景回顾

   日期:2024-12-16     来源:网络整理    作者:二手钢材网    浏览:209    评论:0    
核心提示:中国科学院国家天文台副台长,“中国天眼”运行和发展中心主任、总工程师姜鹏说:“‘中国天眼’不仅为我们提供了探测宇宙深处的强大工具,而且在基础科学研究中产生了深远影响。巡天探宇,观测星空。”从事观测任务制定工作,“中国天眼”运行和发展中心测控工程师孙纯对此感受深刻。

这是9月25日拍摄的“中国天眼”全景(无人机照片,维修时拍摄)。新华社资料图

在贵州省平塘县克都镇大窝荡,崇山峻岭之中,“中国天眼”仰望苍穹,将人类的“视界”延伸至数百亿光年之外。

2016年9月,在“中国天眼”建成开放之际,习近平总书记发来贺信指出:“它的建成开放对于我国在前沿领域实现重大原创性突破具有重要意义”科学发展,加快创新驱动发展。” “高层管理好、运行好这一重大科学基础设施,早出成果、多出成果、出好成果、出大成果。”

今年是“中国天眼”建成运营八周年。 8年多来,“中国天眼”团队发扬开拓进取、攀登新高度的精神,秉承团结奋进、协同攻关的作风。它不断创新,成果频出,不断拓展人类观测天空的极限。

不断拓展人类对宇宙认识的边界

_星空观测与探索_星空探测仪

经过快速巡天,不到5分钟,“中国天眼”就发现了一颗轨道周期只有53分钟的双星系统中的脉冲星——这是我国发现的轨道周期最短的脉冲星双星系统。人类。

每颗脉冲星都有自己特殊的脉冲和稳定的旋转频率。它们相当于宇宙中具有独特信号标记的“灯塔”,可以为人类探索浩瀚宇宙提供“导航”。作为世界上灵敏度最高的单口径射电望远镜,“中国天眼”自投入运行以来已发现了1000多颗新脉冲星,超过了同期国外其他望远镜发现的脉冲星总数。

“从人类发现第一颗脉冲星到中国天眼发现第一颗脉冲星,半个世纪以来,全球发现的脉冲星不到3000颗。”中国科学院国家天文台研究员、“中国天眼”运行发展中心首席科学家朱巍巍表示,“我们正在拓展人类认识宇宙的边界。”

近年来,“中国天眼”不断取得重要发现:首次在射电波段观测到黑洞“脉冲”、探测到纳赫兹引力波存在的关键证据、首次在射电波段观测到黑洞“脉冲”、探测到纳赫兹引力波存在的关键证据、世界上最大的中性氢星系样本被发现并构建...

中国科学院国家天文台副台长、“中国天眼”运行发展中心主任兼总工程师姜鹏表示:“‘中国天眼’不仅为我们提供了强大的工具探测宇宙深处,也产生了重要的基础科学研究成果,帮助我们探索宇宙的起源、演化和结构,为认识前沿提供了重要的观测数据支持。宇宙中的科学问题。”

星空观测与探索__星空探测仪

德国马克斯·普朗克射电天文研究所天文学家劳拉·斯皮特勒预测,到2030年代,“中国天眼”将为人类研究超大质量黑洞碰撞等前沿天文研究积累大量数据。 。

“随着运维智能化水平的提升,‘中国天眼’的运行效率将进一步提升,这将有助于我们更快地积累更多观测数据,我们有信心做出更多重要发现。”江鹏说道。

凝聚中国智慧、中国创造

观测天空、探索宇宙、观察星星。 “中国天眼”不断创新、探索。从选址、建设到调试运营,“中国天眼”的每一个环节、每一个板块、每一个部件都凝聚着中国智慧、中国创造。

2011年3月,“中国天眼”建设正式启动。与世界上现有的单口径射电望远镜不同,“中国天眼”的“视网膜”——球状反射面,是由6670根钢索组成的索网。其结构是世界上跨度最大、精度最高、工作方式最特殊的。要实现反射面的变形,对抗疲劳性能的要求极高。

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两年来,姜鹏在“天眼之父”南仁东的指导下,带领团队进行了大规模的电缆疲劳试验。经过近百次失败后,我们不断从无数线索中寻找解决问题的关键,最终攻克了超高强度、反复抗拉钢索的难题。我们首创了第一个主动变形反射面,使望远镜能够覆盖40度的天顶角,并成功支撑了它。 “中国天眼”的“视网膜”。

要让中国天眼看得更远、更清晰,调试工作至关重要。

“与传统望远镜相比,‘中国天眼’系统结构复杂得多,更容易出现设备故障。”姜鹏说。为此,调试团队基于力学仿真系统,开发了“中国天眼”反光面的实时安全评估系统和开环控制系统,实现了反光面的数字孪生,使“中国天眼”反光面的“ “中国天眼”可全天候运行。

“我们不需要实时测量反射面的表面形状。哪个执行器坏了、哪个节点工作不正常都可以在安全评估系统软件中显示出来,并模拟对观测的影响。一旦超出安全范围,就会自动发出警报。 ”中国科学院国家天文台副研究员李辉说。

创新没有捷径,唯一的出路就是勇敢攀登。在稳定运行、提升性能的同时,“中国天眼”的巡天效率也将实现数量级的提升,为解决我国射电天文领域的核心技术问题做出更大的贡献。

星空观测与探索_星空探测仪_

为国际科学界提供重要平台

低噪声放大器是“中国天眼”接收机的核心部件,此前该接收机采用进口。

为了将关键技术掌握在自己手中,中国科学院国家天文台高级工程师柴晓明团队花费近两年时间,自主研发了高性能国产低噪声放大器。今年9月,这款国产低噪声放大器正式出口巴西,标志着我国自主研发的射电望远镜核心部件首次出口海外。

事实上,在建设阶段,“中国天眼”已向全球工程界贡献了中国在大型科学工程方面的经验:由六根钢缆控制的30吨馈源舱,可在100米高度实时运行。 140米,规模206米以内。定位;超高抗疲劳钢索在200万次循环载荷条件下应力幅可达到,这在世界上是前所未有的。

“中国天眼”还为国际科学界提供了重要平台,促进国内外科学家的交流与合作。

星空探测仪_星空观测与探索_

2021年3月31日,“中国天眼”正式向全球科学界开放。

“随着开放,世界各地天文学家的项目申请越来越多,‘中国天眼’的观测任务也越来越满。”参与观测任务制定的“中国天眼”运行开发中心测控工程师孙淳对此深有感触。

截至目前,“中国天眼”已帮助美国、荷兰、澳大利亚等15个国家的研究团队进行了900多个小时的观测,涉及科学目标漂移扫描巡天、中性氢星系巡天、银河系偏振巡天等、脉冲星授时、快速射电爆发观测等诸多领域。

英国天文学家拉斐尔·伊维表示,“中国天眼”持续向全球科学界开放,世界各地的科学家都可以根据自己的研究计划申请使用这一开创性仪器,这意味着天文学家可以开展之前进行的研究由于望远镜不够灵敏而无法进行实验。

凝视星星并继续观察天空。 “中国天眼”持续贡献中国智慧,为人类终极宇宙观提供中国方案。

 
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