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基建狂魔又要幹1件前無古人後無來者的事,再造5口500米大鍋

簡介所以,如果就靈敏度上來說,中國貴州這個500米大鍋是世界第一,但是口徑和射電望遠鏡陣列的幾千公里相比,還有很大差距

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射電望遠鏡有一個向下凹的拋物面天線、或者球面天線,跟炒菜鍋形狀一樣,所以俗稱是大鍋。

中國有一個世界上最大的鍋,位於貴州平塘縣的500米球面射電天文望遠鏡,英文全稱Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope,簡稱FAST。

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當然,射電望遠鏡這個鍋和普通家用炒菜的鍋還是有點區別的,炒菜的鍋要防止湯湯水水漏下去,所以鍋上面不能有孔,但是射電望遠鏡的鍋上面是可以有孔的。

只要孔的直徑大於需要聚焦的電磁波波長就可以了,只要波不會穿過孔漏到下面,對於波來說,這口鍋就是絕對是密封的。

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在FAST建成之前,世界上最大的鍋是位於波多黎各的阿雷西博射電望遠鏡,它也是利用一個凹陷的山口建成的,但是它的直徑只有305米。

雖然FAST的口徑是世界上最大的,但是它發揮的作用並沒有達到和它的口徑那麼大的效果,因為射電望遠鏡現在的發展方向是射電望遠鏡陣列。

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所謂的射電望遠鏡陣列,就是把分佈於遙遠距離的射電望遠鏡透過計算機網路聯絡在一起,透過計算機的處理以後,射電望遠鏡口徑可以相當於幾千公里。

望遠鏡對於天體的觀測有兩個重要指標,一個是靈敏度,還有一個是解析度。

靈敏度和望遠鏡的接收陣面大小有關係,解析度和望遠鏡的口徑有關係。

所以,如果就靈敏度上來說,中國貴州這個500米大鍋是世界第一,但是口徑和射電望遠鏡陣列的幾千公里相比,還有很大差距。

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2019年人類拍攝的第1個黑洞照片~M87黑洞,就是由射電望遠鏡陣列拍攝的。射電望遠鏡分別分佈於美國、智利、墨西哥、南極、格陵蘭島和法國,這個望遠鏡陣列被稱為事件視界望遠鏡,它的口徑接近地球直徑。

所以觀察M87黑洞的時候,我們國家的500米口徑射電望遠鏡實際上是沒有發揮什麼重要作用。

假如用貴州大鍋去觀察M87黑洞,沒有辦法分辨出黑洞的形狀、周圍吸積盤等細節。

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為了充分發揮500米口徑射電望遠鏡的作用,只能建設射電望遠鏡陣列。

中國科學院院士武向平最近表示要另外再造5口500米口徑的射電望遠鏡,和原來的貴州大鍋FAST形成組合,形成陣列。

中國號稱基建狂魔,建設的工程又好又快,而且還便宜,再建5口鍋總預算為60億元,這個價格國外是拿不下來的。

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而且建造這種基礎設施會消耗國內過量的建材和鋼材,拉動GDP。

從最合理的佈置方式上來說,射電望遠鏡的陣列最好是呈十字形,也就是中間一口大鍋,然後在地球的半徑處各放置4口大鍋。

為什麼要再造5個大鍋呢?可能是適合建設500米口徑望遠鏡的位置不太好選,所以增加了一個。

如果這6口大鍋同時啟用,整個接收陣面積已經超過了直徑1公里的射電望遠鏡,既有很高靈敏度又有很高解析度,領先世界50年。

我們這裡講的解析度是指角解析度。因為望遠鏡沒有辦法看到物體的遠近,只能看到物體的視張角,就比如說一個人如果近視眼的話,能夠看到1公里處1千米高的山脈,那麼視張角就是45度,如果10公里外的山要被看到,那麼這山要高10公里。

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月亮和太陽看起來一樣大小,實際上它們直徑相差了220萬倍,但是觀察它們的視張角是相同的,所以看起來會一樣大。

基本上望遠鏡的角解析度每增加一倍,探測距離就會增加一倍。

所以另外5口鍋一定要建,否則貴州這口鍋時間一長就會被廢了。

射電望遠鏡陣列除了能夠定位宇宙空間中的射線源以外,還能夠進行深空測控 也就是說它可以作為雷達使用。

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日本曾經發射過一個到外太空小行星上取樣並且返回的衛星,叫做隼鳥號。

很多人都覺得日本這個技術非常先進,因為它飛得很遠,而且定位很精確,其實這個跟日本沒有關係,主要是西方的測控體系遍佈世界各地。

因為我們國家以前沒有海外殖民地,所以我們國家分佈在全世界各地的測控點相對比較少,有的時候必須租用別人的測控站。一個測控站,實際上就是一口大鍋。

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我國現在最遠的深空探測計劃是到火星。如果要超過火星到木星、土星去探測,必須要建立自己的深空測控網。

從理論上來說如果有可能的話,要建成的這5口鍋之間的距離分佈越遠越好。但是地球上相隔最遠也就是一個地球的直徑,如果能夠在月球上建一口大鍋,那麼解析度比分佈在地球兩端的鍋要提升35倍,比現在的單口鍋解析度提升76萬倍。

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而且月球上建鍋有一個巨大優勢,可以利用那裡的天然地形~環形山,環形山的規模動則幾公里,可建的鍋也會很大。

不管是從對深空觀測的角度,還是作為外太空基地,月球都是必須被征服的。

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