2025年秋季开学,统编八年级语文教材迎来了一篇令人瞩目的新增课文——《天上有颗“南仁东星”》。
“天眼之父”——南仁东
南仁东是我国著名的天文学家,也是“中国天眼”(FAST)的首席科学家兼总工程师,自1994年起,他就一直负责FAST的选址、预研究、立项、可行性研究及初步设计,用22年组织建造了全世界最大、最灵敏的单口径射电望远镜。
如今,国际天文学联合会用 “南仁东星” 为他命名,而他与团队亲手打造的那台 “超级天眼”,正日夜捕捉着宇宙的秘密。
FAST选址期间的南仁东 图源:中国科学院网站
让我们顺着课本里的这束星光,去好好认识这位 “宇宙观察者”——“中国天眼” FAST,看看它究竟藏着多少震撼人心的科学密码!
问:天眼遇上下雨天,能装多少水?
答:天眼的反射面板上有很多小孔,雨水能够从中流下,另外,这些小孔还能透光。有了阳光雨露的滋养,一点儿也不影响“大锅”下面的植物茁壮生长。因为反射面板十分光滑,雨雪带来水分还能起到清洁作用,让这口“大锅”始终干净如新。
问:冰雹会不会把天眼砸坏?
答:中国天眼的主反射面面板大约只有1.5毫米,大一点儿的冰雹确实会砸坏面板。所以,天眼团队专门建立了小气象站,可以预报局部天气,并配备了人工防雹设施和装置,确保天眼安全。
问:天眼寿命有多长?
答:中国天眼的设计寿命是30年。不过,世界主要的射电望远镜大多可以超期服役。设计寿命到期后,经过一系列升级改造,中国天眼还可以继续使用。
“中国天眼”的设计玄机
馈源舱
如果把这口“大锅”比作天眼的眼眶,那馈源舱就是天眼的眼珠。馈源是天眼用来接收信号的装置,而安放它的舱体就叫馈源舱,足有30吨重。就像我们的眼珠可以在眼眶里转动一样,馈源舱的位置和姿态也可以变化。这样它就能始终对准信号源啦!
正在保养的馈源舱
馈源支撑塔
这些依山而建的钢塔一共有6座,通过固定的钢索支撑起了馈源舱。
这些塔基根据地形采用长短腿的结构,均匀分布在圈梁外侧。馈源舱在工作的时候其实是悬空的,而在休息的时候会停在“大锅”中间的停靠平台。
圈梁
圈梁是主反射面的支撑结构。它们构成了天眼的钢铁骨架。它看上去细细的,其实宽度有11米,相当于3~4条汽车道的宽度。圈梁中还设计了便道,供安装和维修者使用。一般情况下,人们绕着这里走1圈需要用半个多小时。
反射面面板
这口“大锅”的锅底其实并不是一个整体,而是由4450块反射面板组成,这可是天眼的核心技术之一。这些面板大部分是三角形的,每一块都装有调节装置,可以调整角度,能让天眼更好地工作。
最后一块反射面板安装
索网
反射面板可不是“飞”在“大锅”中间,而是靠特制钢索编织成的索网“兜”起来的。这个索网很智能,每一根索单元都由计算机精心计算、精准控制。
“中国天眼”用来看什么?
中国天眼是一架望远镜,是地球望向宇宙的一只“巨眼”。它承担着许多了不起的工作,比如探寻宇宙的起源和演化、跟踪观测宇宙中的目标、搜索地外文明等。在它众多的任务中,搜索脉冲星(一种天体,可以为人类未来的宇宙航行提供路标)最为人们所熟知。
自2016年以来,“中国天眼”FAST发现脉冲星数量已突破1000颗,超过同一时期国际其他望远镜发现脉冲星数量的总和。
“中国天眼”发现的1000余颗脉冲星中,包括大量毫秒脉冲星和脉冲星双星,丰富了脉冲星的种类和数量,对于理解脉冲星的形成和演化具有重要意义。
作为当今世界最大、最灵敏的单口径射电望远镜,FAST如今每天观测时长接近24小时,每年总观测时长超过5300小时,持续不断地为科学家提供宝贵的数据。
看到这里,小朋友们对“中国天眼”是不是有了更深刻的了解呢?
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《探秘中国天眼》一文载于《中国少年报》