中國天眼介紹
目前,我國500m口徑球面射電望遠鏡(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope,簡稱FAST)已經(jīng)開始正式投入運營。它的成功使我國一舉成為具有世界最大單口徑、最靈敏射電望遠鏡的國家。中國天眼的存在,使得深空通訊能力延伸至太陽系外緣行星,對探索宇宙的起源和地外文明具有重要意義。
中國天眼對宇宙和地外文明探索方面的作用已經(jīng)被大家所熟知,并被廣泛認同。
據(jù)介紹,平塘500米口徑球面射電望遠鏡系統(tǒng)工程已經(jīng)成為世界最大的射電望遠鏡。對于射電望遠鏡,很多人認為它只是一種天文學(xué)研究的設(shè)施,殊不知,在冷戰(zhàn)期間,射電望遠鏡曾經(jīng)被廣泛用于軍事用途。 射電望遠鏡中國領(lǐng)先全球 與直接成像的光學(xué)天文望遠鏡不同,射電望遠鏡的原理是用外形像碟狀的天線,接收無線電波來確定航天器的位置和軌道。因此這個射電望遠鏡的口徑越大,它的探測范圍越遠,也就是“視力”越好,能接收遙遠天體發(fā)出的微弱電磁波信號。 阿雷希波射電望遠鏡是目前世界上最大的單面口徑射電望遠鏡,口徑300米,但在貴州的500米口徑射電望遠鏡FAST建成之后,阿雷希波射電望遠鏡將退居第二。貴州FAST射電望遠鏡接收面積相當于30個足球場大小,外形與衛(wèi)星天線相似。和中國的FAST相比,阿雷希波確實是老了。據(jù)中科院國家天文臺射電部首席科學(xué)家李菂介紹,我國的FAST與美國的阿雷希波望遠鏡都是整體固定在地面上,但我國望遠鏡500米半徑的球面是由4400多面主動反射單元構(gòu)成,這一個個小的反射單元可以進行對焦,因此靈敏度可達阿雷希波望遠鏡的2倍,巡天速度是它的10倍。
(阿雷希波望遠鏡)
與號稱“地面最大機器”的德國波恩100米望遠鏡相比,靈敏度提高了10倍。FAST建成之后,將保持世界領(lǐng)先地位二三十年。 射電望遠鏡的外形差別很大,有固定在地面的單一口徑的球面射電望遠鏡,有能夠全方位轉(zhuǎn)動的類似衛(wèi)星接收天線的射電望遠鏡,有射電望遠鏡陣列,還有金屬桿制成的射電望遠鏡。未來在中國貴州建造的500米直徑射電望遠鏡就屬于前者,該望遠鏡將包括一系列電動機,以改變碟型衛(wèi)星天線常規(guī)的外形,因此它能夠掃描到天空的大部分。由于實現(xiàn)了阿雷希波射電望遠鏡的3倍太空觀測能力,天文學(xué)家們預(yù)測這個500米直徑的射電望遠鏡將揭開新的星系,并且完成了對70億光年距離的深空目標的觀測。
(德國波恩100米望遠鏡)
據(jù)美國媒體報道,500米直徑射電望遠鏡項目涉及了中國眾多高科技領(lǐng)域,如天線制造、高精度定位與測量、高品質(zhì)無線電接收機、傳感器網(wǎng)絡(luò)及智能信息處理、超寬帶信息傳輸、海量數(shù)據(jù)存儲與處理等。它將擁有約30個足球場大的接受面積,建成后將成為世界上最大的單口徑射電天文望遠鏡。與其他望遠鏡不同,它既不是架在山頂,也不遨游太空,而是在貴州一片喀斯特洼地中立足,猶如一只巨大的“天眼”,監(jiān)測著遙遠天空中的一舉一動。
在這里,我們不得不提一位已經(jīng)逝世的科學(xué)巨匠,中國天眼之父--南仁東,沒有他就沒有FAST。1993年,日本召開了國際無線電科學(xué)聯(lián)盟大會,各國的科學(xué)們紛紛提出要研究下一代射電望遠鏡,但參與該項會議的西方國家,卻把中國排除在外。南仁東時任北京天文臺副臺長,得知消息后,便向同事提議“我們也建一個吧”。 熟不知這一句話,就把南仁東的余生與“天眼”牢牢地綁在了一起。24年的時光里,南仁東全身心的投入該項目,從選址到模型試驗,無一紕漏。甚至在FAST竣工時期,已經(jīng)確認患有肺癌的南仁東,還親自到了施工現(xiàn)場。自FAST啟動使用,已經(jīng)有兩年了,南仁東也于2017年逝世。FAST帶給我們的感動和震撼,依舊難以忘懷。
軍事用途不可小覷
對于射電望遠鏡,有人會說它只是一個天文研究設(shè)施,對國家安全沒有什么作用。但是翻開射電望遠鏡的發(fā)展歷史,就會令人大吃一驚。目前還是世界最大的阿雷希波射電望遠鏡及其龐大的輔助系統(tǒng)始建于美蘇冷戰(zhàn)最激烈的1963年,而且這座射電望遠鏡直接由美國國防部投資建設(shè)。在50年前,阿雷希波射電望遠鏡是世界上靈敏度最高的宇宙監(jiān)聽系統(tǒng),如今依然可以發(fā)揮這樣的作用。
據(jù)后來解密的軍事材料顯示,在上世紀60年代軍事衛(wèi)星技術(shù)還不像現(xiàn)在這么發(fā)達。而那時又是冷戰(zhàn)時期美蘇陣營激烈對抗的階段,雙方都在積極地發(fā)展更強悍的核武器和射程更遠的彈道導(dǎo)彈,核武競賽一時間進入了瘋狂的地步。但是隨之而來的一個問題是,美蘇雙方都能確保自己擁有足夠的核武器將對方摧毀數(shù)次,而誰能先探測到對方彈道導(dǎo)彈行動則成為一項“更為重要的能力”。在沒有先進的軍事間諜衛(wèi)星和導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星的情況下,高精度、大口徑射電望遠鏡擔負起了監(jiān)測彈道導(dǎo)彈動向的“彈道導(dǎo)彈預(yù)警”重任。
中國天眼對宇宙和地外文明探索方面的作用已經(jīng)被大家所熟知,并被廣泛認同。如果你認為它的存在僅僅是為了探索太空的話,那只能說你太年輕、太單純了。事實上,我國天眼是我國軍事安全主要的組成部分,其重要意義絲毫不亞于我國的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星和兩彈一星。今天我們就來談?wù)勚袊煅墼谲娛律系闹卮笠饬x。
首先是對衛(wèi)星信號的接收能力。根據(jù)公開報道,我國天眼對衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收能力提高100倍不止。對于接收到的衛(wèi)星信號可不僅限于我國自己的衛(wèi)星,而是全球的衛(wèi)星信號。雖然接收到這些衛(wèi)星號要進行破解依然存在難度,但終究是提供了破解的可能。想想看,當全球的衛(wèi)星信號都能接收和破解之后,未來的戰(zhàn)爭會是怎樣的情景。單方面透明的作戰(zhàn)環(huán)境,伏擊你沒任何商量。
第二,檢測衛(wèi)星。據(jù)說中國天眼可以看清楚上千公里外一根火柴棒發(fā)出的亮光。這樣的觀測能力可以對傳入地球軌道的小行星進行檢測,確保人類免受外來行星的撞擊。同時,天眼強大的檢測能力也可以時刻檢測全球的衛(wèi)星運行。當這些衛(wèi)星被檢測之后,無論是具有針對性的干擾它、甚至打掉的它都變得很容易。
第三,超遠程預(yù)警能力。據(jù)悉,中國天眼具有高分辨率微波巡視能力,可以以1HZ的分辯率診斷識別微弱的空間訊號,對全球的衛(wèi)星、火箭等活動進行檢測,可以作為一部超大型被動戰(zhàn)略雷達為我國的戰(zhàn)略預(yù)警進行服務(wù)。
以上這些作用,任何一個都是事關(guān)國家戰(zhàn)略安全的,其中重要意義相比大家都清楚。