综述
自中国步入改革开放以来,充分发挥了自己基建狂魔的特殊属性,四处建桥修路,修建了许多大型工程,比如我们熟知的港珠澳大桥、三峡大坝等等。
中国天眼的出现无疑为这幅壮阔的基建工程图纸上又添加了浓墨重彩的一笔,这口看起来巨大无比,感觉都能用来炖鲲的锅到底有什么神奇的地方?
中国天眼这一巨大的射电望远镜,一经出现就引起了社会各界以及其他的国家的关注,经过专家们的详细科普之后,大家对于它的原理和功能有了大致了解。不过心中还是有着无数的疑问,其中经常被提出的一个问题就是:
假如下暴雨,天眼就真的变成盛水的大锅了,到时会不会发生装满雨水溢出来的情况?如果雨水将它灌满,会对它的性能产生影响吗?接下来,我们就一起来看看中国天眼为什么对倾盆大雨无所畏惧。
中国天眼
国士无双——南仁东先生
正式为大家答疑解惑之前,我们需要先对中国天眼工程的总设计师——南仁东先生有所了解。这一伟大工程的来源正是这位老先生的梦想,他希望中国人能拥有自己的望远镜,能看到更远的地方。
更希望我们能够凭借自己的能力观测到137亿光年之前那场绚丽的宇宙爆炸留下的余波,将中国的天文观测学推向更高更远的地方。
南仁东生于1945年,是吉林省辽源人,是一位优秀的天文学家。在1963年时,刚满18周岁的他凭借着优异的成绩考上了清华大学,进入无线电系开始学习。
他一生发表的论文共计222篇,本人所著的书目约有7部,个人专利共计36项。其中横跨他半生,即使付出毕生心血也要建成的项目就是中国天眼工程。
南仁东先生
毫不夸张地说,如果没有南仁东,就不会有中国天眼。1993年时,他放弃了日本国立天文台客座教授的职务毅然回国。
回国之后他表达了想要为中国修建大型射电望远镜的愿望和决心,从1994年到2005年,他亲自考察贵州山区中上百个洞,只为寻找那个能够承载巨大天眼的地方。
找到了这个圆坑之后,因为需要投入大量的资金,这项工程曾一度面临夭折。这位有着无数科研成果,本应走到哪都受人尊敬的科学家,为了启动资金不惜放下身段四处求人。
在施工现场的南仁东先生
他在考察时期住着最寒酸的小旅馆,恨不能将自己毕生的积蓄全部拿出来。从1993年到2016年,南仁东将自己完全献给了这项工程,不求任何回报,只为天眼能够成功运行,让中国人能够看到更远的地方。
2016年9月25日时天眼正式落成启动,不到一年后,南仁东先生就因肺癌抢救无效离开了人间,或许是愿望终于达成,没有遗憾了,他走的时候十分坦然。
这项他为之奋斗终生的工程,也成为了他人生的丰碑。我们不该遗忘,也不敢遗忘他所做出的贡献。所以各位在惊叹天眼工程的宏大之余,不要忘记缅怀这位伟大的学者。
看着天眼一点点建成的南仁东先生
中国天眼工程
中国天眼工程的英文名为Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope,直译就是500米口径球面射电望远镜工程,基于这个英文缩写,大家也称其为FAST项目。
该项目位于我国贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县克度镇绿水村,是国家十一五重大基础设施建设项目之一,因此在前文说它是基建狂魔的又一力作。
它在2011年3月25日开始修建,经过约5年半的时间,于2016年正式启动。它的外形看起来像是一口巨大的锅,占地面积为26000平方米。
天眼望远镜
但是在了解了南仁东的相关生平之后,我们知道早在1994年时,这一项目就被提出了,直到2005年申请立项,经过国家考察批复之后,于2011年正式动工,这是一个十分漫长的过程。
天眼建成之后成为了全世界最大的望远镜,与曾经世界最大望远镜阿雷西博望远镜相比,综合性能提升了将近十倍。这个直径足足有500米的大家伙能够装下30个足球场。
假如将它盛满水再装瓶,全球每个人都能分到一瓶。它的外形很难让人联想到它是一台望远镜,我们看到的那些像反光板一样的部分,其实是它的主动变形反射面,共计4450块。
此外南仁东别出心裁地使用喀斯特地貌的坑洞作为天然搭建地址,节省了许多人力和财力。为了确定这一位置,他找了整整十多年。
天眼建设过程中
为了能够更精确地进行定位和观察,中国天眼还采用了轻型拖动装置和并联机器人,实现望远镜接收机的高精度指向跟踪,并将万吨平台降至几十吨。
截止目前,该工程已经获得了86项专利,许多技术也创下了吉尼斯世界纪录,天眼性能领先全世界近20年。
它的高灵敏度能够使得更多的天文学家观测到宇宙当中的神奇现象,比如脉冲星和快速射电暴,对于未来人类探索宇宙和接收神秘外星信号都有着重要的意义。
天眼建设中
遭遇暴雨如何排水?
中国天眼也被誉为是世界之眼,不过大家十分关注这只眼睛在遭遇暴雨时会怎样,如果雨水太多溢出来,那么天眼会不会和小姑娘梨花带雨的模样一样呢?
我们的担心其实早在工程师们选址时就已经想到,不如一起来看看天眼究竟是如何排水的吧。根据当地的气候统计数据来看,该地降雨量十分充沛。
针对降雨的问题专家设计了优秀的排水系统,使得望远镜底部的雨水和附近山体上的雨水能够快速下渗,流入地下暗河,并不会产生淤积的情况。
正在建设中的天眼
这一排水系统采用了无压隧道设计方案,隧道由多个部分组成,总长度超过了千米。
整个排水系统由道路边沟、径向水沟、环向水沟、底部排水沟、消能池以及排水隧道组成。
下雨时,技术人员就会启动排水系统,在正常运行之下,不可能出现被暴雨灌满的情况。此外喀斯特地貌也起到了重要的作用。
天眼有自己的排水系统
我们都知道喀斯特地貌的主要地质成分就是石灰岩,这种地貌具有超强的渗水性,因此雨水在尚未聚积时,就已经下渗到地表以下了。
这是天眼地下的排水系统,而工程师在设计天眼的主体时针对降雨的情况也早做了准备。前文提到的4000多块反射面板,也是具有透雨特性的。
这些小面板之上布满了无数小孔,在遭遇暴雨时能够迅速将雨水漏出去。板块之间也有不少缝隙,都是为了排水而设置的。因此遇到大暴雨时天眼就化身成了一个巨大的漏勺,任凭大雨如何造作,都能将雨水漏走。
天眼建成过程
此外天眼还有专用的紧急排水系统,最内部的3层孔状压板,在压力达到预设极限时,会自动地饱和脱落,进一步加强排水功能。
这环环相扣的设计,一层比一层强的防护,任谁看到不说一声厉害了我的国?只能说,我们想到的问题,工程设计师早都预见到了,没有高瞻远瞩的人怎么能负责如此重大的工程呢?
任何一个小细节,或者可能发生意外的地方,都列在工程需要解决的问题当中。不仅有中国速度,也有中国质量。
天眼有属于自己的排水系统
用中国天眼观察宇宙
射电望远镜最早诞生于美国,一位工程师自己建造了它并且观测到了银河系中心发出的射电波。这之后人们发现射电望远镜能够观察到宇宙当中更深更远的地方,纷纷开始修建射电望远镜。
射电望远镜主要用于手机宇宙当中的射电波,进行记录和统计分析。因此中国天眼主要用于研究宇宙星体演化、脉冲星变化和黑洞吞噬现象等等。
它的灵敏性能够使人们接收到宇宙当中微弱的信号,向距离我们137亿光年,被称为宇宙边缘位置发出的电磁波信号,都能被有效地观测到。
根据2020年11月中国国家天文台公布的验收信息来看,天眼在稳定运行以来,已经发现了240多颗脉冲星,接收到了几千次快速射电暴。
天眼发现了很多脉冲星和快速射电暴
这种神秘的外星信号,被中国天眼精确地捕捉到,为科学家们解开它背后的宇宙谜题提供了机会和平台。一直以来都十分有大国担当的中国,一直秉承着构建人类命运共同体的理念。
据了解我国曾宣布2021年时把天眼的相关使用权限向全世界开放,只要提交完整的申请和材料,经过审批,就可以前往天眼进行观测。
当然,受益最大的还是我国的天文学家,毕竟这架超级望远镜就摆在家门口,使用起来别提有多便捷了。因此,已经有不少中国的天文学家使用中国天眼观察过宇宙。
并且还根据相关观察写下了数篇论文,相信在近水楼台先得月的条件下,我国的天文观测学会更上一个台阶。
天眼观察项目模拟
天眼的其他贡献
天眼正式落地之前,这一地区十分贫困。然而自天眼开始修建,就带动了这个贫困县的经济,使其快速发展。为了修建天眼,先是将附近贫困的村民迁居到了小镇上,免费为他们提供安置房,改善了他们的生活条件。
根据相关数据显示天眼项目给当地近3.5万人提供了就业机会,使得当地的人民的年均收入由3500元增长到了9300元左右,翻了近三倍。
现在这个曾经家徒四壁的小村庄已经变得和电影《我和我的家乡》中黄渤那个角色所在的卫星旅游小镇一样了,不仅修通了路,还覆盖了网络。
在未来天眼附近相关旅游业的带动之下,当地人的生活会变得越来越好。因此可以说,天眼的建成也为当地人打开了另一扇发展之窗,将他们从贫困的泥沼中拉出。
天眼解决了很多人的失业问题
结语
可见天眼的排水系统还是十分完善的,大家不用担心暴雨会将它灌满,不少人想用它炖北冥大鲲的想法终究还是落空了。
我国能够发展到今天这个地步,离不开这些国士无双的人的付出,他们往往还十分谦虚,从来不炫耀自己的成就。
像钟南山院士或者本文介绍的南仁东先生,都是抱着侠之大者,为国为民的心态,他们是平凡的人,却做了最伟大的事情,我们应该向他们表示最崇高的敬意。
明月又逢佳期,中国天眼未来亦可看见宇宙洪荒,当我们用它遥望星河万里时,也许南仁东已经变成了一颗明亮的星星,也正从星河之上看向故里。
天眼细节