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世界最大射電望遠鏡在貴州吊裝饋源艙成功

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世界最大射電望遠鏡在貴州吊裝饋源艙成功

發布日期:2016-07-25 00:00 來源:http://www.0438063.com 點擊:

                             世界最大射電望遠鏡在貴州吊裝饋源艙成功


撰文/本報記者 許琦敏


    本月21日,世界最大的射電望遠鏡FAST(500米口徑球面射電望遠鏡)吊裝饋源艙成功。消息傳出,貴州山區原本無比靜謐的一處峰叢洼地再次為世人所關注。


     那是位于貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣克度鎮金科村大窩凼洼地,東北距平塘縣城約85公里,西南距羅甸縣城約45公里,地理坐標為東經106°50′55″~106°52′02″,北緯25°38′48″~25°39′36″。大窩凼是喀斯特地貌所特有的漏斗天坑——它就像一個天然的“巨碗”,剛好盛起FAST如30個足球場面積的巨型反射面。自2011年3月25日開工,如今這個巨大的峰叢洼地已被支撐FAST反射面的巨大索網所覆蓋,4450個反射面單元正在逐一安裝。

     然而,貴州吊裝工程重大節點帶來的關注只是一瞬間的熱鬧,全球首屈一指的“觀天巨眼”最需要的是靜謐,以捕捉來自宇宙最深處的蛛絲馬跡。當初,國家天文臺選中大窩凼,正因為它是人跡罕至的澄凈之地:大窩凼附近5公里半徑之內沒有一個鄉鎮,25公里半徑之內只有一個縣城,無線電環境理想。就在FAST饋源艙吊裝之際,記者來到大窩凼,記錄這個“觀天巨眼”建造過程中的點點滴滴。“巨碗”猶如蟬翼輕盈從空中俯瞰,FAST潔白而巨大的身影,在一片濃綠的喀斯特峰叢中顯得莊重典雅。不過,當記者沿著羊腸小道盤旋走下洼地,走到FAST反射面板之下,卻突然發現,原來這個龐然大物居然如此輕盈靈動:鋁合金的反射面板上布滿網眼,使其透光率高達50%,透過面板望向天空,好似隔著輕紗。

     是的,這正是FAST令人神往處之一。這個巨大的球面由4450個反射面單元組成,每個單元都是一個邊長約11米的非等邊三角形,一共有183種。而每個單元都由100片邊長1米左右的鋁合金小三角形組成。工地上專門整出一方平地,用來組裝反射面板。小三角形被安裝在鋁合金的背面支架上。不過,為了讓反射面板能組成球面,每個螺絲的松緊程度都有講究。技術人員會用特別設計的攝影測量方法,對每塊拼裝好的面板進行“測量”,組裝工人會被要求“那個螺絲再擰松兩圈”、“這個再緊五圈”……確保安裝上望遠鏡后,反射面單元最終能形成一個球面。組裝工人分成兩班,白班從早上8點到下午5點,晚班從晚上7點到12點。每天清晨,晚班組裝好的反射面單元經檢測合格后,就會由轉運機車送到纜索吊旁,由纜索吊將面板垂放到指定地方——每個面板單元都經過計算機精確計算,有自己的特定位置。面板垂到指定位置后,工人已在那里等候。他們一組四人,小心翼翼地將面板從纜索吊上接下,再將它安裝在索網上。安裝一片大概需要30至40分鐘。如果天氣條件好,一天可以安裝20多片。每個索網的節點連著6個反射面板單元,節點由一根柔性的鋼索連到促動器上。整個FAST共有2000多個促動器,它們如同神經末梢,與20多個測量基墩、6個饋源支撐塔一起,聽從來自中央控制室的指揮,讓反射面板調節到合適的角度,由球面變形成300米口徑的拋物面,并不斷跟蹤需要觀測的天體,完成連續不斷的變形。


防滲難題各個擊破

     當初選址大窩凼,科學家確實煞費苦心,這里不僅具有一個天然的洼地可以架設望遠鏡,而且喀斯特地質條件可以保障雨水向地下滲透,而不在表面淤積,這樣就不容易腐蝕和損壞望遠鏡。反射面板上的網眼也可及時讓雨水從望遠鏡上流走。

      出乎意料的是,在施工過程中,原先地面的滲透縫隙被破壞了。為了確保雨水排除,工程人員建造了很多引流雨水的溝渠,并在洼地最底部開鑿了一條3米寬、4米高的排水隧道,將積水引到另一個洼地中。不過,即便及時將積水排除,由于貴州氣候比較溫暖,降水又多,山區天氣陰晴不定,而FAST全身都是亮閃閃的金屬,不是鋁合金就是鋼結構,防腐蝕任務艱巨。鋁合金的反射面板在出廠前就經過氧化處理,鋼結構的圈梁更是刷上4層漆,來抵抗溫熱潮濕的侵襲。但工程負責人表示,在后續維護中,他們仍然會不斷巡查,最多隔5年就要重新刷漆防腐。

   事實上,由反射面板組成的“巨碗”被架在一個巨大的柔性鋼索大網上,并沒有緊貼地面。在這空隙中,各種生命力旺盛的野草、灌木都會肆意生長。當這些植物長得太高,觸及反射面板時,就必須被割掉,否則會影響觀測。除了冬季,幾乎每一兩周,洼地里的植物就會被“修理”。那為何不直接灑除草劑,一滅了之?原來,喀斯特地貌極易水土流失,還需要靠這些植物的根系牢牢抓住那為數不多的土壤。


文章來源:文匯報


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