我国新开工建设的奇台射电望远镜，为何能媲美“天眼”？中国之最望远镜 _中国之最望远镜

北京日报客户端 | 采访人员王鸿良
【我国新开工建设的奇台射电望远镜，为何能媲美“天眼”？中国之最望远镜】据央视新闻报道，中国科学院新疆天文台“110米口径全向可动射电望远镜”不久前在新疆昌吉州奇台县正式奠基开工，它也被称作奇台射电望远镜。
按计划，奇台射电望远镜的建设周期为6年，建成后有望成为全球最大、精度最高的全向可动射电望远镜，可以在纳赫兹引力波、快速射电暴、黑洞、暗物质、天体及生命起源等前沿领域开展科学研究，并为未来我国空间活动提供强大技术支撑。有人形容，它建成后将成为可以媲美“中国天眼”FAST的又一天文领域大国重器。我们邀请中国科技馆助理研究员、天文学博士宋楠为您做详细解读。
奇台射电望远镜示意图
奇台射电望远镜项目效果示意图（来源：新疆天文台）
（1）高频波段覆盖范围将超“天眼”
说到能和“中国天眼”FAST相媲美，很多读者可能会疑惑了，建设中的奇台射电望远镜口径只有110米，而“中国天眼”FAST口径有500米，二者根本不在一个级别上，何谈相媲美呢？关键问题就在一个能转，一个不能转。
“中国天眼”500米直径的反射面架设在喀斯特地貌形成的山沟里，是固定不动的，实际工作时，反射面通过下方促动器的微调，形成一个等效口径300米的抛物面进行观测，能够观测的区域有限。
而奇台射电望远镜是全向可动的，也就是说，它可以通过反射面下方的支撑装置，实现水平方向360°，俯仰方向90°旋转。
与“中国天眼”因为望远镜主体固定不动，只能观测到少部分天区相比，全向可动的优势让奇台射电望远镜能够以极高的灵敏度观测四分之三的天区，其中覆盖天文界高度关注的银河系中心及以南12°天区。工作频率范围从150兆赫兹到115吉赫兹，可以高精度观测米级到毫米级的射电辐射。其中在高频波段的覆盖范围要超过“中国天眼” 。
然而要想让望远镜转起来，需要克服一系列的技术难题。
奇台射电望远镜天线重量将达到6000余吨，高度超过35层楼，绝对是一个庞然大物。通过一个简单类比，可以大概想象110米直径的天线到底是什么概念。一个足球场的标准尺寸为长度105米，宽度68米。设想一下，让一个比标准足球场还要大的“大锅”自如转动绝非易事。
首先，支撑望远镜转动的平台和结构不仅要足够坚固，还要有较好的灵活性和超高的定位精度，不然对于处在遥远宇宙深处的渺小天体而言，望远镜所对准的天空位置，真的会是“失之毫厘谬以千里” 。奇台射电望远镜的指向精度为2.5角秒。在地球上看，夜空中木星最大的视直径约为50角秒，所以这口110米的“大锅”，可以精确地指向只有木星1/20的狭小范围。
其次，110米的巨大反射面在指向天空不同位置时，不同高度位置处重力不同、环境温度不同、风向风速有差别，这些都会造成整个天线抛物面形状的改变，如果不做修正，不同方向来的射电信号就无法很好的汇聚在同一个焦点上。因此复杂环境下的天线形态保持变得非常重要。为了达到0.3毫米的面形精度要求，工程人员计划采用主动面技术，做到天线面型的快速测量，并使用高精度位移促动器进行快速修正。
当然，要攻克的技术难题还远不止这些，而且并无先例可循。极端苛刻的工程技术要求，需要基于已有的相关知识，进行自主创新和不断地实验，才能最终实现。
（2）全球可动射电望远镜中口径最大
奇台射电望远镜除了可以自由转动外，它还有望成为能转动的望远镜里口径最大的，这同样很重要。天文望远镜一直都遵循“口径为王”的铁律，不管是什么波段的望远镜，口径越大，就能看到更远更暗弱的天体，带来更多崭新的天文学发现，射电望远镜的发展历史同样如此。与我们熟悉的光学天文和光学望远镜相比，射电天文虽然起步较晚却发展迅猛。

我国新开工建设的奇台射电望远镜，为何能媲美“天眼”？ 中国之最望远镜

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