波多黎各、美国阿雷西博天文望远镜介绍
阿雷西博望远镜:向宇宙的呼唤
二战结束后,铁幕拉起,美苏两大阵营“冷而解决难题的答案,落在了波多黎各岛阿雷西大坑,它们是岩溶地貌“青春期”的产物,岩溶地貌也叫喀斯特地貌,著名的桂林山水、路南石林,都是岩溶地貌在不同发展阶段的模样。
把雷达天线架在这些“天坑”里不但节约造价,建设难度也会大大降低。
但这也带来了一个大问题:巨大的天线,即 “锅”无法改变朝向。
为了解决这个问题,工程师设计了3座百米塔架,牵于其上的钢缆吊起作为接收系统的“馈源舱”,悬在天线上方150米处,负责采集反射信号,而馈源舱接收器指向的方向,就是天线的实际朝向。
这样一来,望远镜就同时具备2020年12月1日,阿雷西博望远镜反射盘表面损毁。
2022年10月13日,美国国家科学基金会宣布,不会重建已垮塌的阿雷西博望远镜。
了军用和天文研究的双重功能。
初建时的阿雷西博还不是我们熟悉的“大锅”模样,由于天线由镀锌铁丝网组成,看上去可能更接近一个网眼密集的“大笊篱”。
倾听宇宙的日常这款叫作射电望远镜的雷达,实在很难与我们平时所见的望远镜画等号。
但它又的的确确是一架望远镜,它观测的不是视网膜所感受到的可见光,而是无线电波。
20世纪60年代天文学的四大发现——类星体、脉冲星、星际有机分子和宇宙微波背景辐射,都离不开射电望远镜。
阿雷西博出手便是不凡。
正式运行还不到半年时,就取得了重大突破。
它打破了人们认为水星被太阳引力锁定的固有观念,发现了它并非如月亮一样,自转和公转时间相同,而是在绕太阳公转2圈的同时自转3圈。
接下来,它将目标转向“一只张牙舞爪的螃蟹”——1054年超新星爆发后形成的蟹状星云。
天文学家在星云深处,发现了一个以33毫秒周期规律变化的脉冲信号,这来源于一颗高速旋转的中 子星。
接连不断的发现让美国人意识到,与军用相比,阿雷西博似乎在科学研究方向更有前途。
1969年10月1日,美国国防部正式“放手”,将阿雷西博移交美国科学基金会管理,成功实现“军 转民”。
几年后,阿雷西博成了我们熟悉的“大锅”模样,38778块1米宽、2米长大小的铝板,取代了原来由镀锌铁丝网组成的反射天线。
世界著名射电望远镜
世界著名射电望远镜1、美国波多黎各岛上的阿雷西博望远镜为固定在天然火山口当中的单口径球面天线,口径305米,后扩建为350米。
阿雷西博射电望远镜因其壮观的外形受到影视作品的青睐。
007系列黄金眼和电影《接触》的部分场景是在这里拍摄的。
2、美国新墨西哥州沙漠中的甚大天线阵(VLA)由27面架设在铁轨上的口径25米的天线组成,排列成Y字形。
每个天线重230吨,架设在铁轨上,可以移动,所有天线呈Y形排列,每臂长21千米,组合成的最长基线可达36千米。
位于美国新墨西哥州的圣阿古斯丁平原上,海拔2124米,隶属于美国国家射电天文台(NRAO),是世界上最大的综合孔径射电望远镜。
3、美国绿岸望远镜(Green Bank Telescope)位于西弗吉尼亚州绿岸的国家无线电宁静区内建有世界最大的全可动射电望远镜——100米口径的绿岸望远镜。
高146 米,重7700吨。
4、日本野边山45米射电望远镜(Nobeyama),世界上最大的毫米波望远镜5、德国的埃菲尔斯伯格射电望远镜,口径100米6、俄罗斯叶夫帕托里亚RT-70射电望远镜,克里米亚7、洛弗尔望远镜,76.2米直径地点:英国柴郡卓瑞尔河岸天文台,隶属于曼彻斯特大学物理和天文学院。
洛弗尔望远镜相继对月球系列探测器和先驱者系列探测器进行了跟踪,阿波罗11号登月时它正在追踪苏联的月球15号,同一时刻卓瑞尔河岸天文台的MARK II望远镜正在对前者进行追踪。
此外洛弗尔望远镜还为苏联的金星及火星系列探测器提供了轨道追踪服务。
8、澳大利亚国家射电天文台帕克斯天文观测站64米射电望远镜9、加拿大阿尔贡坤射电天文台 46米抛物面天线。
阿雷西博
美国的阿雷西博天文台是地球上最大的半可控射电/雷达观测台。
它巨大的反射面的直径305米。
这个天文台坐落在波多黎各岛的碗形山谷中。
它既可接收来自宇宙的无线电波,又可向空间发射无线电信号,强大的信号可直达15000光年远的行星上,同那里的同类射电望远镜对话。
恒星间的大气层,不论成分怎样,无线电波都能很好地透射过去,使对对畅通无阻,这是电波不同于光波之处。
阿雷西博天文台把全套《大英百科全书》的内容,发射到邻近恒星的一颗行星上的天文台上,只需几个星期的时间,很清楚。
我们地球已经具有同其他恒星世界的对话能力。
阿雷西博天文台已经向一个遥远的球状星团播放出地球的信息。
(注:位于波多黎各,拥有世界上最大的射电望远镜。
)这里是全世界最大的单口面径射电望远镜所在地:阿雷西博天文台它被最大专业技术组织之一的IEEE确定为:全球电子技术、计算机信息科学领域的里程碑。
同时也是美国机械工程师协会(ASME)的地标。
1993年,透过阿雷西博射电望远镜的观察和研究,美国全国科学院院士小约瑟夫·泰勒(Joseph H.Taylor Jr.) 和赫尔斯获得了诺贝尔物理学奖。
这个最初要在美国领土上布局的科技建筑,有三个至关重要的决定因素:一.阿雷西博接近赤道。
赤道上空杂音较少,不象在南北极,因为有磁场,对太空信号容易发生干扰。
二.相对而言,阿雷西博地区受气流的影响也比较少。
三.阿雷西博射电望远镜的建设前提是:“挖”一个直径约1000英尺(约350米)的大洞,恰好这里的山谷地就有所需的地块,因故大大减低了投资建筑费用。
远远看去,阿雷西博射电望远镜貌似一只巨大的铝锅或圆盘,镶嵌在山窝窝里。
它的表面是38,778块有孔的铝合金板,每块面积约3英尺X6英尺(1米X2米),由电缆相连,从而形成全球最大的弯曲收集盘,集成最大的电磁波收集能力。
阿雷西博射电望远镜的接收器定位在900吨的平台上,由三个相同高度的钢筋混凝土塔,固定18条空中电缆。
世界上最大的望远镜有多大
世界上最大的望远镜有多大1、最大望远镜十一五期间,中国投资60亿元用于十二项大科学工程的建设,并将在贵州建造世界上最大的望远镜,它将使中国的天文观测能力延伸到宇宙边缘,寻找第一代诞生的天体。
世界上最大射电望远镜世界最大望远镜面积接近30个足球场的大小,这座巨大的射电望远镜项目被命名为FAST,位于贵州省西南部的群山之中。
事实上FAST射电望远镜与世界上著名的阿雷西博望远镜类似,在山谷中挖了一个凹形面,把望远镜建造在山谷之中。
阿雷西博望远镜目前仍然保持着单面口径的纪录,直径为305米,接近1000英尺,位于波多黎各的山谷中,主要用于监听宇宙中的神秘信号,同时也有天体观测任务。
一直以来,中国科学家一直依靠国外的射电望远镜收集数据,也就是“二手”的观测数据,如果新的望远镜落成,就可以通过FAST射电望远镜观测宇宙,并获得最新的数据,大大增强我国的深空观测能力。
中国天文学会的专家认为FAST射电望远镜是一个比较灵敏的射电望远镜,能够收集到遥远而且微弱的无线电信号,有助于我们寻找地外生命,探索宇宙起源。
对于我国的太空计划,外媒认为2021年中国将建造轨道空间站,质量为60吨,与俄罗斯的和平号空间站类似,但规模要小得多。
通过对接不同的飞船实现功能拓展,最大质量能够超过100吨,但与国际空间站仍然有所差距。
FAST射电望远镜也是庞大深空计划的一部分,其周围五公里范围内没有城镇,因此可以避开无线电的干扰,是一处理想的射电望远镜安置地点。
2、智利最大望远镜——智利阿塔卡玛沙漠建造世界最大望远镜欧洲南方天文台将在智利阿塔卡玛沙漠建造世界最大的天文望远镜。
该望远镜镜片直径是一座足球场长度的一半,它对可见光和红外线的灵敏度将是现存望远镜的十倍。
天文学家希望,这座望远镜能帮助人们破解有助于解释宇宙演化的暗物质秘密,甚至能探测到外星人的行踪。
这座世界上最大望远镜算是目前最强大的“天空之眼”了。
牛津大学教授伊索贝尔·胡克表示:“英国的天文学家将获得最新的天文科研成果,这是一项令人激动的建造计划。
固定式碟形射电望远镜家族简史
2016年9月25日,世界上最大的单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜(FAST)在贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县克度镇大窝凼落成启用。
2021年4月,时隔5年多,FAST 望远镜完成调试,在脉冲星、快速射电暴等领域取得可喜的成绩,并开始对国际开放。
FAST是一台“固定式”碟形望远镜,其反射面像一个碟子。
所谓固定式指的是反射面不能整体移动。
固定式的碟形射电望远镜并非FAST的专利。
要制造大口径射电望远镜,固定式结构是一种方便、经济的做法。
历史上,天文学家曾制造过多架固定式射电望远镜,其中有与FAST一样同属碟形反射面的,当然也有其他类型的。
因篇幅有限,本文仅介绍如下6架历史上著名的固定式碟形射电望远镜:焦德雷班克天文台附属于英国曼彻斯特大学。
它始建于1945年,位于英国曼彻斯特以南大约32千米。
该天文台最为有名的设备是1957年建成的口径76米的洛弗尔望远镜。
洛弗尔望远镜是一台全可动的地平式射电望远镜,并不属于“固定式”望远镜。
接下来要介绍的重点,是焦德雷班克天文台更早建造的一台口径218英尺(约66.4米)的射电望远镜。
1947年,为了研究宇宙线在地球大气层中引发的射电辐射信号,焦德雷班克天文台的建造者伯纳德·洛弗尔建成了这架当时世界上口径最大的射电望远镜——218英尺望远镜。
该望远镜使用环形竖立的多根杆子支起多根金属蓝线组成其网状反射面,然后在反射面中心垂直竖立一根126英尺(约38.4米)高的桅杆,桅杆上放置一振子天线作为“馈源”来接收反射面汇聚的电磁波信号。
这个望远镜可以观测波长为4.17米和1.89米的电磁波。
由于这个望远镜一开始的观测目标是宇宙线引发的射电信号,对其观测天区没有特定的要求,所以该望远镜开始的时候不仅反射面固定在地面上不能动,支撑接收天线的桅杆也是不能动的,只能观测天顶区域。
218英尺望远镜在其最初的研究方向——宇宙线上并没有取得什么观测结果,后来转而用于进行天文观测研究。
波多黎各美国阿雷西博天文望远镜介绍-图文
波多黎各美国阿雷西博天文望远镜介绍-图文(1)简介阿雷西博天文台位于波多黎各阿雷西博市,是由美国国际斯坦福研究协会(SRI)、宇宙空间研究组织(USRA)和波多黎各城市大学(UMET),在美国国家科学基金会(NSF)的合作框架下共同运行使用的。
该天文台也被称为国家天文和电离层中心(NAIC),尽管从NAIC的字面上看它包括天文台及其操作人员。
该天文台由康奈尔大学从上世纪六十年代开始到2022年建造完成。
该天文台射电望远镜口径1000英尺(305米),接收面积73000平方米,是世界上最大的单口径望远镜。
望远镜的主要用途为三方面:射电天文学、高层大气物理学和雷达天文学。
科学家们试图利用阿雷西博望远镜提出提案,给独立科学委员会进行评估。
图3.1阿雷西博天文台天线远景(2)基本参数及结构主接收面直径为1000英尺(305米),建在一个卡斯特天坑留下的一个坑洼里。
它拥有全球最大的弧形聚焦面,使得阿雷西博望远镜拥有世界上最强的电磁波收集能力。
镜面由38778块穿孔的铝质嵌板所构成,每块嵌板长3到6英尺(1~2米),由网状钢缆支撑。
阿雷西博望远镜有三个雷达发射机,有效各向同性辐射功率分别为2380MHz下20兆瓦(TW)、430MHz下2.5兆瓦(峰值)、47MHz和300兆瓦。
该望远镜为球面反射镜,半径为870英尺,而不是抛物反射面。
对于瞄准装置,接收机通过移动来拦截由球面从不同方向反射而来的信号。
抛物面反射镜在接收机离开原来位置的时候会使得信号变散,但球面反射镜则在每个方向和位置,效果都是相同的。
接收器是在一个900吨的平台上,由18根与三个钢筋混凝土塔相连的钢缆悬吊在距离镜面150M(500英尺)的高空,三个钢筋混凝土塔其中一个高110M(365英尺),其他两个高80M(265英尺),它们的顶部在同一标高。
该平台有一个93米长的旋转弓形轨道,称为方位角臂,搭载接收天线和第二、第三反射镜。
这使得望远镜可以观察可见地方天顶(1和38度之间的磁偏角)40°角范围内天空的任何区域。
天文
目前射电天文学领域已经广泛应用长基线的干涉技术,将遍布全球的射电望远镜综合起来,获得了等效口径相当于地球直径量级的射电望远镜。美国建设了VLBA,欧洲建设了EVN,二者组成了国际VLBI网。
20世纪60年代天文学取得了四项非常重要的发现:脉冲星、类星体、宇宙微波背景辐射、星际有机分子,被称为“四大发现”。这四项发现都与射电望远镜有关。
天文望远的极限分辨率取决于望远镜的口径和观测所用的波长。口径越大,波长越短,分辨率越高。由于无线电波的波长要远远大于可见光的波长,因此射电望远镜的分辨本领远远低于相同口径的光学望远镜,而射电望远镜的天线又不能无限做大。这在射电天文学诞生的初期严重阻碍了射电望远镜的发展。
1946年﹐英国曼彻斯特大学开始建造直径66.5米的固定抛物面射电望远镜﹐1955年建成当时世界上最大的76米直径的可转抛物面射电望远镜。与此同时﹐澳﹑美﹑苏﹑法﹑荷等国也竞相建造大小不同和形式各异的早期射电望远镜。除了一些直径在10米以下﹑主要用于观测太阳的设备外﹐还出现了一些直径20~30米的抛物面望远镜﹐发展了早期的射电干涉仪和综合孔径射电望远镜。六十年代以来﹐相继建成的有美国国立射电天文台的42.7米﹑加拿大的45.8米﹑澳大利亚的64米全可转抛物面﹑美国的直径 305米固定球面﹑工作于厘米和分米波段的射电望远镜(见固定球面射电望远镜)以及一批直径10米左右的毫米波射电望远镜。
日本的VSOP,利用日本HALCA卫星携带的8米射电望远镜与地面上的射电望远镜组成干涉仪
漫话天文望远镜
漫话天文望远镜天文望远镜被誉为人类认知宇宙的窗口,它们的发展历程相当漫长而又丰富多样。
从古代用肉眼观测天体,到现代利用数字化、光学和射电技术构建高精度的天文望远镜,人类的天文学研究取得了巨大的进步。
本文将简要介绍几种重要的天文望远镜及其贡献。
首先,我们不得不提到最著名且历史最悠久的望远镜,那就是"哈勃太空望远镜"。
哈勃是人类历史上第一次将望远镜置于地球大气之外,并成为太空望远镜的典范。
它于1990年4月被发射升空,靠近地球约600公里的轨道上,为人类提供了前所未有的高分辨率和超深场的天文图像。
哈勃望远镜的发射对天文学研究贡献重大。
由于没有被大气干扰,哈勃望远镜的观测结果远远超过了地面望远镜的限制。
通过哈勃望远镜观测的图像,天文学家们可以更好地了解宇宙的诞生、恒星形成、行星生命所需的条件等一系列问题。
哈勃望远镜的观测数据还揭示了宇宙膨胀的加速度,并发现了大量的类星体、星云、星系等天体,为宇宙起源和进化提供了重要的证据。
其次,我们要提及的是"甚大望远镜"(E-ELT)。
甚大望远镜是目前正在建设中的一种全新一代极大望远镜,希望能够超越哈勃望远镜的观测能力。
它的主镜直径为39.3米,是目前正在建设中的最大地面望远镜。
该望远镜预计于2025年完工,并将成为最具威力的地面光学望远镜之一。
甚大望远镜的建造将利用先进的光学技术,比如自适应光学系统,来纠正大气湍流对图像的影响。
这一技术可以在观测过程中实时捕捉和校正大气的扰动,从而大幅提高望远镜的观测分辨率。
甚大望远镜将具备探测可能存在的宜居行星的能力,并提供更详细的星系图像,这将帮助我们更加深入地理解宇宙的秘密。
除了光学望远镜外,射电望远镜也发挥着重要的作用。
其中最著名的是"阿雷西博射电望远镜"(ALMA)。
阿雷西博望远镜位于智利北部的山区,将66个巨大的射电天线组成一个整体望远镜。
它可以接收并合成来自不同方向的射电波,以提供高分辨率和高灵敏度的观测数据。
天文望远镜天文望远镜是观测天体的重要手段,可以毫不夸大地说,没有
天文望远镜天文望远镜是观测天体的重要手段,可以毫不夸大地说,没有望远镜的诞生和发展,就没有现代天文学。
随着望远镜在各方面性能的改进和提高,天文学也正经历着巨大的飞跃,迅速推进着人类对宇宙的认识。
从第一架光学望远镜到射电望远镜诞生的三百多年中,光学望远镜一直是天文观测最重要的工具,下面就对光学望远镜的发展作一个简单的介绍。
折射式望远镜1608年,荷兰眼镜商人李波尔赛偶然发现用两块镜片可以看清远处的景物,受此启发,他制造了人类历史第一架望远镜。
1609年,伽利略制作了一架口径4.2厘米,长约1.2米的望远镜。
他是用平凸透镜作为物镜,凹透镜作为目镜,这种光学系统称为伽利略式望远镜。
伽利略用这架望远镜指向天空,得到了一系列的重要发现,天文学从此进入了望远镜时代。
1611年,德国天文学家开普勒用两片双凸透镜分别作为物镜和目镜,使放大倍数有了明显的提高,以后人们将这种光学系统称为开普勒式望远镜。
现在人们用的折射式望远镜还是这两种形式,天文望远镜是采用开普勒式。
需要指出的是,由于当时的望远镜采用单个透镜作为物镜,存在严重的色差,为了获得好的观测效果,需要用曲率非常小的透镜,这势必会造成镜身的加长。
所以在很长的一段时间内,天文学家一直在梦想制作更长的望远镜,许多尝试均以失败告终。
1757年,杜隆通过研究玻璃和水的折射和色散,建立了消色差透镜的理论基础,并用冕牌玻璃和火石玻璃制造了消色差透镜。
从此,消色差折射望远镜完全取代了长镜身望远镜。
但是,由于技术方面的限制,很难铸造较大的火石玻璃,在消色差望远镜的初期,最多只能磨制出10厘米的透镜。
十九世纪末,随着制造技术的提高,制造较大口径的折射望远镜成为可能,随之就出现了一个制造大口径折射望远镜的高潮。
世界上现有的8架70厘米以上的折射望远镜有7架是在1885年到1897年期间建成的,其中最有代表性的是1897年建成的口径102厘米的叶凯士望远镜和1886年建成的口径91厘米的里克望远镜。
[单口径射电望远镜]世界最大单口径射电天文望远镜——500米口径球面射电望远镜
[单口径射电望远镜]世界最大单口径射电天文望远镜——500米口径球面射电望远镜篇一: 世界最大单口径射电天文望远镜——500米口径球面射电望远镜500米口径球面射电望远镜——世界最大单口径射电天文望远镜工程投资额:6.27亿工程期限:2007年——2014年上图为目前全球最大的射电望远镜——位于美国波多里格的Arecibo305米口径天线,天顶扫描角20°。
Arecibo天文台和它巨大的望远镜系统始建于1963年,由美国国防部投资建设,它是目前世界上灵敏度最高的宇宙监听系统,能够接受和分辨出来自数百万光年以外的宇宙电磁信息。
Arecibo望远镜自建成以来可谓出尽风头,1974年该望远镜在宇宙深处发现了1个双生中子星系统,两名科学家利用这一发现成功验证了爱因斯坦著名的重力波理论,并借此研究成果获得了1993年的诺贝尔奖。
当Arecibo望远镜巨大的天线系统作为外景出现在影片《接触未来》和007系列影片《黄金眼》后,它壮美的景观至今还让全世界的观众记忆犹新。
不过与影片中所做的描述不同,Arecibo望远镜真正用于外星生命研究项目所占用的探测时间其实还不到整个系统工作时间的1%。
五年后,在贵州省平塘县克度镇一片名叫大窝凼的喀斯特洼地中,将架起能够探寻和接受可能存在“地外文明”信息的目前世界上最大单口径射电天文望远镜—500米口径球面射电望远镜。
500米口径球面射电望远镜是国家科教领导小组审议确定的国家9大科技基础设施之一,此项目将采用中国科学家独创设计,利用贵州独特喀斯特地形条件和极端安静的电波环境,建造1个500米口径球面射电天文望远镜。
500米口径的反射面由约1800个15米的六边形球面单元拼合而成。
此方案改正了球差,简化了馈源,克服了球反射面线焦造成的窄带效应。
利用贵州南部独特的天然喀斯特洼坑可大大降低望远镜工程造价。
FAST项目具有3项自主创新:利用贵州天然的喀斯特洼坑作为台址;洼坑内铺设数千块单元组成500米球冠状主动反射面;采用轻型索拖动机构和并联机器人,实现望远镜接收机的高精度定位。
射电望远镜
射电望远镜
射电望远镜是探测天体射电辐射的基本设备。
1932年,央斯基以无线电天线探测到银河系中心的人马座方向发射的射电辐射,代表着人类在传统光学波段之外研究天体的开端。
1937年,美国人G·雷伯制造出第一架射电望远镜。
1946年,英国曼彻斯特大学制造出直径66.5米的固定式抛物面射电望远镜;1955年,再次制造出可转动抛物面射电望远镜,并且还是当时世界上最大的射电望远镜。
20世纪60年代,美国在波多黎各阿雷西博镇建造了直径305米的抛物面射电望远镜,这是全世界最大的单孔径射电望远镜,它顺着山坡被固定在地面上,所以无法转动。
1962年,赖尔发明了综合孔径射电望远镜,并因此获得了1974年诺贝尔物理学奖。
综合孔径望远镜可以让多个小天线结构获得一个大口径天线结构的功能。
20世纪70年代,德国在波恩附近建造了直径100米的全向转动抛物面射电望远镜,它是全世界最大的可转动单天线射电望远镜。
射电望远镜可以测量天体射电的强度、频谱以及偏振等量,要求具有高空间分辨率和高灵敏度。
天文学上的四大发现:类星体、脉冲星、星际分子和宇宙微波背景辐射,均与射电望远镜有关。
射电望远镜的每一次长足进步都让天文学的发展向前迈进一大步。
中国观天巨眼
1931年,美国人葛罗特·雷伯在自家后院建了一个直径9.5米的“大锅”,这就是最早的射电望远镜。
射电望远镜是一种观测和研究来自天体的射电波的设备。
而射电波其实是能够穿透地球大气层到达地球表面的电磁波。
雷伯在1939年开始用这个射电望远镜接收来自银河系中心的电磁波,并根据观测数据绘制了第一张射电天图。
这标志着射电天文学的诞生。
经过30多年的发展,射电望远镜家族诞生了一个巨无霸,它就是位于波多黎各的阿雷西博射电望远镜,它的直径达到了305米。
这个巨大的尺寸使它从1974年至2016年,都占据着世界最大射电望远镜的位置。
此外,科学家们还建造了覆盖范围更大的射电望远镜阵列。
目前在建的最大的射电望远镜阵列是“平方千米阵列”(SKA),它的覆盖范围跨越了欧洲、非洲和大洋洲。
不过,科学家预计,在未来二三十年,射电望远镜领域可能将由一个大块头——FAST称霸!射电望远镜中的巨无霸FAST其实是“500米口径球面射电望远镜(The Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope)”的英文简称,而在我国,它的昵称是“天眼”。
不过,“500米口径球面射电望远镜”这个名称不够准确,因为FAST的口径不是500米,而是520米。
FAST位于我国贵州省平塘县的一个天然的喀斯特洼地中。
虽然名称里有“望远镜”这3个字,但是射电望远镜与一般的望远镜不同,它没有物镜,也没有目镜,只有天线和接收系统两大部分组成。
FAST的主要结构就包括主反射面(天线)、馈源舱(用于安放接收和信号传输系统的装置)以及望远镜的支撑结构。
FAST的主反射镜由4450块边长为11米的三角形铝板和177块异形板构成。
它的支撑结构包括一张巨大的主索网和一个巨型圆环钢梁。
主索网看起来就像一张巨大的渔网,这张网最外面由巨大的圆环形钢梁支撑。
所以整个支撑结构看上去更像一个大型的笊篱,反射面板就铺设在网眼中。
FAST的馈源舱悬空于主反射面中心的上方,由6个绳索连接到外面的6根支撑塔上。
500米口径球面射电望远镜
陆续建立了天文学人才培育基地。平塘打造了以 天文科普为主题的特色旅游基地——国际天文小 镇,吸引了大量游客前来,带动了当地经济发展。
太空探索不仅给人类提供了一面审视自己的 镜子,还为人类带来全新的技术、挑战和积极进 取、乐观自信的精神。FAST 成就所代表的“追赶、 领先、跨越”的科研精神,将成为推动天文学不 断前进的内生动力,成为人类科技创新永不熄灭 的火种!
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主动反射面 近 30 个足球场大,由 4 450 块三角形半透明半镂空反射面板组成,每块重 450 千克左右,厚度约 1.3 毫米,布满小孔
馈源舱 采 用 柔 索 支 撑 技 术, 拖 动 馈 源 舱 在 球 冠 面 运 动, 不 存 在 方 向 上 的 死角,同时利用舱内 Stewart 平台实 现毫米级高精度定位
自从杨斯基宣布接收到银河的射电信号后, 美国人雷伯潜心试制射电望远镜,他在美国伊利 诺伊州的自家后院架设起私人射电望远镜,这是 一架在第二次世界大战以前全世界独一无二的抛 物面型射电望远镜。雷伯在 1938 年成功确认了 杨斯基的发现,并于 1941 年完成无线电频率的 巡天地图,射电天文学从此诞生。雷伯被称为“抛 物面型射电望远镜之父”。在第二次世界大战以 后,由于建造军用雷达而得到空前发展的微波通 信技术转移到射电天文学,推动了射电天文学的 发展,陆续建成了一批大型毫米波和厘米波射电 望远镜。
射电望远镜的发明与改进
射电望远镜的发明与改进射电天文学是在第二次世界大战结束后开始发展起来的,在它的发展过程中,射电望远镜学起了非常关键的作用,它的每一次发展进步都是射电天文学发展的一个里程碑。
1946年,英国曼彻斯特大学建造了第一架固定式抛物面射电望远镜,直径为66.5米; 1955年又建成了可转动抛物面射电望远镜,在当时是世界上最大的;到了60年代,美国在波多黎各阿雷西博镇建造了一个不能转动的抛物面射电望远镜,被固定在地表面,直径达305米,这是当时世界上最大的单孔径射电望远镜。
1962年,Ryle因发明综合孔径射电望远镜获得了1974年诺贝尔物理学奖,综合孔径射电望远镜采用多个较小天线结构代替大口径单天线,取得了很好的效果。
70年代,在玻恩附近联邦德国建造了一架全向转动抛物面射电望远镜,直径100米,这是世界上最大的可转动单天线射电望远镜。
80年代以来,射电天文学越来越受重视,欧美、日本都相继投入制造使用,产生一大批新一代射电望远镜,不管从灵敏度、分辨率和观测波段等方面都大大超过了以往的望远镜。
随着国际化的发展,人们为了能更好地观测星体,各国开始联合起来进行长期基线观测。
目前,我国科学院上海天文台和乌鲁木齐天文站的两架25米射电望远镜已经作为成员,正式参加了美国的地球自转连续观测计划和欧洲的甚长基线干涉网。
还有近几年,我国建造的天眼望远镜,更是世界上最先进、最大的望远镜。
另外,还有许多新的手段在不断应用到射电望远镜之中。
比如在增加射电观测波段覆盖面,美国史密松天体物理天文台和中国台湾天文与天体物理研究院正在夏威夷建造国际上第一个亚毫米波干涉阵以增加射电观测波段覆盖范围;另外,为了进一步提高空间VLBI观测的角分辨率和灵敏度,第二代空间VLBI计划——ARISE (25米口径)已经提出。
这些设备的建成并投入使用将会使射电天文在天文学的研究中占有很重要的作用,并会为天文学发展带来不可忽略的机会。
再见,阿雷西博!
再见,阿雷西博!作者:暂无来源:《发明与创新(大科技)》 2021年第1期近日,位于美属波多黎各的阿雷西博天文台的射电望远镜因结构失控而垮塌,引发多方关注。
美国国家射电天文观测台主任比斯利说:“这对科学界来说是一个巨大损失。
阿雷西博射电望远镜曾帮助天文学家取得了一些惊人的科学成就。
”坍塌并非毫无征兆阿雷西博射电望远镜(下称“阿雷西博”)建成于1963年,口径305米,曾是世界最大的单口径射电望远镜。
美国科学新闻网指出,过去,世界各地的科学家一直使用阿雷西博研究遥远行星,发现潜在的危险小行星并寻找可能存在的地外生命。
从太阳系小天体到遥远的太空深处的脉冲星,阿雷西博曾见证众多“人类第一次发现”。
而在遭受过地震和飓风,经历过摇晃和动荡后,久经沙场的阿雷西博终究还是在一夜之间倒下了。
实际上,这次坍塌并非毫无征兆。
2020年8月,阿雷西博的一条辅助钢缆断裂,将反射面砸出一道30米长的裂缝。
大约3个月后,同一座塔架的主要支撑钢缆也断裂了,其余的钢缆已然摇摇欲坠,无论是修复还是固定,都可能会促使其再次发生意外。
2020年11月19日,美国国家科学基金会(NSF)宣布,该望远镜将被关闭并以可控方式拆除。
NSF天文科学部主任拉尔夫·高梅表示:“在11月主钢缆发生故障之后,我们推测辅助钢缆也可能将随时发生故障。
尽管我们无法预测故障会何时发生,但它必然会发生。
”随后他指出,阿雷西博已经发生结构性损毁,无论维修人员做什么也于事无补。
然而令团队最担心的事情还是发生了。
当地时间2020年12月1日,波多黎各的山间发出了惊人的巨响——阿雷西博等不及“有计划地”被拆除,便自行坍塌,与世界来了场悲壮的告别。
阿雷西博的平台坠落并砸毁了望远镜反射盘表面。
工程师评估了损坏情况,确定望远镜的三个支撑塔全部断裂,重达900吨的接收平台坠落到下面的碟形反射盘上。
此外,望远镜的支撑钢缆也已全部断裂。
“一方面,望远镜本身‘疲劳’了,一台射电望远镜通常使用30年左右就算‘老’了,而阿雷西博已服役57年;另一方面,阿雷西博项目的科学经费不够,不足以做好日常维护,比如结构件的加固和更换,部件的除锈、润滑等。
阿雷西博望远镜
主要应用
阿雷西博望远镜为了观测遥远的天体,天文学家必须要研制能检测出极其微弱的天体射电信号的望远镜。全 世界所有的射电望远镜在早期60年中所收集到所有天体射电源的能量仅仅相当于几个雨滴撞击地面所释放的能量。 德国埃费尔斯贝格和美国格林班克的两台可跟踪信号的射电望远镜,口径100米,灵敏度高、分辨本领强、覆盖 天区广、跟踪灵活方便,堪称望远镜中的精品。但是,要观测更弱的射电源,还显不足。美国305米口径的阿雷 西博射电望远镜的接收面积比上述两台望远镜的天线要大约10倍,灵敏度提高约1个数量级,成为当时最强大的 单天线射电望远镜。然而,由于它覆盖的天区有限,其他大型射电望远镜仍然起着非常重要的作用。
观测发现
阿雷西博观测站于1963年11月1日正式开幕,从那以后,有几千位科学家使用了它,也迎来了各种年龄各种 职业的参观者。电影明星和好来坞电影制片人也常常光顾这里,拍摄了好几部不同题材的电影。阿雷西博射电望 远镜主要的研究对象是类星体、脉冲星以及处在宇宙深处的其它射电源。最激动人心的观测成果是1974年泰勒和 赫尔斯发现第一个射电脉冲双星系统PSR1913+16。这是一个双中子星系统,轨道周期为7.75小时。根据广义相对 论理论推算,这个双星系统的引力辐射十分强。引力辐射将导致双星系统轨道周期的明显变化。泰勒教授利用阿 雷西博射电望远镜进行上千次的观测,获得这颗脉冲星20年的轨道周期值,证明观测结果与广义相对论计算结果 符合得很好,间接证实了引力波的存在。泰勒和赫尔斯一起荣获1993年诺贝尔物理学奖,这也成为阿雷西博射电 望远镜的骄傲。
损坏拆除
2020年8月,位于加勒比地区波多黎各的阿雷西博遭遇意外事故,一条支撑馈源平台的钢缆断裂,把望远镜 反射面砸出一个约30米的口子。11月6日,望远镜上一根设计能承受544吨重量的主钢缆因无法承受283吨重量而 断裂,对底部反射面造成了更严重的破坏。
包括中国天眼“FAST”在内,世界上有哪些著名的射电望远镜?
包括中国天眼“FAST”在内,世界上有哪些著名的射电望远镜?天文望远镜是进行宇宙观察的重要工具,主要可以分为光学望远镜和射电望远镜两类。
光学望远镜最著名的就是“哈勃”望远镜了。
哈勃望远镜给人类带来了大量清晰的宇宙照片。
哈勃天文望远镜另外一种宇宙探测利器就是——射电望远镜。
射电望远镜(radio telescope)是指观测和研究来自天体的射电波的基本设备,可以测量天体射电的强度、频谱及偏振等量。
包括收集射电波的定向天线,放大射电信号的高灵敏度接收机,信息记录﹑处理和显示系统等。
20世纪60年代天文学取得了四项非常重要的发现:脉冲星、类星体、宇宙微波背景辐射、星际有机分子,被称为“四大发现”,这四项发现都与射电望远镜有关。
诺贝尔奖历史上基于天文观测的10项获奖成果中有6项都出自射电望远镜,可以说,现代射电天文学已成为诺贝尔奖的摇篮。
射电望远镜工作原理世界著名射电望远镜1、中国贵州平塘“Fast”射电望远镜2016年9月25日,世界上最大单体射电望远镜工程——FAST射电望远镜,经过5年半的建设,正式竣工运行。
通过这个直径500米、面积有30个足球场的“天眼”,将可以观测到176亿光年外的宇宙空间,它将协助人类“触摸”来自外太空传来的微弱信号,探索宇宙的奥秘。
2、美国阿雷西博天文台(ARECIBO)美国阿雷西博天文台位于波多黎各岛上的一座天然火山口(阿雷西沃山谷)当中,是目前世界上已建成的、最大单口径球面射电望远镜,其反射面口径为350米,曾出现在“007”系列电影中。
波多黎各岛位于赤道附近,这个位置对于跟踪和观测行星、脉冲星和其他天体十分理想。
2020年12月1日,由于年久失修,阿雷西博望远镜悬挂的接收设备平台当天坠落并砸毁了望远镜反射盘表面,遭到严重损坏。
3、阿塔卡玛大型毫米波天线阵(ALMA)阿塔卡玛大型毫米波天线阵位于智利北部的查南托高原拉诺德查南托天文台,由64面口径为12米的射电天线组成,是由多个国家的研究机构合作建造的大型射电望远镜阵列。
曾经向外星球发射人类文明信号的巨型天文望远镜
曾经向外星球发射人类文明信号的巨型天文望远镜阿雷西博天文台全景图像据国外媒体报道,科学家在波多黎各阿雷西沃山谷中建造了世界上最大的单面口径射电望远镜,也被称为阿雷西博天文台。
由于射电望远镜可以全天候工作,不受天气的影响,因此其颇受科学家们喜爱,2013年正值该射电望远镜50周年纪念日,虽然该天文台进行了很多观测任务,但最有名的要数向可能存在外星人的宇宙方向发射文明信号:在1974年,改造完成的阿雷西博天文台向M13球状星团发送二进制代码信息,其距离地球大约2.5万光年。
阿雷西博天文台除了平时的观测任务外,也出现在1995年上映的《黄金眼》(GoldenEye)中,同时该天文台也是著名的不可思议建筑之一。
早在五十年前,科学家就试图在赤道附近修建一座射电望远镜,不仅可用于探索地外天体,还可以探测电离层的特性,来自太阳的带电粒子撞击地球大气层后形成了漂亮的北极光。
来自康奈尔大学的研究人员威廉·戈登是阿雷西博天文台建造工程的支持力量,也是第一任天文台负责人,鉴于巨大的碟形天线需要山体作为依靠,因此工程师们选择了该地区一个天然的石灰石凹形坑洞作为射电望远镜天线的安装位置。
反射刨面直径达到305米,深度为51米,占地面积约为8.1万平方米,其上还构建了一个三角形的平台,设置了两个副反射镜和可调窄频带天线。
阿雷西博望远镜是美国天文和电离层研究中心的一部分,美国国家科学基金会是合作伙伴,根据SETI研究所报告,305米直径的天线可产生20万亿瓦的广播功率,简单地说,只要银河系中拥有类似天线就可以接受到阿雷西博天文台发出的信号。
2013年该天文台在小行星2012 DA14飞掠地球时进行了观测,近地点高度只有2.7万公里,而NASA认为在这个距离上地球是安全的。
阿雷西博天文台也有探索系外行星的观测任务,寻找位于恒星周围可居住区内的行星,该射电望远镜的分辨率为7.5米,相当于从纽约市观测位于波多黎各的一个篮球。
世界上最大的射电望远镜,终于要被拆除了,本月传来最新消息
世界上最大的射电望远镜,终于要被拆除了,本月传来最新消息现在的人类梦想征服宇宙,想竭尽可能去研究属于宇宙的奥秘。
只是我们是否注意到自己在探究宇宙的同时,实际上也把地球文明暴露在外面呢?这是一件真实发生的事情,地球上有一个最大的射电望远镜。
确实能够向外太空暴露地球文明,可以让外太空存在的外星人了解到地球的发展水平。
当然虽然有此弊端,但确实我们利用这个射电望远镜探寻到了不少宇宙的奥秘。
这个最大的射电望远镜叫做阿雷西博,在波多黎各岛上。
大家如果想要找到这座射电望远镜的遗址,其实只要找阿雷西沃这个地名就可以了,波多黎各岛有一些大。
这个望远镜的类型是单口径,反射球面的直径长达305米。
在当时创下了记录,并且整整保持了半个世纪,也就是500年一直领先,500年之后技术发达,才制造出比他厉害的望远镜,可想而知他的地位有多么高。
当然打破这个记录的是我国的天眼FAST,在贵州省。
阿雷西博射电望远镜是由305米口径的球面反射器和三座高塔通过18根钢缆悬吊在球面反射镜上空150米的接收器组成,接收器平台重达900吨,平台通过下方可以旋转的滑动轨道实现接收器在一定范围内移动,调整接收器到不同方向射电信号反射的焦点,实现一定角度范围天区的高精度观测,从测量上面来看,观测角约为40°。
有人提出疑问,能够泄露信息的话,我国的天眼比这个阿雷西博还要大,那是不是更加危险呢?其实还是有地方和这阿雷西博不一样的,阿雷西博射电望远镜不仅可以通过接收器实现高灵敏度的射电信号接收,而且还配备了4个不同波段和不同发射功率的雷达发射器,发射频率和发射功率分别为2380MHz(20TW)、430MHz (2.5TW)、47MHz(300MW)、8MHz(6MW)。
从这个功能上来看,它不仅可以接受宇宙的消息,还可以向宇宙发送消息。
而中国的天眼大部分功能都是以接收信息为主,发射信息方面没有阿雷西博这么强悍。
而且从历史上它确实利用雷达发射器发射过一段带着人类文明信息的讯号,当然也不是平白无故发射的,必须有人操控才行。
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波多黎各、美国阿雷西博天文望远镜介绍
(1)简介
阿雷西博天文台位于波多黎各阿雷西博市,是由美国国际斯坦福研究协会(SRI)、宇宙空间研究组织(USRA)和波多黎各城市大学(UMET),在美国国家科学基金会(NSF)的合作框架下共同运行使用的。
该天文台也被称为国家天文和电离层中心(NAIC),尽管从NAIC的字面上看它包括天文台及其操作人员。
该天文台由康奈尔大学从上世纪六十年代开始到2011年建造完成。
该天文台射电望远镜口径1000英尺(305米),接收面积73000平方米,是世界上最大的单口径望远镜。
望远镜的主要用途为三方面:射电天文学、高层大气物理学和雷达天文学。
科学家们试图利用阿雷西博望远镜提出提案,给独立科学委员会进行评估。
该望远镜于1999年在影视节目中开始亮相,并在开始为SETI@home项目收集数据以后,获得普遍认可。
它从2008年起被列入美国国家历史名胜名单。
图3.1 阿雷西博天文台天线远景
(2)基本参数及结构
主接收面直径为1000英尺(305米),建在一个卡斯特天坑留下的一个坑洼里。
它拥有全球最大的弧形聚焦面,使得阿雷西博望远镜拥有世界上最强的电磁波收集能力。
镜面由38778块穿孔的铝质嵌板所构成,每块嵌板长3到6英尺(1~2米),由网状钢缆支撑。
阿雷西博望远镜有三个雷达发射机,有效各向同性辐射功率分别为2380 MHz下20兆瓦(TW)、430 MHz下2.5兆瓦(峰值)、47MHz和300兆瓦。
该望远镜为球面反射镜,半径为870 英尺,而不是抛物反射面。
对于瞄准装置,接收机通过移动来拦截由球面从不同方向反射而来的信号。
抛物面反射镜在接收机离开原来位置
的时候会使得信号变散,但球面反射镜则在每个方向和位置,效果都是相同的。
接收器是在一个900吨的平台上,由18根与三个钢筋混凝土塔相连的钢缆悬吊在距离镜面150 M(500 英尺)的高空,三个钢筋混凝土塔其中一个高110 M(365 英尺),其他两个高80 M(265 英尺),它们的顶部在同一标高。
该平台有一个93米长的旋转弓形轨道,称为方位角臂,搭载接收天线和第二、第三反射镜。
这使得望远镜可以观察可见地方天顶(1和38度之间的−磁偏角)40°角范围内天空的任何区域。
波多黎各位于北回归线附近,因而阿雷西博可以在轨道的北半部观测太阳系的行星。
天线和波束控制结构近景。