25°39′11″ с. ш. 106°51′24″ в. д.HGЯO

FAST (радиотелескоп)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Это старая версия этой страницы, сохранённая 46.0.132.30 (обсуждение) в 16:50, 25 марта 2022 (→Преамбула). Она может серьёзно отличаться от текущей версии.
Перейти к навигации Перейти к поиску
FAST
кит. 五百米口径球面射电望远镜
Тип радиотелескоп
Расположение Китай Китай, провинция Гуйчжоу, Цяньнань-Буи-Мяоский автономный округ, уезд Пинтан
Координаты 25°39′11″ с. ш. 106°51′24″ в. д.HGЯO
Длины волн 0,1 м – 4,3 м
Дата начала работы 3 июля 2016[1]
Диаметр 500 м
Эффективная площадь
  • 196 000 м²
Фокусное расстояние 140 м
Сайт fast.bao.ac.cn
Дополнительно
Частоты 70 МГц － 3 ГГц
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе
У этого термина существуют и другие значения, см. FAST.

FAST (кит. 五百米口径球面射电望远镜, англ. Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope — «Сферический телескоп с пятисотметровой апертурой»), известный также как «Тьяньян» (кит. 天眼, «Небесное око») — радиотелескоп на юге Китая, в провинции Гуйчжоу[2][3]. После окончания строительства в 2016 году и сдачи в эксплуатацию FAST стал самым большим в мире радиотелескопом с заполненной апертурой, его диаметр — 500 метров (существует радиотелескоп с незаполненной апертурой большего диаметра — российский 576‑метровый радиотелескоп РАТАН‑600[4]). На его строительство было затрачено более 185 млн долларов[5].

Радиотелескоп позволит учёным изучать формирование и эволюцию галактик, тёмную материю, исследовать объекты эпохи реионизации и решать другие научные задачи[6].

История создания

  • Июль 1994 года — начало разработки концепта радиотелескопа.
  • Октябрь 2008 года — начало проектирования радиотелескопа.
  • В 2011 году начато строительство телескопа[2], с марта этого года учёные, инженеры и строители временно поселились в одном из отдалённых горных ущелий уезда Пинтан Цяньнань-Буи-Мяоского автономного округа провинции Гуйчжоу, (Юго-Западный Китай)[7].
  • Июль 2015 года — начат монтаж отражающих элементов[8]. По конструкции он схож с радиотелескопом обсерватории Аресибо и также располагается в естественном углублении[4].
  • 3 июля 2016 года специалисты установили последний из 4450 треугольных отражателей, из которых состоит радиотелескоп. Это ознаменовало завершение основного сооружения гигантского астрономического прибора[9][6].
  • Непосредственные наблюдения при помощи телескопа должны начаться в конце сентября 2016 года[10], после настройки сетей и вспомогательного оборудования. На расстоянии 10 км от телескопа вводится запрет строительства и режим радиомолчания[11], переселены около 8—9 тысяч человек, проживавших на расстоянии менее 5 км от телескопа[12].
  • 25 сентября 2016 года — начало работы радиотелескопа FAST[13]. Как ожидается, китайские астрономы получат приоритет для работы на FAST в первые два-три года его существования, затем объект будет открыт для учёных по всему миру[14].
  • 11 января 2020 года радиотелескоп FAST прошёл государственную приёмку и был официально введён в эксплуатацию[15].

Характеристики

Телескоп FAST использует фиксированный основной рефлектор, размещённый в естественном карстовом углублении, который отражает радиоволны на приёмник, подвешенный на высоте 140 метров над ним. Рефлектор изготовлен из перфорированных алюминиевых панелей, поддерживаемых сеткой из стальных тросов, свисающих с обода.

Одна из шести опорных мачт

Поверхность рефлектора FAST образована из 4450[16] треугольных панелей, каждая размером 11 метров[17], размещённых в форме геодезического купола. Актуаторы, размещённые под ними, позволяют сформировать активную оптическую поверхность[18].

Над рефлектором на тросах установлена легкая кабина, перемещаемая кабельными роботами, расположенными на шести опорных мачтах[19]:13. Приёмные антенны установлены под ней на платформе Гью — Стюарта, которая позволяет более точно их позиционировать и компенсировать различные возмущающие воздействия, например от ветра[19]:13. Точность позиционирования антенн запланирована на уровне 8 угловых секунд[20]:24[21]:179.

FAST может фокусироваться на направлениях, составляющих угол до ±40° от зенита[19]:4. Из-за виньетирования эффективная апертура сохраняется лишь при углах не более ±30°[20]:13.

Несмотря на общий диаметр отражателя в 500 метров, эффективный диаметр отражателя, используемый в каждый момент времени при наблюдениях, составляет лишь 300 метров. В этом диаметре при помощи актуаторов поддерживается параболическая форма[19]:3. Несмотря на отсутствие единого 500-метрового отражателя и его асферичность, проект сохранил оригинальное название «Радиотелескоп с пятисотметровой сферической апертурой».

Частоты работы — от 70 МГц до 3 ГГц[22], обеспечиваемые 9 приёмниками[20]:30. Полоса 1,23—1,53 ГГц вблизи линии нейтрального водорода (21 см) обеспечивается 19-лучевым приёмником, созданным CSIRO в рамках коллаборации ACAMAR между Австралийской и Китайской академиями наук[23].

Сравнение с Аресибо

Отражатели Аресибо (сверху), FAST (в центре) и РАТАН-600 (снизу) в одном масштабе.

Радиотелескоп FAST по своей конструкции похож на радиотелескоп обсерватории Аресибо, расположенный в Пуэрто-Рико. Они оба расположены в естественных углублениях, составлены из перфорированных алюминиевых панелей и используют движущийся над ними комплект приёмного оборудования. Кроме размера (отражатель Аресибо имеет диаметр 1000 футов, то есть 305 м) между ними есть ряд различий[18][24][25].

Отражатель радиотелескопа Аресибо имеет фиксированную сферическую форму. Несмотря на то, что панели также подвешены на стальных кабелях, их натяжение изменяется вручную для точной настройки формы[18]. Форма отражателя зафиксирована, и над ним подвешено два дополнительных рефлектора для коррекции сферических аберраций[26].

Приёмная платформа Аресибо находится в фиксированном положении над отражателем. Для удержания тяжёлых дополнительных отражателей основная система кабельных подвесов выполнена статической. Имеется лишь небольшой участок, позволяющий компенсировать температурное расширение[18]:3. Антенны закреплены на вращающейся площадке под приёмной платформой[18]:4. Уменьшенный диапазон передвижения приёмников позволяет наблюдать за объектами, располагающимися не далее 19,7° от зенита[27].

Отражатель FAST значительно более глубокий, чем у Аресибо, что также способствует большему полю обзора. При диаметре на 64% больше у отражателя FAST 300-метровый радиус кривизны[19]:3, тогда как у Аресибо — 870 футов (265 м)[27], и в FAST формируется дуга в 113°—120° градусов[19]:4, по сравнению с 70° для Аресибо. Хотя Аресибо способен использовать полную 305-метровую апертуру при наблюдении объектов в зените, чаще используются наблюдения под наклоном с эффективной апертурой в 725 футов (221 м)[18]:4.

Платформа с оборудованием на телескопе Аресибо больше, и на ней установлено несколько передатчиков, что делает его одним из двух крупных радиотелескопов, которые можно использовать в радиолокационной астрономии. Система NASA «Planetary Radar System» позволяет Аресибо изучать ионосферу, внутренние планеты и выполнять точные измерения орбит околоземных астероидов. Платформа на телескопе FAST значительно меньше и не содержит передающего оборудования.

Обсерватория Аресибо находится ближе к экватору, благодаря чему при вращении Земли бо́льшая часть неба попадает в поле обзора. Аресибо расположен на широте 18,35° с. ш., а FAST — примерно на 7,5° севернее, на 25,80° с. ш.

Примечания

  1. ↑ Xi commends launch of world's largest radio telescope in China — China Daily, 2016.
  2. ↑ 1 2 World’s Largest Radio Telescope Being Built in China, Hopefully Not For Evil, Gizmodo, 2011-06-16 (англ.)
  3. ↑ Construction Of World’s Largest Radio Telescope Begins In Southwest China, SpaceDaily, Jan 28, 2011 (англ.)
    Inside FAST, Soon to be the World’s Biggest and Baddest Radio Telescope / Popular Science, Jun 14th, 2011 (англ.)
  4. ↑ 1 2 "Введен в строй крупнейший радиотелескоп в мире". N+1. 2016-09-26. Дата обращения: 29 сентября 2016.
  5. ↑ China’s giant space telescope starts search for alien life // CNN.com
  6. ↑ 1 2 Китай завершил строительство самого большого в мире радиотелескопа / N+1, 04 Июль 2016
  7. ↑ Фотолетопись строительства китайского радиотелескопа FAST. russian.news.cn (4 июля 2016). Дата обращения: 4 июля 2016.
  8. ↑ China starts assembling world’s biggest radio telescope Архивировано 28 июля 2015 года. / AFP, 24 Jul, 2015 (англ.)
  9. ↑ В Китае построено основное сооружение крупнейшего в мире радиотелескопа. russian.news.cn (3 июля 2016). Дата обращения: 4 июля 2016.
  10. ↑ "Китай завершил строительство самого большого в мире радиотелескопа". N+1. 2016-07-04. Дата обращения: 10 сентября 2016.
  11. ↑ "Самый большой радиотелескоп в мире будет сдан в эксплуатацию в сентябре". REGNUM. 2016-09-08. Дата обращения: 10 сентября 2016.
  12. ↑ "В Китае переселяют 8 тысяч человек для открытия крупнейшего радиотелескопа". РИА Новости. 2016-09-01. Дата обращения: 10 сентября 2016.
  13. ↑ В Китае заработал крупнейший в мире радиотелескоп
  14. ↑ "В Китае заработает самый большой радиотелескоп в мире". Вести. 2016-09-22.
  15. ↑ В Китае ввели в эксплуатацию крупнейший в мире радиотелескоп FAST
  16. ↑ "Xinhua Insight: Installation complete on world's largest radio telescope". Xinhua. 2016-07-03.
  17. ↑ "China assembles world's largest telescope in Guizhou". Xinhua. 2015-07-24 — China.org.cn.
  18. ↑ 1 2 3 4 5 6 Williams, R.L. II (July 2015). Five-Hundred Meter Aperture Spherical Radio Telescope (FAST) Cable-Suspended Robot Model and Comparison with the Arecibo Observatory (PDF) (Report). Ohio University. Архивировано (PDF) 22 октября 2016. {{cite report}}: Неизвестный параметр |deadlink= игнорируется (|url-status= предлагается) (справка)
  19. ↑ 1 2 3 4 5 6 Rendong Nan; Di Li; Chengjin Jin; Qiming Wang; Lichun Zhu; Wenbai Zhu; Haiyan Zhang; Youling Yue; Lei Qian. The Five-Hundred-Meter Aperture Spherical Radio Telescope (FAST) Project (англ.) // International Journal of Modern Physics D[англ.] : journal. — 2011. — 20 May (vol. 20, no. 6). — P. 989—1024. — doi:10.1142/S0218271811019335. — arXiv:1105.3794.
  20. ↑ 1 2 3 Nan, Rendong (April 2008). Project FAST — Five hundred meter Aperture Spherical radio Telescope (PDF). China-US Bilateral Workshop on Astronomy. Beijing. Дата обращения: 4 июля 2016.
  21. ↑ Jin, C. J.; Nan, R. D.; Gan, H. Q. The FAST telescope and its possible contribution to high precision astrometry (англ.) // International Astronomical Union : journal. — 2007. — Vol. 248. — P. 178—181. — doi:10.1017/S1743921308018978.
  22. ↑ Receiver Systems. FAST Home Page. National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences. Дата обращения: 28 июня 2014. Архивировано из оригинала 17 октября 2017 года.
  23. ↑ Strom, Marcus (2016-05-06). "CSIRO technology to be at the heart of the world's largest radio telescope in China". Sydney Morning Herald. Fairfax Media. Дата обращения: 7 мая 2016.
  24. ↑ Jin, Chengjin; Zhu, Kai; Fan, Jin; Liu, Hongfei; Zhu, Yan; Gan, Hengqian; Yu, Jinglong; Gao, Zhisheng; Cao, Yang; Wu, Yang (23 October 2013). The optics of the Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope (PDF). Internaltional Symposium on Antennas and Propagation. Nanjing: National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences.
  25. ↑ Qiu, Yuhai H. A novel design for a giant Arecibo-type spherical radio telescope with an active main reflector (англ.) // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society : journal. — Oxford University Press, 1998. — 11 December (vol. 301, no. 3). — P. 827—830. — doi:10.1111/j.1365-8711.1998.02067.x.
  26. ↑ Cortés-Medellín, Germán (13 September 2010). AOPAF: Arecibo Observatory Phased Array Feed (PDF) (Report). National Astronomy and Ionosphere Center, Cornell University.
  27. ↑ 1 2 Arecibo: General Statistical Information on Antenna. National Astronomy and Ionospheric Center (3 января 2005). Дата обращения: 5 июля 2016.

Литература

Ссылки


Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=FAST_(радиотелескоп)&oldid=120927006