Китайская астрономическая обсерватория или небесный глаз сообщение

Обновлено: 02.07.2024

Научно-технический прорыв

Рекордный размер с заполненной апертурой не вызывает сомнений в мировом первенстве, американская радиообсерватория в Пуэрто-Рико использует аналогичный 305-метровый радиотелескоп. Российский 576-метровый радиотелескоп РАТАН-600 является самым большим в мире в классе радиотелескопов с незаполненной апертурой.

Китайский научно-технический объект будет постепенно открываться для всего мира, позволяя астрономам из разных стран проводить комплексные научные исследования.

За два года работы в тестовом режиме, до официального открытия, радиотелескоп FAST позволил международной команде астрономов обнаружить 102 новых пульсара, что превышает общее количество аналогичных объектов, найденных исследовательскими группами из США и Европы за этот период.

Статья была вам интересна? Мы старались для вас! Пожалуйста, поддержите нас репостом в соцсетях или обсудите материал на любимом форуме. Это очень поможет проекту. Спасибо!

Вид с воздуха на телескоп FAST в удалённой местности уезда Пинтан Цяньнань-Буи-Мяоского автономного округа провинции Гуйчжоу на юго-западе Китая. Фото: Liu Xu / Xinhua

25 сентября 2016 года крупнейший в мире радиотелескоп Сферический радиотелескоп с пятисотметровой апертурой (Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope, FAST) направил рефлектор в сторону космоса и принял сигнал от далёких галактик. Сегодня состоялась торжественная церемония открытия FAST. До этого в тестовом режиме его запускали несколько раз. В один из тестовых запусков он уловил сигнал от пульсара на расстоянии 1351 световой год от Земли.

По мнению экспертов, этот гигантский научный инструмент демонстрирует амбиции Китая в исследованиях космоса и стремление добиться международного признания передовой китайской науки. Строительство телескопа с неофициальным названием 天眼, то есть Небесный глаз, заняло пять лет и обошлось в $180 млн.

Радиотелескоп FAST диаметром 500 метров превосходит по размеру 305-метровую обсерваторию радиотелескоп Аресибо в Пуэрто-Рико, которая считалась крупнейшей в мире в течение последних 53-х лет. Здесь нужно заметить, что российский радиотелескоп РАТАН-600 имеет диаметр 576 метров, но его апертура не заполнена. Таким образом, именно Аресибо и FAST являются крупнейшими в мире радиотелескопами с заполненной апертурой.

Радиотелескоп в Аресибо

По информации китайских СМИ, у FAST вдвое большая чувствительность, чем у обсерватории в Аресибо, а также в 5-10 раз более высокая скорость исследования звёздного неба.

Сравнение тарелок Аресибо и FAST

Конструкция радиотелескопа FAST состоит из одного рефлектора, в котором соединены между собой 4450 треугольных отражающих панелей со стороной 11 метров, в форме геодезического купола.

Положение каждой панели можно регулировать с высокой точностью — для этого предназначена сетка из стальных канатов с гидравлическими приводами. Таким образом, радиотелескоп фокусируется на определённое направление. FAST может сфокусироваться на любом участке в пределах ±40° от зенита. При этом задействуется участок рефлектора диаметром только 300 метров из общей 500-метровой тарелки. То есть, получается, в названии телескопа FAST две фактические ошибки: ведь апертура телескопа составляет менее 500 метров, а телескоп не сферический.

Сооружение телескопа заняло пять лет. Инженерам и строителям пришлось годами жить в одном из горных ущелий вдали от цивилизации, где в первое время даже не было электричества. Именно это заброшенное место выбрали из 400 вариантов: природная долина в горах на высоте примерно 1000 м над уровнем моря идеально подходила по размеру и являлась естественной защитой от радиочастотных помех (фото чаши телескопа со спутника). Ради научного проекта власти распорядились переселить 65 жителей деревни в этой долине и отселили 9110 жителей из восьми деревень в окрестностях. В августе текущего года сообщалось, что отселённых жителей поселят в новые дома или выплатят большие компенсации из фонда помощи бедным, выдадут банковские кредиты.

Радиотелескоп FAST в сентябре 2015 года, за год до запуска

В радиусе пяти километров вокруг FAST не будет ни одного источника помех вроде микроволновки, которая 17 лет не давала покоя австралийским астрономам. По условиям строительства, в радиусе 5 км должно соблюдаться полное радиомолчание.

Несмотря на необходимость полного радиомолчания, власти решили построить туристические объекты в окрестностях радиотелескопа, в том числе смотровую площадку на соседней горе. Китайские и иностранные туристы могут приехать и своими глазами увидеть это чудо. В таком решении есть резон: например, в Аресибо ежегодно приезжает около 90 000 туристов и 200 учёных.

Радиотелескоп FAST в сентябре 2016 года

На торжественную церемонию запуска FAST в провинцию Пинтан съехались сотни учёных и энтузиастов астрономии со всей страны. Президент Китая поздравил учёных, инженеров и строителей, которые довели до конца сложнейший технический проект.

Китайские астрономы получат приоритет для работы на FAST в первые два-три года его существования, затем объект обещают открыть для учёных со всего мира.

Возможно, это случится и раньше, потому что сейчас для проекта в Китае не могут найти достаточно специалистов. Чтобы задействовать FAST на полную мощность, нужны сотни исследователей, и исследовательская группа FAST не может найти в Китае даже 50 астрономов.

Амбиции Китая

Китай тратит миллиарды долларов на гигантские космические проекты. Таким бюджетам могут позавидовать даже американские научные коллективы, не говоря уже о европейской и российской науке, которая получает очень скромные суммы от государства.

План будущей китайской космической станции в сравнении с другими космическими станциями третьего поколения

В ближайшие годы Китай планирует построить на орбите космическую станцию третьего поколения. Программа рассчитана на несколько этапов до 2020-2022 года.

Строительство данного телескопа было окончено в июле 2016-го года, и потребовало пяти лет и 180 млн. долларов. С момента окончания строительства обсерватория FAST получает почетное звание радиотелескопа с заполненной апертурой самого большого диаметра, а именно 500 метров. Тем самым FAST обошел другой гигантский радиотелескоп, Аресибо , который в течение 53-х лет оставался самым большим, с диаметром апертуры — 304,8 метров.

Говоря о наибольших радиотелескопах с незаполненной апертурой, то эту нишу по-прежнему занимает российский РАТАН-600 (576 м.).

Конструкция

Конструкция телескопа FAST во многом схожа с обсерваторией Аресибо. Его апертура состоит из 4 450 перфорированных алюминиевых пластин треугольной формы стороной в 11 метров. Эти пластины располагаются в виде геодезического купола на стальных подвешенных тросах, образующих сетку. Вся апертура находится в естественном природном углублении – карстовой воронке. Примечательно, что само углубление образовано в горах, на высоте около 1 км над уровнем моря, что также положительно влияет на качество наблюдений, проводимых FAST в будущем.

В отличие от статической апертуры обсерватории Аресибо, каждая панель радиотелескопа FAST способна изменить свое положение при помощи гидравлических приводов, которые приводят в движение сетку из тросов.

Характеристики

Согласно информации, полученной от китайских СМИ, телескоп FAST имеет вдвое большую чувствительность, нежели радиотелескоп Аресибо, а также более чем в пять раз высокую скорость исследование небосвода.

Частотный диапазон, который охватывает радиотелескоп составляет от 70 МГц – 3 ГГц. Радиотелескоп FAST может быть сфокусирован по направлению, которое вместе с зенитом образует угол не меньше 40°.

Хотя FAST называют сферическим радиотелескопом с 500-метровой апертурой, однозначно он не имеет сферической формы, а эффективный диаметр его отражателя (радиус кривизны) – 300 метров. И хотя Аресибо может использовать в полной мере свою 305-метровую апертуру, проводя наблюдения в зените, зачастую наблюдение объектов проводится под наклоном, где эффективная апертура составляет всего 221 метр. Т. к., отражатель радиотелескопа FAST намного глубже, нежели у Аресибо, это расширяет поле зрения для ведения наблюдений.

Все же несмотря на более высокие характеристики FAST, в некоторых видах исследований обсерватория Аресибо остается ведущий. К примеру, изучение земной ионосферы, изучение внутренних планет Солнечной системы, а также проведение точных измерений орбит астероидов в окрестностях Земли. Подобные исследования доступны обсерватории Аресибо по причине наличия передатчиков и другого специального оборудования, которого нет на радиотелескопе FAST. Помимо этого, последний расположен на 7.5° севернее обсерватории Аресибо. При таком более близком расположении обсерватории к экватору в ее поле обзора попадает несколько больше космических тел, нежели в поле зрения FAST.

Строительство данного телескопа было окончено в июле 2016-го года, и потребовало пяти лет и 180 млн. долларов. С момента окончания строительства обсерватория FAST получает почетное звание радиотелескопа с заполненной апертурой самого большого диаметра, а именно 500 метров. Тем самым FAST обошел другой гигантский радиотелескоп, Аресибо, который в течение 53-х лет оставался самым большим, с диаметром апертуры — 304,8 метров.

Конструкция

Пластины радиотелескопа FAST

Характеристики

Ночное небо над FAST

Значение для науки и общественности

Научное сообщество намерено использовать радиотелескоп FAST для поиска гравитационных волн, поимки радиоизлучения от далеких звезд и галактик, а также с целью обнаружение внеземных сигналов искусственного происхождения.

Первые пару лет данный телескоп доступен лишь китайским ученым и специалистам, после чего станет открыт для международного научного сообщества.

Несмотря на то, что ради предотвращения радиопомех в радиусе пяти километров власти отселили более 9 тыс. жителей с последующими выплатами компенсаций, недалеко от обсерватории были построены различные туристические, которые позволят заинтересованным лицам посещать экскурсии на самый большой радиотелескоп в мире. К примеру, обсерваторию Аресибо ежегодно посещает около 200 ученых и 90 тыс. туристов со всего мира.

Трудно назвать точное время появления первых обсерваторий. Сооружения, где велись наблюдения за небесными светилами, строили в древней Ассирии, Вавилоне, Китае, Египте, Персии, Индии, Мексике, Перу. Сегодня в мире работает более 500 обсерваторий: пресс-служба Главгосэкспертизы России выбрала самые интересные из них.

Первыми астрономами были жрецы – именно они вели наблюдения за звездным небом. И начало этим наблюдениям было положено еще в эпоху неолита и в бронзовом веке – именно тогда была создана одна из первых обсерваторий, Стоунхендж, расположенный в 130 км от современного Лондона. Мегалитический храм Стоунхендж был священным местом древних кельтских жрецов друидов – а те прекрасно разбирались в строении и движении звезд, знали размеры Земли и планет Солнечной системы, изучали астрономические явления. Временем основания Стоунхенджа считается XXX век до н.э. Другая древнейшая обсерватория – ей пять тысяч лет –обнаружена на территории Армении.

Первой обсерваторией в современном смысле этого слова стал Александрийский мусейон, основанный в начале III века до н.э. при Птолемее Сотере по инициативе Деметрия Фалерского. Мусейон был религиозным, исследовательским, учебным и культурным центром эллинистической эпохи. В его состав входила и легендарная Александрийская библиотека, в которой, по некоторым сведениям, хранилось до 900 000 свитков. Именно в Александрийской обсерватории впервые начали применять высокоточные инструменты – такие, как гномоны и квадранты. А ученый Гиппарх изобрел основанную на принципе стереографической проекции астролябию.

Обсерватории современного типа начали строить в Европе в XVII веке после того, как был изобретен телескоп. В 1667 году в Париже открылась большая государственная обсерватория. Наряду с инструментами древней астрономии здесь уже использовали большие телескопы-рефракторы. В 1675 году заработала Гринвичская королевская обсерватория в предместье Лондона.

В 1692 году первую российскую обсерваторию основал в Холмогорах священник Афанасий Любимов. В 1701 году по указу Петра I была создана обсерватория при Навигацкой школе в Москве. Основанную в 1839 году Пулковскую обсерваторию оборудовали самыми совершенными инструментами, которые давали возможность получать результаты высокой точности. За это Пулковскую обсерваторию назвали астрономической столицей мира, и по сей день она остается главной среди двадцати российских обсерваторий.

Здания современных оптических обсерваторий строятся в цилиндрической или многогранной форме: это башни, в которых установлены телескопы. Вес оптического прибора может достигать нескольких сотен тонн, а в движение его приводят системы моторов. Для осмотра и ремонта части телескопа снимают с помощью подъемного крана. Многослойный купол обсерватории сделан из стали и оснащен двигающимися по рельсам створками. Здание обсерватории обязательно включает в себя систему кондиционирования для охлаждения купола и вычислительных машин, а также кабинеты ученых, лифты, широкие главные ворота, позволяющие завозить громоздкую аппаратуру.

Обсерватории обычно располагаются вдали от городов, в зонах с малой облачностью и освещенностью, по возможности - на высоких плато, где незначительна атмосферная турбулентность и можно изучать инфракрасное излучение, поглощаемое нижними слоями атмосферы.

Бывают специализированные обсерватории, которые работают по узкой научной программе – радиоастрономические или горные станции для наблюдений за Солнцем. Существуют обсерватории на бортах космических кораблей и на орбитальных станциях. Например, космический аппарат TESS за два года работы обнаружил более 2100 планет.

Шесть крупнейших мировых обсерваторий

Китайская астрономическая обсерватория или Небесный глаз (FAST)

Крупнейшая в мире астрономическая обсерватория находится на юго-западе Китая. Из 400 других мест для расположения была выбрана горная долина, расположенная на высоте почти километр над уровнем моря – она идеально подходит по размеру и уровню защиты от радиочастотных волн. Отдаленная местность, правда, усложнила задачу строителям, которым пришлось жить в горном ущелье вдали от цивилизации, где первое время не было электричества. Строительство началось в 2011 году и заняло пять лет. В результате был сооружен самый крупный на планете сферический радиотелескоп, представляющий собой пятисотметровую тарелку из 4400 алюминиевых панелей. Обсерватория обошлась государству в 180 млн долларов. Китайский радиотелескоп хранит невероятно большое количество данных и способен обнаружить даже самые слабые радиоволны, исходящие от небесных объектов, в том числе таких, как пульсары и целые галактики.

Паранальская обсерватория (VLT), Чили

Аресибо, Пуэрто-Рико

Астрономическая обсерватория Аресибо расположена в Пуэрто-Рико на высоте 497 м над уровнем моря. Здесь ведут исследования Корнельский университет и Национальный центр астрономии и ионосферы США. Диаметр тарелки радиотелескопа составляет 304,8 м, а глубина зеркала – 50,9 м. Поверхность рефлектора покрыта 38 778 алюминиевыми пластинами, каждая из которых имеет размер 1х2 метра. Само зеркало расположено в естественном углублении, а подвижный облучатель подвешен на тросах к трем опорным фермам: его положение и определяет, какой участок небосвода окажется в фокусе. Интересно, что прозрачный для солнечных лучей рефлектор телескопа используется в качестве парника для выращивания сельскохозяйственных культур. Радиотелескоп необходим для исследований в области радиоастрономии, физики атмосферы и радиолокационных наблюдений объектов Солнечной системы.

Обсерватории Роке-де-лос-Мучачос или Большой Канарский телескоп (GTC)

Обсерватория расположена на Канарском острове Пальма на пике потухшего вулкана Мучачос на высоте около 2400 м над уровнем моря. Наряду с обсерваторией в Чили, эта обсерватория - одно из лучших мест на Земле с точки зрения астроклимата. В 2007 году введен в строй Большой Канарский телескоп — оптический телескоп-рефлектор с самым крупным зеркалом в мире. Его первичное шестиугольное зеркало, с эквивалентным диаметром 10,4 метра, составлено из 36 шестиугольных сегментов. Телескоп оснащён активной и адаптивной оптикой и способен увидеть объекты в миллиард раз слабее по свету, чем те, что заметны невооружённому глазу.

Обсерватория Кека, США

Обсерватория расположена на пике горы Мауна-Кеа (Гавайи) на высоте 4145 метров над уровнем моря. С 1993 по 2007 год - до введения в строй Большого канарского телескопа GTC (10,4 м) – телескопы обсерватории были крупнейшими в мире. Два зеркальных телескопа, диаметр шестиугольных зеркал которых составляет 10 метров. И именно здесь было открыто наибольшее количество экзопланет.

Специальная астрофизическая обсерватория РАН, Россия

В России самый крупный телескоп установлен в специальной астрофизической обсерватории в республике Карачаево-Черкесия на Северном Кавказе. Он смонтирован на высоте чуть более 2000 метров над уровнем моря. Главное зеркало рефлектора составляет 6 метров в диаметре. До 1993 года он оставался крупнейшим в мире, пока не построили обсерваторию Кека. Сегодня телескоп планируют модернизировать — основное зеркало демонтировано и отправлено на завод -изготовитель для переполировки, также здесь будет установлено новое электронное оборудование системы слежения и наведения.

Читайте также: