Ko zinātnieki var sagaidīt no pasaulē lielākā Ķīnas radioteleskopa? FAST observatorijas virves ar hidraulisko piedziņu pie ātra teleskopa

Teleskops ĀTRI

Ķīnā ir nodots ekspluatācijā 500 metru FAST radioteleskops, pasaulē lielākais teleskops ar apertūras atvērumu. Pēc diametra tas ir otrais pēc RATAN-600, kas atrodas Karačajas-Čerkesijā, kuram tomēr nav aizpildītas atveres. Tuvākais FAST analogs ir Arecibo observatorijas 300 metru radioteleskops. Par to ziņo aģentūra Xinhua.

Teleskopa izmēri nosaka tā darbības raksturlielumus - jutību, izšķirtspēju utt. Jo lielāks ir radioteleskops, jo mazākus vai attālākus objektus tas var noteikt. Izšķirtspējas ziņā absolūtais rekordists ir RadioAstron. Šī ir sistēma kosmosa objektu novērošanai, izmantojot īpaši garu bāzes līnijas interferometriju, kas sastāv no Spektr-R kosmosa radioteleskopa un dažādiem uz zemes izvietotiem radioteleskopiem. Kopā tie veido instrumentu, kas līdzvērtīgs radioteleskopam, kura diametrs ir aptuveni simts tūkstoši kilometru.

Tomēr šādām sistēmām ir zema jutība to mazā efektīvā laukuma dēļ. Kopējo jutību nosaka kā 10 metru Spektr-R un ar to tandēmā strādājošā zemes radioteleskopa jutības vidējo ģeometrisko vidējo. Tāpēc šādiem novērojumiem ir nepieciešami augstas jutības zemes instrumenti. Turklāt jauni radioteleskopi paplašina astronomiem pieejamos rīkus visā pasaulē.

Jaunais radioteleskops atrodas Guidžou provincē, un tā platība ir aptuveni 30 futbola laukumi. Neskatoties uz 500 metru diametru, novērojumos tiks izmantoti atstarotāju fragmenti ar aptuveni 300 metru diametru – tāds ir teleskopa efektīvais diametrs. Pēc šī rādītāja FAST ir tikai nedaudz labāks par Arecibo observatoriju (221 metrs). 500 metru atstarotājs ļaus teleskopam iegūt daudz lielāku redzes lauku.

Pēc nodošanas ekspluatācijā pirmie testa novērojumi jau tika veikti pie teleskopa. Saskaņā ar Nacionālās astronomiskās laboratorijas (Ķīna) pētnieka Cjaņa Lei teikto, teleskops veiksmīgi atklāja signālu no viena no pulsāriem, kas atrodas 1351 gaismas gada attālumā no Zemes.

FAST uzdevumi ietvers pulsāru izsekošanu, starpzvaigžņu gāzu izpēti, sarežģītu molekulu meklēšanu un reionizācijas laikmeta objektu analīzi. Zinātnieki sagaida, ka radioteleskops dubultos zinātnei zināmo pulsāru skaitu. Tas var palīdzēt meklēt gravitācijas viļņu signālus pulsāra starojuma "traucējumos" (šādus novērojumus, piemēram, NANOGrav konsorcijs). Projekta RadioAstron pārstāvji iepriekš norādīja, ka FAST varēs strādāt tandēmā ar Spektr-R. Radioteleskops tiks noskaņots pirmos divus līdz trīs gadus pēc nodošanas ekspluatācijā, pēc tam tas kļūs pieejams starptautiskajai sabiedrībai.

Interesanti, ka, lai izveidotu teleskopu, Ķīnas varas iestādēm bija jāpārvieto aptuveni 9000 vietējo iedzīvotāju ārpus piecu kilometru zonas ap teleskopu. Būvniecība notika 2016. gada jūlijā. Blakus teleskopam atrodas skatu laukums, uz kuru nokļūšana tiks organizēta tūristu grupām - līdz diviem tūkstošiem cilvēku dienā. Biļetes izmaksas uz to būs aptuveni 3,5 tūkstoši rubļu Krievijas naudas izteiksmē.

Vladimirs Koroļovs

Pirms nedaudz vairāk kā gada Ķīnā darbu sāka pasaulē lielākais radioteleskops FAST — sfērisks radioteleskops ar piecsimtmetru apertūru. Tā tika uzcelta ar mērķi izpētīt mūsu Visuma izcelsmi un evolūciju. Turklāt paredzams, ka teleskops spēs pētīt galaktiku, gravitācijas viļņu un tumšās vielas veidošanos un kustību, kā arī starpzvaigžņu telpas molekulas.

Pirmais atklājums

Neskatoties uz daudz pretrunīgas informācijas, tostarp to, ka tūkstošiem cilvēku zaudēja zemi teleskopa būvniecības dēļ un ka Ķīnai nebija pietiekami daudz speciālistu, lai to veiksmīgi palaistu, FAST strādāja pilnu gadu. Nesen laboratorijas vadītāji publicēja viņa pirmos atklājumus. Tie kļuva par pulsāriem – neitronu zvaigznēm, kas milzīgā ātrumā griežas ap savu (nedaudz sasvērto) asi.

Teleskopa nozīme zinātnē

Kā vēsta Ķīnas laikraksts China Daily, teleskops spējis atklāt vairākus desmitus līdz šim nezināmu pulsāru. Dažu no tiem esamību un atrašanās vietu apstiprināja radio observatorija Austrālijā.

Pēc FAST radioteleskopa direktora domām, šādi rezultāti ir uzskatāms observatorijas un speciālistu veiksmīga darba apliecinājums. Šādi atklājumi liecina, ka FAST būs ārkārtīgi noderīgs pasaules zinātnieku aprindām, jo tas ir pietiekami spēcīgs, lai uztvertu signālus no pulsāriem tālu aiz mūsu galaktikas.

Turklāt radioteleskopa jutīgums nodrošina, ka tas izrādīsies svarīgs instruments Visuma evolūcijas un tā noslēpumainā sastāva (tumšās matērijas un tumšās enerģijas) pētīšanai.

Teleskopa jutība pret pulsāru izstarotajiem radioviļņiem arī parāda iespējamību, ka FAST būs noderīgs turpmākajos gravitācijas viļņu pētījumos.

Nākotnes atklājumu gaidīšana

Paredzams, ka Ķīnas FAST radioteleskops spēs dubultot zināmo pulsāru skaitu Piena Ceļa galaktikā. Mūsdienās mūsu galaktikā ir zināmi 2700 pulsāri, no kuriem pirmais tika atklāts 1967. gadā.

Papildus radioviļņu meklēšanai, ko izstaro pulsāri, kad tie griežas, teleskops meklē signālus no svešām dzīvības formām. Eksperti nelolo lielas cerības uz ārpuszemes civilizācijas atklāšanu, tā vietā viņi cenšas atrast pēc iespējas vairāk iespēju un jomas, kurās FAST varētu būt noderīga mūsdienu astrofizikai.

Piemēram, pavisam drīz radioteleskops sāks meklēt un pētīt sarežģītas starpzvaigžņu molekulas, kā arī neitrālo ūdeņradi, kas atrodas Visuma plašumos.

Pirms neilga laika Ķīna pabeidza pasaulē lielākā radioteleskopa FAST (pieci simti metru apertūras sfēriskais teleskops) būvniecību. Tā atstarotāja diametrs ir puskilometrs!

FAST teleskops tiek būvēts kopš 2011. gada. Tās celtniecībai no kalnu apvidiem ap būvlaukumu bija jāpārvieto aptuveni 9000 cilvēku. Būvniecības posmā:

Ķīnas radioteleskops sastāv no 4450 paneļiem, tā bļoda atrodas dabiskā ieplakā Guidžou provinces kalnos. “Bļodas spoguļa” salikšanas brīdis:

FAST teleskops novēros objektus, kas atrodas līdz 11 miljardiem gaismas gadu no Zemes. Ķīnas Nacionālā kosmosa aģentūra plāno, ka radioteleskops spēs uztvert arī ārpuszemes civilizāciju signālus.

Starp citu, iepriekš lielākais spogulis ar aptuveni 305 metru diametru tika uzstādīts radioteleskopā Aresibo observatorijā Puertoriko. Atgādinām, ka FAST teleskopa spoguļa diametrs ir 500 metri. Izmaksas: 180 miljoni USD.

Šī teleskopa uzbūve ir daļa no Ķīnas kosmosa programmas. Ķīnas tuvākajos plānos ietilpst uzbūvēt savu kosmosa staciju un izveidot kosmosa teleskopu, kas būs 300 reižu jaudīgāks par amerikāņu Habla teleskopu.

No 2016. gada marta galaktika GN-z11 tiek uzskatīta par vistālāko objektu no Zemes, tā atrodas 13,4 miljardu gaismas gadu attālumā. Galaktika tika atklāta, izmantojot orbitālos datus.

Radioteleskops RATAN, kas pieder Krievijas Zinātņu akadēmijas Astrofizikas observatorijai, atrodas Karačajā-Čerkesijā. Spoguļa diametrs ir 600 metri. To sauc arī par lielāko pasaulē. RATAN izmanto parabolisko atstarotāju, jaunais FAST teleskops Ķīnā un Arecibo teleskops ir sfēriski.

FAST teleskops Ķīnā:

Darbs pie pasaulē lielākā teleskopa izveides ilga 5 gadus, un pirms tā uzbūvēšanas speciālisti gandrīz 10 gadus pavadīja, veicot provizoriskus aprēķinus un izpēti.

Darbs bijis intensīvs, tūkstošiem zinātnieku un inženieru kopš 2011. gada ir spiesti dzīvot Guidžou provinces aizā un strādāt nepārtraukti. Viena lieta mani iepriecina - šeit ir skaisti.

FAST teleskopa skats no gaisa attālā Pingtangas apgabala apgabalā, Qiannan Bui Miao autonomajā prefektūrā, Guidžou provincē, Ķīnas dienvidrietumos. Foto: Liu Xu/Siņhua

2016. gada 25. septembris pasaulē lielākais radioteleskops Sfērisks radioteleskops ar piecsimt metru apertūru(pieci simti metru apertūras sfēriskais teleskops, FAST) nosūtīja atstarotāju kosmosa virzienā un saņēma signālu no tālām galaktikām. Šodien notika FAST atklāšanas ceremonija. Pirms tam tas vairākas reizes tika palaists testa režīmā. Vienā no izmēģinājuma palaišanas reizēm viņš uztvēra signālu no pulsāra 1351 gaismas gada attālumā no Zemes.

Eksperti norāda, ka milzu zinātniskais instruments demonstrē Ķīnas ambīcijas kosmosa izpētē un vēlmi iegūt starptautisku atzinību Ķīnas progresīvajai zinātnei. Teleskopa, ko neoficiāli sauc par 天眼 jeb Debesu aci, būvniecība ilga piecus gadus un izmaksāja 180 miljonus dolāru.

FAST radioteleskops ar 500 metru diametru ir lielāks nekā 305 metrus garā Arecibo radioteleskopa observatorija Puertoriko, kas pēdējos 53 gadus tika uzskatīta par lielāko pasaulē. Te gan jāpiebilst, ka Krievijas radioteleskopa RATAN-600 diametrs ir 576 metri, taču tā apertūra nav aizpildīta. Tādējādi Arecibo un FAST ir pasaulē lielākie radioteleskopi ar aizpildītu apertūru.

Arecibo radioteleskops

Ķīnas mediji vēsta, ka FAST ir divreiz lielāks jutīgums nekā Arecibo observatorijai, kā arī 5-10 reizes lielāks nekā zvaigžņoto debesu izpētes ātrums.

Arecibo un FAST plākšņu salīdzinājums

FAST radioteleskopa konstrukcija sastāv no viena atstarotāja, kurā ģeodēziskā kupola formā ir savstarpēji savienoti 4450 trīsstūrveida atstarojoši paneļi ar 11 metru malu.

Katra paneļa novietojums ir regulējams ar augstu precizitāti - tam ir paredzēts tērauda trošu tīkls ar hidrauliskām piedziņām. Tādējādi radioteleskops ir fokusēts noteiktā virzienā. FAST var fokusēties jebkur ±40° robežās no zenīta. Šajā gadījumā tiek izmantota atstarotāja sekcija, kuras diametrs ir tikai 300 metri no kopējā 500 metru šķīvja. Tas ir, izrādās, ka FAST teleskopa nosaukumā ir divas faktu kļūdas: galu galā teleskopa atvērums ir mazāks par 500 metriem, un teleskops nav sfērisks.

Teleskopa būvniecība ilga piecus gadus. Inženieriem un celtniekiem gadiem nācās dzīvot vienā no kalnu aizām tālu no civilizācijas, kur sākumā nebija pat elektrības. Tieši šī pamestā vieta tika izvēlēta no 400 iespējām: dabiska ieleja kalnos aptuveni 1000 m augstumā virs jūras līmeņa bija ideāla izmēra un nodrošināja dabisku aizsardzību pret radiofrekvenču traucējumiem ( teleskopa bļodas satelītfoto). Zinātniskā projekta labad varas iestādes lika pārmitināt 65 ciema iedzīvotājus šajā ielejā un pārmitināja 9110 iedzīvotājus no astoņiem apkārtnes ciematiem. Šā gada augustā tika ziņots, ka izliktie iedzīvotāji tiks pārcelti uz jaunām mājām vai viņiem tiks izmaksātas lielas kompensācijas no Trūcīgo palīdzības fonda un izsniegti banku kredīti.

FAST radioteleskops 2015. gada septembrī, gadu pirms palaišanas

Piecu kilometru rādiusā ap FAST nebūs neviena tādu traucējumu avota kā mikroviļņu krāsns, kas Austrālijas astronomus vajā 17 gadus. Saskaņā ar būvniecības nosacījumiem 5 km rādiusā ir jāievēro pilnīgs radioklusums.

Neskatoties uz nepieciešamību pēc pilnīga radioklusuma, varas iestādes nolēma radioteleskopa tuvumā uzbūvēt tūrisma objektus, tostarp novērošanas klāju tuvējā kalnā. Ķīniešu un ārvalstu tūristi var ierasties un redzēt šo brīnumu savām acīm. Šādam lēmumam ir pamats: piemēram, Arecibo ik gadu ierodas aptuveni 90 000 tūristu un 200 zinātnieku.

FAST radioteleskops 2016. gada septembrī

Simtiem zinātnieku un astronomijas entuziastu no visas valsts pulcējās Pingtanas provincē uz FAST palaišanas ceremoniju. Ķīnas prezidents