Самый крупный радиотелескоп в мире. Телескоп FAST: в поисках внеземных цивилизаций. Значение телескопа для науки
Телескоп FAST
В Китае введен в строй 500-метровый радиотелескоп FAST - крупнейший в мире телескоп с заполненной апертурой. По своему диаметру он уступает лишь РАТАН-600, расположенному в Карачаево-Черкесии, который, однако, не обладает заполненной апертурой. Ближайшим аналогом FAST является 300-метровый радиотелескоп обсерватории Аресибо. Об этом сообщает агентство «Синьхуа».
Размеры телескопа определяют его рабочие характеристики - чувствительность, разрешение и так далее. Чем больше радиотелескоп, тем меньшие по размеру или более удаленные объекты он может различить. С точки зрения разрешения, абсолютным рекордсменом является «РадиоАстрон». Это система для наблюдения за космическими объектами с помощью интерферометрии со сверхдлинными базами, состоящая из космического радиотелескопа «Спектр-Р» и различных наземных радиотелескопов. Вместе они образуют прибор, эквивалентный радиотелескопу с диаметром порядка ста тысяч километров.
Однако подобные системы обладают невысокой чувствительностью из-за малой эффективной площади. Общая чувствительность определяется как среднее геометрическое из чувствительности 10-метрового «Спектра-Р» и наземного радиотелескопа, работающего с ним в паре. Поэтому для таких наблюдений необходимы наземные приборы высокой чувствительности. Кроме того, новые радиотелескопы расширяют инструментарий, доступный астрономам со всего мира.
Новый радиотелескоп располагается в провинции Гуйчжоу и обладает площадью порядка 30 футбольных полей. Несмотря на 500-метровый диаметр, при наблюдениях будут использоваться фрагменты отражателя диаметром около 300 метров - это эффективный диаметр телескопа. По этому показателю FAST лишь ненамного лучше обсерватории Аресибо (221 метров). 500-метровый отражатель позволит телескопу иметь гораздо большее поле зрения.
После ввода в строй на телескопе уже были проведены первые пробные наблюдения. По словам Цянь Леи, исследователя из Национальной астрономической лаборатории (Китай), телескоп успешно зафиксировал сигнал от одного из пульсаров, расположенного в 1351 световом году от Земли.
В задачи FAST войдет слежение за пульсарами, исследование межзвездного газа, поиск сложных молекул и анализ объектов эпохи реионизации. Ученые ожидают, что радиотелескоп удвоит количество пульсаров, известных науке. Это может помочь в поисках сигналов гравитационных волн в «сбоях» излучения пульсаров (такими наблюдениями , например, консорциум NANOGrav). Представители проекта «РадиоАстрон» ранее , что FAST сможет работать в паре с «Спектром-Р». Первые два-три года после ввода в эксплуатацию радиотелескоп будет настраиваться, после чего станет доступен международному сообществу.
Интересно, что для постройки телескопа властям Китая пришлось переселить около 9000 местных жителей за пределы пятикилометровой зоны вокруг телескопа. Строительство было в июле 2016 года. Рядом с телескопом находится обзорная площадка, на которую будет организован доступ туристических групп - до двух тысяч человек в день. Стоимость билета на нее составит около 3,5 тысячи рублей в пересчете на российские деньги.
Владимир Королёв
Аресибо - астрономическая обсерватория, расположенная в Пуэрто Рико, в 15 км от города Аресибо, на высоте 497 м над уровнем моря. Ее радиотелескоп является самым большим в мире и используется для исследований в области радиоастрономии, физики атмосферы и радиолокационных наблюдений объектов Солнечной системы. Также информация с телескопа поступает для обработки проектом SETI@home, посредством подключённых к Интернету компьютеров добровольцев. Проект этот, напомним, занимается поиском внеземных цивилизаций.
Помните 10 лет назад был фильм про Джеймса Бонда - "Золотой глаз". Там как раз действия разворачивались на этом телескопе.
Многие наверное подумали что это декорации к фильму. А телескоп к тому моменту уже работал 50 лет
Обсерватория Аресибо находится на высоте 497 метров над уровнем моря. Несмотря на то, что расположена она в Пуэрто Рико, используется и финансируется она всевозможными университетами и агентствами США. Основным предназначением обсерватории является исследование в области радиоастрономии, а также наблюдение за космическими телами. Для этих целей и был построен самый большой в мире радиотелескоп. Диаметр тарелки составляет 304,8 метров.
Глубина тарелки (зеркало рефлектора по научному) сотавляет - 50,9 метров, общая площадь - 73000 м2. Изготовлена она из 38778 перфорированных (дырчатых) алюминиевых пластин, уложенных на сетку из стальных тросов.
Над тарелкой подвешена массивная конструкция, передвижной облучатель и его направляющие. Держится она на 18 тросах, натянутых от трёх башен поддержки.
Если Вы купите входной билет на экскурсию, стоимостью 5$, то получите возможность подняться на облучатель по специальной галерее или в клетке подъёмника.
Строительство радиотелескопа было начато в 1960 году, а уже 1 ноября 1963 года состоялось открытие обсерватории.
За время своего существования, радиотелескоп Аресибо отличился тем, что были открыты несколько новых космических объектов (пульсары, первые планеты за пределами нашей Солнечной системы), лучше исследованы поверхности планет нашей Солнечной системы, а также, в 1974 году было отправлено послание Аресибо, в надежде, что какая-нибудь внеземная цивилизация откликнется на него. Ждёмс.
При проведении этих исследований включается мощный радар и измеряется ответная реакция ионосферы. Антенна такого большого размера является необходимой, потому что на тарелку для измерения попадает лишь малая часть рассеянной энергии. Сегодня только треть времени работы телескопа отведено для изучения ионосферы, треть - для исследования галактик, а оставшаяся треть отдана астрономии пульсаров.
Аресибо, без сомнения, превосходный выбор для поиска новых пульсаров, поскольку огромные размеры телескопа делают поиски более продуктивными, позволяя астрономам находить доселе неизвестные пульсары, которые оказались слишком малы, чтобы быть замеченными при помощи телескопов меньших размеров. Тем не менее, такие размеры имеют и свои недостатки. Например, антенна должна оставаться закрепленной на земле из-за невозможности управлять ей. Вследствие чего телескоп в состоянии охватить только сектор неба, который находится непосредственно над ним на пути вращения земли. Это позволяет Аресибо наблюдать за сравнительно небольшой частью неба, по сравнению с большинством других телескопов, которые могут охватывать от 75 до 90% неба.
Второй, третий и четвертый по величине телескопы, которые используются (или будут использоваться) для исследования пульсаров - это соответственно телескоп Национальной радиоастрономической обсерватории (НРАО) в Западной Вирджинии, телескоп института Макса Планка в Эффельсберге и телескоп Грин-Бэнк НРАО тоже в Западной Вирджинии. Все они имеют диаметр не менее 100 м и полностью управляемы. Несколько лет назад 100-метровая антенна НРАО упала на землю, и сейчас ведутся работы по установке более качественного 105-метрового телескопа.
Это лучшие телескопы для изучения пульсаров, не попадающих в радиус действия Аресибо. Заметьте, что Аресибо втрое больше 100-метровых телескопов, а это значит, что он охватывает площадь в 9 раз большую и достигает результатов научных наблюдений в 81 раз быстрее.
Тем не менее, существует множество телескопов диаметром меньше 100 метров, которые также успешно используются для изучения пульсаров. Среди них Parkes в Австралии и 42-метровый телескоп НРАО.
Большой телескоп может быть заменен совмещением нескольких телескопов меньших размеров. Эти телескопы, точнее, сети телескопов, могут охватывать площадь, равную той, которая охватывается стометровыми антеннами. Одна из таких сетей, созданная для апертурного синтеза, называется Very Large Array. Она насчитывает 27 антенн, каждая 25 метров в диаметре.
Начиная с 1963 года, когда было закончено строительство обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико (Arecibo Observatory in Puerto Rico), радиотелескоп этой обсерватории, диаметром 305 метров и площадью 73000 квадратных метров, был самым большим радиотелескопом в мире. Но вскоре Аресибо может потерять этот статус из-за того, что в провинции Гуйчжоу, расположенной в южной части Китая, начато строительство нового радиотелескопа Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope (FAST). По завершению строительства этого телескопа, которое согласно планам должно завершиться в 2016 году, телескоп FAST будет в состоянии "видеть" космос на глубину в три раза больше и производить обработку данных в десять раз быстрее, чем это позволяет оборудование телескопа Аресибо.
Изначально строительство телескопа FAST было намечено для участия в международной программе Square Kilometer Array (SKA), в рамках которой будут объединены сигналы с тысяч антенн радиотелескопов меньших размеров, разнесенных на расстояние 3000 км. Как известно на данный момент , телескоп SKA будет возводиться в южном полушарии, но вот где именно, в Южной Африке или Австралии, будет решено позже.
Несмотря на то, что предложенный проект телескопа FAST не стал частью проекта SKA, китайское правительство дало проекту зеленый свет и выделило финансирование в размере 107,9 миллионов долларов для начала строительства нового телескопа. Строительство было начато в марте месяце, в провинции Гуйчжоу, в южной части Китая.
В отличие от телескопа Аресибо, который имеет неподвижную параболическую систему, фокусирующую радиоволны, кабельная сеть телескопа FAST и система конструкции параболического отражателя позволят телескопу менять форму поверхности отражателя в режиме реального времени с помощью системы активного контроля. Это станет возможным благодаря наличию 4400 треугольных алюминиевых листов, из которых формируется параболическая форма отражателя и которую можно навести на любую точку ночного неба.
Использование специальной современной приемной аппаратуры придаст телескопу FAST беспрецедентно высокую чувствительность и высокие скорости обработки поступающих данных. С помощью антенны телескопа FAST можно будет принять настолько слабые сигналы, что станет возможным "рассматривание" с его помощью нейтральных облаков водорода в Млечном пути и других галактиках. А основными задачами, над которыми будет работать радиотелескоп FAST, будут обнаружение новых пульсаров, поиск новых ярких звезд и поиск внеземных форм жизни.
источники
grandstroy.blogspot.com
relaxic.net
planetseed.com
dailytechinfo.org
Не так давно в Китае завершили строительство самого большого в мире радиотелескопа FAST (Five hundred meter Aperture Spherical Telescope). Диаметр его рефлектора - полкилометра!
Телескоп FAST строили с 2011 года. Для его сооружения из горных районов вокруг строительной площадки пришлось переселить около 9 000 человек. На этапе строительства:
Китайский радиотелескоп состоит из 4 450 панелей, его чаша располагается в естественной впадине в горах провинции Гуйчжоу. Момент сборки “чаши-зеркала”:
Телескоп FAST будет наблюдать за объектами, расположенными на расстоянии до 11 млрд световых лет от Земли. В Национальном космическом агентстве Китая планируют, что радиотелескоп также сможет обнаружить сигналы внеземных цивилизаций.
Кстати, ранее самое большое зеркало с диаметром около 305 метров было установлено на радиотелескопе в обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико. Напомним, что у телескопа FAST диаметр зеркала - 500 метров. Стоимость - 180 миллионов долларов.
Постройка этого телескопа - часть космической программы Китая. В ближайших планах Поднебесной - постройка собственной космической станции и создание космического телескопа, который будет мощнее американского телескопа «Хаббл» в 300 раз.
На март 2016 года, самым далеким от Земли объектом считается галактика GN-z11, она находится на расстоянии 13,4 млрд световых лет. Галактику обнаружили с помощью данных орбитального .
В Карачаево-Черкесии расположен радиотелескоп РАТАН, принадлежащий Астрофизической обсерватории РАН. Диаметр зеркала - 600 метров. Его также называют крупнейшим в мире. РАТАН использует параболический рефлектор, новый телескоп FAST в Китае и телескоп в Аресибо - сферические.
Телескоп FAST в Китае:
Работы по созданию самого большого в мире телескопа шли 5 лет, а перед его постройкой, специалисты почти 10 лет занимались предварительными расчетами и исследованиями.
Работа шла интенсивно, тысячи ученых и инженеров были вынуждены жить в ущелье провинции Гуйчжоу с 2011 года и непрерывно трудиться. Одно радует - тут красиво.
В марте 2011 года мир облетело известие о начале строительства сверхмощного радиотелескопа Five hundred meter Aperture Spherical radio Telescope (FAST), с помощью которого появится возможность наблюдать за нейтральными облаками водорода не только в Млечном пути, но и в других галактиках. На запуск строительства революционного аппарата китайское правительство выделило почти 108 млн. долларов.
Строительство современного телескопа было тщательно продумано, а его подготовка заняла целых шестнадцать лет, два из которых ушло на переселение местных жителей, занимающих земли, подходящие для строительства телескопа. Остальные четырнадцать лет длилась подготовка планов грандиозного сооружения, а также разработка наиболее эффективной конфигурации радиотелескопа.
Создание радиотелескопа FAST
Ученые возлагают большие надежды на новый аппарат, поскольку исследование Солнечной системы происходит не настолько быстро, как хотелось бы. Связано это, в первую очередь, с недостатком мощной оптики и невозможностью исследовать дальние уголки нашей галактики. К тому же, давно не случалось значимых продвижений в поисках других форм жизни в нашей галактике (или вне её) - и, опять-таки, связано это с несовершенством земной аппаратуры.
Сборка радиотелескопа FAST идет полным ходом
Начиная с 1963 года и по сегодняшний день самым большим радиотелескопом в мире считается Аресибо, который располагается в обсерватории Пуэрто-Рико. Его диаметр составляет 305 метров, а общая площадь - 73 тыс. квадратных метров. Но запуск в эксплуатацию радиотелескопа FAST запланирован на 2016 год, и уже тогда ситуация может полностью измениться. Аресибо уступит первенство новому детищу китайских ученых!
В провинции Гуйчжоу, которая расположена в южной части Китая, на данный момент активно продолжается строительство нового телескопа. Изначально создание супермощного FAST планировалось в рамках участия китайских ученых в международной программе SKA (Square Kilometer Array), где новый телескоп объединялся бы с тысячей других, меньших телескопов, размещенных в радиусе 3000 км.
В результате их совместной работы планировалось максимально точно собирать и систематизировать полученные сигналы из космоса. Но вскоре от этой затеи отказались, решив сделать FAST полностью автономным радиотелескопом. К тому же, создатели телескопа уверены, что FAST способен проделывать сложную работу самостоятельно, без привлечения других аппаратов.
По заверению создателей, инновационный телескоп сможет «заглянуть» в космос в три раза дальше, чем все известные науке радиотелескопы, а обрабатывать полученные данные FAST будет в десять раз оперативнее, чем Аресибо. Кроме того, в отличие от Аресибо, телескоп FAST состоит из 4400 панелей треугольной формы, которые вместе образуют огромное параболическое зеркало, что значительно усиливает четкость принятого из космоса сигнала.
Заявленная площадь телескопа равна площади 30 футбольных полей!
Алюминиевое параболическое зеркало будет оперативно и эффективно принимать данные и отражать их в центр радиотелескопа, где сигнал будет обрабатываться специальными приборами. Диаметр параболической апертуры радиотелескопа FAST составит 500 метров, а размер всего аппарата будет равен тридцати футбольным полям. Предварительная рабочая частота прибора будет равна 3 ГГц, но в скором времени её планируют увеличить до 5 ГГц.
Важный момент! У радиотелескопа нового поколения появится еще одна уникальная особенность: с помощью кабельной сети угол телескопа можно будет менять в режиме реального времени, значительно увеличивая количество принятых сигналов и площадь, которую сможет охватывать телескоп. Проще говоря, конструкция телескопа не ограничится строго вертикальным углом обзора, а сможет охватывать небо на целых 40 градусов от зенита.
Один из макетов радиотелескопа FAST
Таким образом FAST сможет сканировать не менее девятнадцати регионов неба одновременно, и с точностью распознавать межпланетные сигналы, полученные с расстояния более 1000 световых лет от Земли. Что касается местности, в которой строится телескоп, то она традиционно малонаселенная, поскольку лишь в таких условиях можно получать максимально достоверные результаты астрономических исследований.
Это возможно в силу отсутствия электромагнитных помех со стороны сотовых и цифровых вышек. По мнению членов правительства Китая, столь грандиозное сооружение поможет не только значительно расширить возможности для изучения Вселенной китайскими астрономами, но и привлечет в страну крупные инвестиции и научные проекты со всего мира.
Чаще всего, если дело касается категории «самый-самый», то это принадлежит либо арабам, либо китайцам, при чем довольно часто пальму первенства они перехватывают друг у друга. Чтобы не создавалось в мире, всегда кто-то из этих ребят сделает больше, дороже, выше, футуристичней и в целом масштабней. Не так давно китайцам удалось выбиться в тройку владельцев крупнейших радиотелескопов мира, где телескоп FAST со своими размерами занял второе место.
В списке крупнейших радиотелескопов телескоп FAST по размерам уступил российскому РАТАН-600, что в Карачаево-Черкесии, недалеко от станицы Зеленчукская, на высоте 970 метров, с собирательной площадью 12 тыс. м² и диаметром 576 метров. Однако РАТАН-600 по типу антенны имеет кольцеобразную форму, а телескоп FAST неподвижную сферическую, и по этому типу он является наибольшим в мире, с наибольшей собирательной площадью, обогнав американский Аресибо, что в Пуэрто-Рико.
Телескоп FAST расшифровывается как «Five hundred meter Aperture Spherical Telescope», что в переводе значит «Радиотелескоп с пятисотметровой апертурой», китайцы называют эту технику Тяньянь, что значить «Глаз Небес». Радиотелескоп был построен в провинции Гуйчжоу, на юго-западе Китая. Чтобы удешевить строительство телескоп FAST сделали в классификации «Земляных чаш», то есть в качестве основы отражателя использовали природный рельеф местности.
Под строительство зеркала радиотелескопа наиболее подошла карстовая котловина Даоданг в Цяньнань-Буи-Мяоском автономном округе, диаметр которой составляет 800 метров. Над поверхностью котловины сделали обод на котором повещена сеть из стальных тросов, покрытая перфорированными треугольными алюминиевыми панелями, количество которых составило 4450 единиц. Таким образом телескоп FAST получил общий физический диаметр 500 метров, из которых эффективный диаметр составляет 300 метров. Собирательная площадь радиотелескопа составила около 190 тыс. м².
Для фокусировки радиоволн телескоп FAST оснастили приемником, подвешенным над зеркалом, с фокусным расстоянием 140 метров. Для понимания масштабов, в пространство от рефлектора до приемника можно поместить 45-этажный дом! Кабина приемника способна передвигаться посредством кабелей и сервомеханизмов, которые вторично подрегулируются роботами, для более точного приема. Вся система кабелей и сервомеханизмов крепится к шести высоким опорным башням. Также телескоп FAST имеет систему, позволяющую фокусироваться в любой точке пространства в пределах отклонения ± 40 ° от зенита.
Что касательно истории проекта, то впервые идею возвести телескоп FAST выдвинули в 1994 году, но одобрено это было лишь в июле 2007 года Национальной комиссией развития и реформ. Сперва были переселены деревни и жители, живущие в радиусе 5 километров от проекта. В конце 2008 года была осуществлена первая закладка фундамента. Строительство самой конструкции начали в марте 2011 года, длившееся 5 лет, до июля 2016 года. Телескоп FAST обошелся Китаю в 180 млн. долларов США.
