太可惜了!耗资2.6亿修建的“天眼”射电望远镜,如今沦为这地步

虽然很多人平常时没有接触过射电望远镜,但是说起射电望远镜,相信大家都会感到有点熟悉,因为位于中国贵州省黔南布依族苗族自治州境内的500米口径球面射电望远镜就是当前世界上灵敏度最高、口径最大的射电望远镜。而与我们平常简单的望远镜相比,射电望远镜看到的景象是不同的,因为射电望远镜看到的景象是我们肉眼没法看得到的。

根据波长的不同,电磁波可以分为“可见光”和“不可见光”2种,其中“可见光”就是我们人类肉眼可以直接感知的电磁波,而“不可见光”则是我们肉眼看不到的那些电磁波,包括红外线、紫外线等。我们平常使用的光学望远镜只能看到可见光的范畴,而不可见光范畴是看不到的,本质上就相当于我们的眼睛那样。而射电望远镜的诞生,就将那些不可见光的景象“展现”在我们的眼前。

而说起射电望远镜的研制,或许是得益于一个意外的发现。1931年,在美国的贝尔实验室里工作的无线电工程师卡尔·央斯基接收到了来自宇宙深处的无线电信号。随后在1937年,美国人G·雷伯成功研制了一台抛物面型射电望远镜,它的口径达到了9.45米,可以接收到来自宇宙深处的无线电信号,包括来自太阳或者其他的行星,甚至可以接收到来自银河系中心的信号。而这些射电望远镜接收到的信号,恰恰是那些光学望远镜看不到的,所以可以说是弥补了光学望远镜的不足。

鉴于这些信号传播具有不断削弱的特点,来自宇宙深处越远的信号会越弱,所以想接收到来自更加遥远深处的无线电信号,就需要有灵敏度更高的射电望远镜才行。于是,射电望远镜的口径越来越大,在1946年科学家建造的固定抛物面射电望远镜口径就达到了66.5米,在1955年科学家建成了口径达到76米的可转抛物面射电望远镜。

在1963年,科学家开始建造当时世界上最大的“天眼”射电望远镜,那就是大名鼎鼎的阿雷西博雷达望远镜,耗资2.6亿美元。而当时提出研制这一个射电望远镜的目的之一是研究电离层,所以一开它的名字叫“阿雷西博电离层观测站”。但是发现它在射电天文学以及雷达天文学中发挥了更为重要的作用,于是就将其更名为“国家天文和电离层中心”,在运行过程中,有80%的时间都用来观测射电天文,研究大气、雷达天文学的时间只有20%。

作为当时世界上灵敏度最高、口径最大的射电望远镜,阿雷西博雷达望远镜的口径达到了305米,在建造过程中利用了石灰岩构成喀斯特地形,减少了造价和技术难度。随后阿雷西博雷达望远镜进行了多次升级、改造,它的口径也从最初的305米扩大到350米,在我们的500米口径球面射电望远镜诞生之前,阿雷西博雷达望远镜是世界上最大的“天眼”。

虽然阿雷西博雷达望远镜在建成投入使用以后,取得了很多成就,但是美国没办法兼顾这些设备的正常运行。因为在美国手上还有大量类似的射电望远镜,外太空还有一些太空望远镜,例如哈勃望远镜、开普勒太空望远镜,而这些设备的运行一样需要花费大量的资金。再加上阿雷西博雷达望远镜是上世纪60年代的产物,很多设备都已经老化,落后于时代,急需更新换代。在这样的情况下,阿雷西博射电望远镜的问题不断出现。

在2020年8月,阿雷西博射电望远镜有一个承重钢缆断裂,紧接着在2020年11月第二根承重钢缆也断裂,导致剩余的钢缆需要承受更大的载荷,最终在2020年12月1日,阿雷西博射电望远镜轰然坍塌,重达900吨的馈源平台掉落下来,直接砸碎了阿雷西博射电望远镜的镜面,沦为了“垃圾场”。一代“天眼”,就此落下帷幕,实在是太可惜了!现在,世界上就仅剩我们中国500米口径“天眼”了。

看到美国“天眼”轰然坍塌,很多人也开始担心我们的“天眼”未来再过20年、30年或者40-50年以后,会不会也像阿雷西博射电望远镜那样。这提醒我们可能需要提前做一些预防性的设计或者考虑,特别是到了运营的后期,需要考虑如何保障望远镜的安全性问题、整体运行。

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更新时间:2024-08-22

标签:射电望远镜   天眼   抛物面   电离层   钢缆   电信号   可见光   天文学   口径   望远镜   地步

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