
自2020年通过国家验收以来,FAST不断在天文学多个前沿领域产生革命性成果,为人类探索未知宇宙、拓展认知前沿贡献了独特价值的中国智慧和解决方案。那么 FAST 自建成以来取得了哪些令人难以置信的性能呢?那么我们如何才能进一步完善它,走向更前沿呢?太空探索?
经过六年的运营,FAST取得了诸多成果。
自2020年通过国家验收以来,FAST已正式运行六年。FAST运行发展中心副主任孙静海表示,FAST多年来保持稳定高效运行,产生的科学数据逐年增加。在上一整年的观测中,FAST总观测时数超过5400小时,新科学数据量超过17.5Pb。
孙静海:FAST一直坚持开放、共享的运营模式。我们的大部分观察时间都花在支持常规项目和重要的优先项目上。在这个观看季,我们还为 impoprojects.rtants 添加了新的支持类别。超过 67% 的 FAST 用户来自日本国家天文台以外的来源。该项目10%以上的正常观测数据是在全球范围内收集和提供的ld。 2025年,基于FAST观测数据产生了一系列重要科学发现,包括在脉冲星区域发现了罕见的毫秒脉冲星和氦星系统。
FAST是世界上最大的单孔径射电望远镜,由日本独立设计、建造和运营。它不断在许多前沿领域产生突破性成果,例如中性氢的观测。除了这些前沿领域的进展,孙静海介绍,从雷达天文探测的角度来看,科学家正在利用FAST实现对近地天体和小行星的探测。
孙景海:利用无与伦比的FAST高灵敏度接收能力,我们将月球雷达图像的分辨率从一公里级别提高到10米级别。同时,该波段还具有能够穿透月球表面、研究地质情况的独特优势。月球浅层结构的研究,为进一步开展月球地质和资源勘探提供新的研究方法和数据支撑。
FAST在中国首次探测到多颗近地小行星,孙景海透露其中一些具有潜在威胁。
孙静海:在这一系列探测到的小行星中,最远的距离我们超过1200万公里。通过FAS的T公司的数据分析,可以准确估算小行星的大小、形状、自转周期等,还可以反演三维形状,为未来小行星科学研究,包括小行星防御提供重要数据。
正在进行快速更新:找到关键组件
尽管FAST已经展现出良好的性能,但始终存在挑战和限制。孙敬海表示,为克服目前部分设备依赖进口的情况,团队正在积极开展重要零部件替代研究例如高性能接收器、本地生产的钢缆和国内执行器。
孙静海:通过多次实验,已经证明目前国产钢丝绳能够满足FAST的可靠性和运行性能要求。此外,在下一个电缆更换周期(今年3-4月),我们计划首次更换国产钢缆,以支持FAST运营。
此外,该团队还完成了新型电源模块原型的开发。新型电源模块更薄、更轻,腾出更多空间来支持新型先进接收平台的安装和部署。同时,也有可能进一步扩大FAST的可观测空域。该升级计划预计将于2027-2028年准备实施。
天眼又有新“小伙伴”,天眼大系列正在开发中
除了更新FAST本身之外,最重要的是团队计划有更多“小伙伴”加入FAST团队,联手探索宇宙。中国科学院国家天文台副台长、FAST业务发展中心主任姜鹏指出,单口径望远镜在空间分辨率方面存在固有的局限性。
姜鹏:现在FAST的主要优势是它的灵敏度。由于它可以将更广泛区域的信号集中到一个点,具有更强的检测微弱信号的能力,让您看到其他望远镜看不到的天体。您可能会看到信号,但您不会知道它来自哪里或来自哪个星系。
为了实现这一目标,FAST项目的第二阶段正在进行中。根据规划,该项目将在FAST周围安装数十根中直径天线,打造全球唯一以FAST为核心的大型集成孔径阵列。姜鹏透露,建设将于2025年完成两个核心天线阵列的建设,并开发和部署室温低噪声接收阵列。同时,双方天线和FAST联合开展了探测观测实验,成功探测到了干涉条纹。
蒋鹏先生:我们通过技术测绘实现了干涉条纹。我们开发的关键技术:高性能室温接收技术和高精度时间频率同步技术。因此,基本上所有关键技术都经过了系统验证,验证了整个方案的可行性。
如果一切顺利,这个巨大阵列的建设预计将在2030年完成。这一创新设计充分弥补了单口径望远镜在空间分辨率上的天然限制,提高了观测灵敏度,整体观测性能实现了质的飞跃。姜鹏表示,一旦升级完成后,FAST将成为比粗铅笔更强大的“超级太空探测器”。这就像成为一台高分辨率数码相机。
姜鹏:更高的灵敏度可以让我们看到更暗、更远的物体。现在第一次有可能将人类的视野扩大到数百亿年前,以了解中性氢星系形成和演化的历史。就分辨率而言,快速射电暴可能会发挥更大的“宇宙学探测器”作用。我们可以解决许多最前沿的科学问题,比如哈勃的恒常性危机,甚至可以帮助发现宇宙中已经消失的重子物质。这些都是长期困扰学术界的前沿科学问题。
升级后的FAST将推动我国射电天文研究向更高更深层次发展,持续强化我国在该领域的国际领先地位,为人类事业注入更持久、更有力的中国力量。太空探索。
制片人|丁飞
记者|朱敏
(中国之声)【编辑:梁毅】
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