FAST

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
FAST
FAST в сентябре 2015, за год до запуска

FAST в сентябре 2015, за год до запуска

Оригинал названия

五百米口径球面射电望远镜

Тип

радиотелескоп

Расположение

Китайская Народная Республика Китай, провинция Гуйчжоу

Длины волн

0,3 — 5,1 ГГц

Диаметр

500 м

Собирающая площадь

70000 м2

Сайт

fast.bao.ac.cn

FAST (кит. 五百米口径球面射电望远镜, англ. Five hundred meter Aperture Spherical Telescope — «Сферический радиотелескоп с пятисотметровой апертурой») — радиотелескоп на юге Китая в провинции Гуйчжоу[1][2]. На строительство радиотелескопа было затрачено более 185 миллионов долларов[3].

После окончания строительства в 2016 году и сдачи в эксплуатацию FAST стал самым большим в мире радиотелескопом с заполненной апертурой, его диаметр — 500 метров. Существует радиотелескоп с незаполненной апертурой большего диаметра — российский 576-метровый радиотелескоп РАТАН-600[4].

Радиотелескоп позволит учёным изучать формирование и эволюцию галактик, тёмную материю, исследовать объекты эпохи реионизации и решать другие научные задачи[5].

История создания[править | править вики-текст]

  • Июль 1994 года — начало разработки концепта радиотелескопа
  • Октябрь 2008 года — начало проектирования радиотелескопа
  • В 2011 году начато строительство телескопа. По предварительным оценкам, стоимость проекта могла составить 100 млн долларов[1]
  • С марта 2011 года учёные, инженеры и строители временно поселились в одном из отдалённых горных ущелий уезда Пинтан Цяньнань-Буи-Мяоского автономного округа провинции Гуйчжоу, (Юго-Западный Китай)[6].
  • Июль 2015 года — начат монтаж отражающих элементов[7]. По конструкции он схож с Аресибо и также располагается в естественном углублении[4].
  • 3 июля 2016 года специалисты установили последний из 4450 треугольных отражателей, из которых состоит радиотелескоп. Это ознаменовало завершение основного сооружения гигантского астрономического прибора[8][5].
  • Непосредственные наблюдения при помощи телескопа должны начаться в конце сентября 2016 года[9], после настройки сетей и вспомогательного оборудования. На расстоянии 10 км от телескопа вводится запрет строительства и режим радиомолчания[10], переселены около 8—9 тысяч человек, проживавших на расстоянии менее 5 км от телескопа[11].
  • 25 сентября 2016 года — начало работы радиотелескопа FAST[12]. Как ожидается, китайские астрономы получат приоритет для работы на FAST в первые два-три года его существования, затем объект будет открыт для учёных по всему миру[13].

Характеристики[править | править вики-текст]

Телескоп FAST использует фиксированный основной рефлектор, размещённый в естественном карстовом углублении, который отражает радиоволны на приёмник, подвешенный на высоте 140 метров над ним. Рефлектор изготовлен из перфорированных алюминиевых панелей, поддерживаемых сеткой из стальных тросов, свисающих с обода.

Одна из шести опорных мачт

Поверхность рефлектора FAST образована из 4450[14] треугольных панелей, каждая размером 11 метров[15], размещённых в форме геодезического купола. Актуаторы, размещённые под ними, позволяют сформировать активную оптическую поверхность[16].

Над рефлектором на тросах установлена легкая кабина, перемещаемая кабельными роботами, расположенными на шести опорных мачтах[17]:13. Приёмные антенны установлены под ней на платформе Гью — Стюарта, которая позволяет более точно их позиционировать и компенсировать различные возмущающие воздействия, например от ветра[17]:13. Точность позиционирования антенн запланирована на уровне 8 угловых секунд[18]:24[19]:179.

FAST может фокусироваться на направлениях, составляющих угол до ±40° от зенита[17]:4. Из-за виньетирования эффективная апертура сохраняется лишь при углах не более ±30°[18]:13.

Несмотря на общий диаметр отражателя в 500 метров, эффективный диаметр отражателя, используемый в каждый момент времени при наблюдениях, составляет лишь 300 метров. В этом диаметре при помощи актуаторов поддерживается параболическая форма[17]:3. Несмотря на отсутствие единого 500-метрового отражателя и его асферичность, проект сохранил оригинальное название «Радиотелескоп с пятисотметровой сферической апертурой».

Частоты работы — от 70 МГц до 3 ГГц[20], обеспечиваемые 9 приёмниками[18]:30. Полоса 1,231,53 ГГц вблизи линии нейтрального водорода (21 см) обеспечивается 19-лучевым приёмником, созданным CSIRO в рамках коллаборации ACAMAR между Австралийской и Китайской академиями наук.[21]

Сравнение с Аресибо[править | править вики-текст]

Отражатели Аресибо (сверху) и FAST (снизу) в одном масштабе

Телескоп FAST по своей конструкции похож на радио-обсерваторию Аресибо, расположенную в Пуэрто-Рико. Оба телескопа расположены в естественных углублениях, составлены из перфорированных алюминиевых панелей и используют движущийся над ними комплект приёмного оборудования. Кроме размера (отражатель Аресибо имеет диаметр 1000 футов — 305 м) между ними есть ряд различий.[16][22][23]

Отражатель Аресибо имеет фиксированную сферическую форму. Несмотря на то, что панели также подвешены на стальных кабелях, их натяжение изменяется вручную для точной настройки формы.[16] Форма отражателя зафиксирована, и над ним подвешено два дополнительных рефлектора для коррекции сферических аббераций.[24]

Приёмная платформа Аресибо находится в фиксированном положении над отражателем. Для удержания тяжёлых дополнительных отражателей основная система кабельных подвесов выполнена статической. Имеется лишь небольшой участок, позволяющий компенсировать температурное расширение.[16]:3 Антенны закреплены на вращающейся площадке под приёмной платформой.[16]:4 Уменьшенный диапазон передвижения приёмников позволяет наблюдать за объектами, располагающимися не далее 19.7° от зенита.[25]

Отражатель FAST значительно более глубокий, чем у Аресибо, что также способствует большему полю обзора. При диаметре на 64% больше у отражателя FAST 300 метровый радиус кривизны,[17]:3 тогда как у Аресибо — 870 футов (265 метров),[25], и в FAST формируется дуга в 113°—120° градусов[17]:4, по сравнению с 70° для Аресибо. Хотя Аресибо способен использовать полную 305-метровую апертуру при наблюдении объектов в зените, чаще используются наблюдения под наклоном с эффективной апертурой в 725 футов (221 метр).[16]:4

Платформа с оборудованием на телескопе Аресибо больше и на ней установлено несколько передатчиков, что делает его одним из двух крупных радиотелескопов, которые можно использовать в радиолокационной астрономии. Система NASA "Planetary Radar System" позволяет Аресибо изучать ионосферу, внутренние планеты и выполнять точные измерения орбит околоземных астероидов. Платформа на телескопе FAST значительно меньше и не содержит передающего оборудования.

Обсерватория Аресибо находится ближе к экватору, благодаря чему при вращении Земли большая часть неба попадает в поле обзора. Аресибо расположен на широте 18.35° N, а FAST — примерно на 7.5° севернее, на 25.80° N.

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 World’s Largest Radio Telescope Being Built in China, Hopefully Not For Evil, Gizmodo, 2011-06-16 (англ.)
  2. Construction Of World’s Largest Radio Telescope Begins In Southwest China, SpaceDaily, Jan 28, 2011 (англ.)
    Inside FAST, Soon to be the World’s Biggest and Baddest Radio Telescope / Popular Science, Jun 14th, 2011 (англ.)
  3. China’s giant space telescope starts search for alien life — CNN.com
  4. 1 2 Введен в строй крупнейший радиотелескоп в мире, N+1 (26 Сен. 2016). Проверено 29 сентября 2016.
  5. 1 2 Китай завершил строительство самого большого в мире радиотелескопа / N+1, 04 Июль 2016
  6. Фотолетопись строительства китайского радиотелескопа FAST. russian.news.cn (4 июля 2016). Проверено 4 июля 2016.
  7. China starts assembling world’s biggest radio telescope / AFP, 24 Jul, 2015 (англ.)
  8. В Китае построено основное сооружение крупнейшего в мире радиотелескопа. russian.news.cn (3 июля 2016). Проверено 4 июля 2016.
  9. Китай завершил строительство самого большого в мире радиотелескопа, N+1 (04 Июля 2016). Проверено 10 сентября 2016.
  10. Самый большой радиотелескоп в мире будет сдан в эксплуатацию в сентябре, REGNUM (8 сентября 2016). Проверено 10 сентября 2016.
  11. В Китае переселяют 8 тысяч человек для открытия крупнейшего радиотелескопа, РИА Новости (01.09.2016). Проверено 10 сентября 2016.
  12. В Китае заработал крупнейший в мире радиотелескоп
  13. В Китае заработает самый большой радиотелескоп в мире, Вести (22.09.2016).
  14. Xinhua Insight: Installation complete on world's largest radio telescope (3 July 2016).
  15. China assembles world's largest telescope in Guizhou, Xinhua (24 июля 2015).
  16. 1 2 3 4 5 6 Williams, R.L. II (July 2015), Five-Hundred Meter Aperture Spherical Radio Telescope (FAST) Cable-Suspended Robot Model and Comparison with the Arecibo Observatory, <http://www.ohio.edu/people/williar4/html/pdf/FAST.pdf> 
  17. 1 2 3 4 5 6 (2011-05-20) «The Five-Hundred-Meter Aperture Spherical Radio Telescope (FAST) Project». International Journal of Modern Physics D 20 (6): 989–1024. arXiv:1105.3794. DOI:10.1142/S0218271811019335.
  18. 1 2 3 Nan, Rendong (April 2008). "Project FAST — Five hundred meter Aperture Spherical radio Telescope" in China-US Bilateral Workshop on Astronomy.. Проверено 2016-07-04. 
  19. Jin, C. J. (2007). «The FAST telescope and its possible contribution to high precision astrometry» (PDF). International Astronomical Union 248: 178—181. DOI:10.1017/S1743921308018978. Проверено 2015-10-19.
  20. Receiver Systems. National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences. Проверено 28 июня 2014.
  21. CSIRO technology to be at the heart of the world's largest radio telescope in China, Sydney Morning Herald, Fairfax Media (6 May 2016). Проверено 7 мая 2016.
  22. (23 October 2013) "The optics of the Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope" in Internaltional Symposium on Antennas and Propagation.. 
  23. Qiu, Yuhai H. (11 December 1998). «A novel design for a giant Arecibo-type spherical radio telescope with an active main reflector». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 301 (3): 827–830. DOI:10.1111/j.1365-8711.1998.02067.x.
  24. Cortés-Medellín, Germán (13 September 2010), AOPAF: Arecibo Observatory Phased Array Feed, <https://www.naic.edu/~phil/hardware/byuPhasedAr/logs/Cortes%20AOPAF_short%20report%20Sept%202010-1.pdf> 
  25. 1 2 Arecibo: General Statistical Information on Antenna (3 January 2005). Проверено 5 июля 2016.

Литература[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]

Координаты: 25°39′09″ с. ш. 106°51′24″ в. д. / 25.65250° с. ш. 106.85667° в. д. / 25.65250; 106.85667 (G) (O) (Я)