揭秘中国天眼：新材料如何改变天文观测？

揭秘中国天眼：新材料如何改变天文观测？

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中国科技网

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来源

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https://www.stdaily.com/web/gdxw/2024-12/31/content_281097.html

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http://www.news.cn/politics/20240417/94db6a6cf5004149957318e8dd0013bb/c.html

2024年9月25日，中国天眼（FAST）迎来落成启用8周年的重要时刻。作为世界最大、灵敏度最高的单口径射电望远镜，中国天眼不仅以其500米的惊人口径震撼人心，更以其创新性的新材料应用和突破性的技术设计，开创了天文观测的新纪元。

中国天眼的反射面由4450块三角形面板组成，覆盖面积相当于30个标准足球场。为了实现这一前所未有的工程设计，科研团队在材料选择上进行了大胆创新。

在索网结构方面，中国天眼采用了超高强度、超高精度的钢索。每根钢索的加工精度被严格控制在1毫米以内，而500米口径的天线整体精度更是达到了惊人的3毫米。反射面板的制造精度更是达到了1.5毫米，这种对精度的极致追求在全球工程中都极为罕见。

为了实现反射面的精确变位，中国天眼配备了2000多个液压促动器。这些促动器与大地相连，通过钢索伸缩，能够使反射面实现毫米级的精确变位。这种设计在全球范围内都是独一无二的，充分展现了中国工程师的创新智慧。

新材料的应用为中国天眼带来了革命性的技术突破。首先，超高强度的钢索结构确保了望远镜在恶劣天气条件下的稳定运行。其次，高精度的反射面板和液压促动器系统，使得中国天眼能够实现前所未有的观测精度。这种设计不仅提高了望远镜的灵敏度，还大大扩展了其观测范围。

中国天眼的创新设计还体现在其“主动反射面”技术上。通过实时调整反射面板的形状，望远镜能够形成瞬时抛物面，实现对目标天体的高精度追踪。这种灵活性是传统固定反射面望远镜无法比拟的。

新材料的应用为中国天眼带来了卓越的观测能力。截至2024年4月，中国天眼已发现超过900颗新脉冲星，这一数字是国际上同时期其他望远镜发现总数的3倍以上。此外，中国天眼还在快速射电暴（FRB）探测领域取得重要突破，获取了世界最大的FRB爆发事件集合，并提出了FRB偏振演化的统一机制。

在8周年之际，中国天眼又迎来新的升级计划。根据最新消息，FAST核心阵试验样机建设正式启动，将建设24台40米口径全可动射电望远镜与之组成综合孔径阵。这一升级将进一步提升中国天眼的分辨率、精确定位和精细成图能力，使其在引力波事件、快速射电暴、伽马射线暴等前沿领域发挥更大作用。

从最初构想到如今的科学重器，中国天眼不仅是中国科技创新的典范，更是人类探索宇宙奥秘的重要工具。其采用的新材料和技术突破，不仅推动了天文观测能力的提升，更为未来大型科学装置的建设提供了宝贵经验。随着技术的不断进步，我们有理由相信，中国天眼将在未来带来更多令人振奋的科学发现。