? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?向世界發(fā)出邀請 “中國天眼”31日正式對全球開放

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2021-03-31 來源：國際在線

這是一封來自“中國天眼”的邀請函——3月31日0時起，500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）向全球天文學家征集觀測申請。所有國外申請項目統(tǒng)一參加評審，評審結(jié)果將于7月20日公布，觀測時間將從8月開始。

“中國天眼”是目前世界上最大、最靈敏的單口徑射電望遠鏡，能夠接收到100多億光年以外的電磁信號。

自2020年1月對國內(nèi)開放運行以來，這一具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的重大科研基礎(chǔ)設(shè)施，運行穩(wěn)定可靠，已發(fā)現(xiàn)300余顆脈沖星，并在快速射電暴等研究領(lǐng)域取得重大突破。

中國科學院國家天文臺有關(guān)負責人表示，“中國天眼”向世界全面開放，彰顯了中國與國際科學界充分合作的理念。在開放合作中，中國的科學重器將更好地發(fā)揮效能，促進重大成果產(chǎn)出，為全人類探索和認識宇宙作出貢獻。

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中國天眼

500米口徑球面射電望遠鏡（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope），簡稱FAST，位于貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣克度鎮(zhèn)大窩凼的喀斯特洼坑中，工程為國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，“天眼”工程由主動反射面系統(tǒng)、饋源支撐系統(tǒng)、測量與控制系統(tǒng)、接收機與終端及觀測基地等幾大部分構(gòu)成。

500米口徑球面射電望遠鏡被譽為“中國天眼”，由中國天文學家南仁東先生于1994年提出構(gòu)想，歷時22年建成，于2016年9月25日落成啟用。是由中國科學院國家天文臺主導(dǎo)建設(shè)，具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡。綜合性能是著名的射電望遠鏡阿雷西博的十倍。2020年1月11日，500米口徑球面射電望遠鏡通過國家驗收，投入正式運行。截至2021年3月29日，500米口徑球面射電望遠鏡已發(fā)現(xiàn)300余顆脈沖星。

2021年3月31日起，中國天眼向全世界天文學家征集觀測申請

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建設(shè)背景

1993年，東京召開的國際無線電科學聯(lián)盟大會上，包括中國在內(nèi)的10國天文學家提出建造新一代射電“大望遠鏡”。他們期望，在全球電信號環(huán)境惡化到不可收拾之前，能多收獲一些射電信號。建造FAST的動機即在此。

1994年7月，F(xiàn)AST工程概念提出。在這一背景下，原北京天文臺提出了利用中國西南部的喀斯特地貌建造阿雷西博型LT的中國方案，最初起名為KARST。

建設(shè)歷程

1995年11月，以北京天文臺為主，聯(lián)合國內(nèi)20余家大學和科研機構(gòu)，組建了“大射電望遠鏡”中國推進委員會，由南仁東研究員任主任。

2001年，F(xiàn)AST預(yù)研究作為中科院首批“創(chuàng)新工程重大項目”立項，并得到中國科學院及科技部的支持。

2001年10月，知識創(chuàng)新工程首批重大項目“FAST預(yù)研究”總體驗收。

2007年7月，國家發(fā)展和改革委員會批復(fù)500米口徑球面射電望遠鏡國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施立項建議書，原則同意將FAST項目列入國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展項目計劃，F(xiàn)AST工程進入可行性研究階段。

2008年10月，國家發(fā)改委批復(fù)500米口徑球面射電望遠鏡國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項目可行性研究報告，F(xiàn)AST工程進入初步設(shè)計階段。

2009年2月，500米口徑球面射電望遠鏡國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施初步概算獲得貴州省發(fā)改委批復(fù)。

2011年3月，F(xiàn)AST工程開工報告獲得批復(fù)，工程開工項目初步設(shè)計和概算獲得中國科學院和貴州省人民政府的批復(fù)。

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建設(shè)中的FAST

2011年3月25日，F(xiàn)AST工程開工建設(shè)，2016年9月25日竣工，并進入調(diào)試觀測階段。工期5.5年。望遠鏡臺址挖掘完工，基地、主動反射面的建造均于2013年內(nèi)動工?？偼顿Y概算為6.67億元。

2015年2月4日上午，位于貴州平塘的500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）安裝了最后一根鋼索，索網(wǎng)制造和安裝工程結(jié)束。這意味著FAST的支撐框架建設(shè)完成，進入了反射面面板拼裝階段。

2015年國慶前夕，隨著長度3.5千米的10千伏高壓線纜通過耐壓測試、變電站設(shè)備調(diào)試完成，中科院國家天文臺500米口徑球面射電望遠鏡（簡稱FAST）項目綜合布線工程完成，具備供電條件，這標志著“天眼”的神經(jīng)系統(tǒng)已經(jīng)成型，F(xiàn)AST工程進入最后的沖刺階段。

2015年11月21日，在貴州黔南安裝建設(shè)的500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）饋源支撐系統(tǒng)進行首次升艙試驗，6根鋼索拖動饋源艙提升108米，并進行相應(yīng)的功能性測試。?

2016年3月8日，在貴州省平塘縣建設(shè)的世界最大單口徑射電望遠鏡——500米口徑球面射電望遠鏡（FAST），已完成3492塊反射面面板安裝，完成比例達78.47%。2016年4月10日，500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）已完成4185塊反射面面板安裝，完成比例達94.04%。

2016年6月29日，F(xiàn)AST已完成4443塊反射面面板安裝，完成比例達99.8%。

2016年7月3日，500米口徑球面射電望遠鏡的最后一塊反射面單元成功吊裝，這標志著FAST主體工程順利完工。

2016年9月25日，在貴州省平塘縣的喀斯特洼坑中落成啟用，開始接收來自宇宙深處的電磁波，“天眼”方圓5公里將成為“靜默區(qū)”。

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世界地位

500米口徑球面射電望遠鏡利用貴州喀斯特地區(qū)的洼坑作為望遠鏡臺址，建造世界第一大單口徑射電望遠鏡，其擁有30個標準足球場大的接收面積。FAST作為世界最大的單口徑望遠鏡，將在未來20至30年保持世界一流地位。全新的設(shè)計思路，加之得天獨厚的臺址優(yōu)勢，使其突破了望遠鏡的百米工程極限，開創(chuàng)了建造巨型射電望遠鏡的新模式。?

該項目首席科學家、中科院國家天文臺南仁東研究員在上海召開的“中國天文學會2006年學術(shù)年會”上表示，與世界現(xiàn)有最大口徑100米望遠鏡相比，其觀測能力提高了10倍，并且將在未來20~30年保持世界領(lǐng)先地位。

12月21日，中航工業(yè)貴州云馬飛機制造廠運用航空制造技術(shù)，成功完成了FAST項目12米相似三角形的鋁合金面板驗證模型制造。該模型由100個1.2米等邊三角形構(gòu)成，每個等邊三角形三個交點孔位置精度保持在0.1-0.15mm。該模型的成功制造，標志著云馬廠在走向參與規(guī)劃建設(shè)目前世界上最大的、具有500米口徑球面射電望遠鏡（Five hundred meters Aperture Spherical Telescope，簡稱FAST）的工作中邁出了重要一步。

據(jù)悉，F(xiàn)AST是國家科教領(lǐng)導(dǎo)小組審議確定的國家九大科技基礎(chǔ)設(shè)施之一，2007年7月10日，經(jīng)國家發(fā)改委正式批復(fù)FAST立項后進入可行性研究階段。由中國科學院和貴州省人民政府共同建設(shè)。建設(shè)周期以開工報告通過之日起約5.5年。該項目擬采用我國科學家獨創(chuàng)的設(shè)計和我國貴州南部的喀斯特洼地的獨特地形條件，建設(shè)一個約30個足球場大的高靈敏度的巨型射電望遠鏡。

FAST建成后將成為世界上最大口徑的射電望遠鏡，F(xiàn)AST與號稱“地面最大的機器”的德國波恩100米望遠鏡相比，靈敏度提高約10倍；與排在阿波羅登月之前、被評為人類20世紀十大工程之首的美國Arecibo 300米望遠鏡相比，其綜合性能提高約10倍。作為世界最大的單口徑望遠鏡，F(xiàn)AST將在未來20～30年保持世界一流設(shè)備的地位。

FAST的設(shè)計技術(shù)方案除了在觀測中性氫線及其他厘米波段譜線，開展從宇宙起源到星際物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探討、對暗弱脈沖星及其他暗弱射電源的搜索、高效率開展對地外理性生命的搜索等6個方面實現(xiàn)科學和技術(shù)的重大突破外，還將作為一個多學科基礎(chǔ)研究平臺，有能力將中性氫觀測延伸至宇宙邊緣，觀測暗物質(zhì)和暗能量，尋找第一代天體。

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應(yīng)用價值

能把中國空間測控能力由地球同步軌道延伸至太陽系外緣，將深空通訊數(shù)據(jù)下行速率提高100倍。

脈沖星到達時間測量精度由120納秒提高至30納秒，成為國際上最精確的脈沖星計時陣，為自主導(dǎo)航這一前瞻性研究制作脈沖星鐘。

進行高分辨率微波巡視，以1HZ的分辯率診斷識別微弱的空間訊號，作為被動戰(zhàn)略雷達為國家安全服務(wù)。

基于FAST的強大功能，如果銀河系(直徑約為15萬光年)內(nèi)存在外星人，他們的信息就很可能被發(fā)現(xiàn)。國際科研項目“搜尋外星人計劃”(SETI)的首席科學家丹?沃西默最近向中方提出，希望在FAST加裝設(shè)備，可合作搜索外星人信號。

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觀測成就

2017年10月，發(fā)現(xiàn)2顆新脈沖星，距離地球分別約4100光年和1.6萬光年，是中國射電望遠鏡首次發(fā)現(xiàn)脈沖星。

2017年12月，F(xiàn)AST新發(fā)現(xiàn)3顆脈沖星，且這3顆脈沖星已分別得到認證。自2016年9月25日落成啟用以來，“中國天眼”共發(fā)現(xiàn)51顆脈沖星候選體，其中有11顆已被確認為新脈沖星。

2018年4月28日，從中國科學院國家天文臺獲悉，“天眼”FAST（500米口徑球面射電望遠鏡）首次發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星并得到國際認證。新發(fā)現(xiàn)的脈沖星J0318+0253自轉(zhuǎn)周期5.19毫秒，根據(jù)色散估算距離地球約4000光年，由FAST使用超寬帶接收機進行一小時跟蹤觀測發(fā)現(xiàn)，是至今發(fā)現(xiàn)的射電流量最弱的高能毫秒脈沖星之一。

2018年7月12日，由貴州省科學技術(shù)獎勵大會獲悉，500米口徑球面射電望遠鏡已發(fā)現(xiàn)43顆脈沖星。

2018年，“中國天眼”安裝并調(diào)試了專門用于地外文明搜索的后端設(shè)備。這個功能有點像篩子的后端設(shè)備，主要就是從“中國天眼”浩如煙海的電磁信號中，篩選出有用的窄帶候選信號，而把天體和人工信號排除掉。美國加州大學伯克利分校地外文明研究團隊基于幾十年的地外文明搜索經(jīng)驗，攜手中國科學院國家天文臺，為“中國天眼”量身開發(fā)了這套專門設(shè)備。

2019年3月，中國科學院國家天文臺FAST總工程師、研究員姜鵬接受專訪時說道，和天馬望遠鏡團隊合作，首次成功實現(xiàn)聯(lián)合觀測，這標志著FAST具備了聯(lián)合組網(wǎng)觀測的能力。?

截至2018年9月12日，500米口徑球面射電望遠鏡已發(fā)現(xiàn)59顆優(yōu)質(zhì)的脈沖星候選體，其中有44顆已被確認為新發(fā)現(xiàn)的脈沖星。

截至2019年8月28日，500米口徑球面射電望遠鏡投入使用近三年，現(xiàn)已實現(xiàn)跟蹤、漂移掃描、運動中掃描等多種觀測模式，并且已發(fā)現(xiàn)132顆優(yōu)質(zhì)的脈沖星候選體，其中有93顆已被確認為新發(fā)現(xiàn)的脈沖星。

2020年1月11日，500米口徑球面射電望遠鏡順利通過國家驗收，投入正式運行，未來將著力確保裝置高效、穩(wěn)定、可靠運行，加強國內(nèi)外開放共享。

2020年1月1日至3月23日，500米口徑球面射電望遠鏡完成觀測近1000小時，已完成全年觀測時長目標任務(wù)的三分之一，發(fā)現(xiàn)并認證的脈沖星達到114顆。

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2020年9月“中國天眼”預(yù)計可正式啟動針對地外文明的搜索。

截至2020年11月，“中國天眼”設(shè)施運行穩(wěn)定可靠，取得一系列重大科學成果，發(fā)現(xiàn)脈沖星數(shù)量超過240顆，基于“中國天眼”數(shù)據(jù)發(fā)表的高水平論文達到40余篇。近1年來，“中國天眼”已觀測服務(wù)超過5200個機時，超過預(yù)期設(shè)計目標近2倍。

2021年2月，劇中國科學院國家天文臺，500米口徑球面射電望遠鏡又有兩項新發(fā)現(xiàn)，包括捕獲三例新的高色散快速射電暴和首次發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星一種名為jitter的計時噪聲模式。截至3月29日，500米口徑球面射電望遠鏡已發(fā)現(xiàn)300余顆脈沖星。

2021年3月31日起，中國天眼向全世界天文學家征集觀測申請，以開放合作的態(tài)度，向全球提供重大科研基礎(chǔ)設(shè)施，促進更多科學成果產(chǎn)出，為人類文明進步作出中國貢獻。7月20日公布評審結(jié)果，8月開始安排觀測時間。