? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?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(shí)起，500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）向全球天文學(xué)家征集觀測申請。所有國外申請項(xiàng)目統(tǒng)一參加評審，評審結(jié)果將于7月20日公布，觀測時(shí)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(yuǎn)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(yùn)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(yùn)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(xué)院國家天文臺有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，“中國天眼”向世界全面開放，彰顯了中國與國際科學(xué)界充分合作的理念。在開放合作中，中國的科學(xué)重器將更好地發(fā)揮效能，促進(jìn)重大成果產(chǎn)出，為全人類探索和認(rèn)識宇宙作出貢獻(xiàn)。

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中國天眼

500米口徑球面射電望遠(yuǎn)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(dòng)反射面系統(tǒng)、饋源支撐系統(tǒng)、測量與控制系統(tǒng)、接收機(jī)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(yuǎn)鏡被譽(yù)為“中國天眼”，由中國天文學(xué)家南仁東先生于1994年提出構(gòu)想，歷時(shí)22年建成，于2016年9月25日落成啟用。是由中國科學(xué)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(yuǎn)鏡。綜合性能是著名的射電望遠(yuǎn)鏡阿雷西博的十倍。2020年1月11日，500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡通過國家驗(yàn)收，投入正式運(yùn)行。截至2021年3月29日，500米口徑球面射電望遠(yuǎn)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(xué)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(xué)聯(lián)盟大會(huì)上，包括中國在內(nèi)的10國天文學(xué)家提出建造新一代射電“大望遠(yuǎn)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(dòng)機(jī)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(xué)和科研機(jī)構(gòu)，組建了“大射電望遠(yuǎn)鏡”中國推進(jìn)委員會(huì)，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(xiàng)目”立項(xiàng)，并得到中國科學(xué)院及科技部的支持。

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

2007年7月，國家發(fā)展和改革委員會(huì)批復(fù)500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施立項(xiàng)建議書，原則同意將FAST項(xiàng)目列入國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展項(xiàng)目計(jì)劃，F(xiàn)AST工程進(jìn)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(yuǎn)鏡國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目可行性研究報(bào)告，F(xiàn)AST工程進(jìn)入初步設(shè)計(jì)階段。

2009年2月，500米口徑球面射電望遠(yuǎn)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(bào)告獲得批復(fù)，工程開工項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)和概算獲得中國科學(xué)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(jìn)入調(diào)試觀測階段。工期5.5年。望遠(yuǎn)鏡臺址挖掘完工，基地、主動(dòng)反射面的建造均于2013年內(nèi)動(dòng)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(yuǎn)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(jìn)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(yuǎn)鏡（簡稱FAST）項(xiàng)目綜合布線工程完成，具備供電條件，這標(biāo)志著“天眼”的神經(jīng)系統(tǒng)已經(jīng)成型，F(xiàn)AST工程進(jìn)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(yuǎn)鏡（FAST）饋源支撐系統(tǒng)進(jìn)行首次升艙試驗(yàn)，6根鋼索拖動(dòng)饋源艙提升108米，并進(jìn)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(yuǎn)鏡——500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST），已完成3492塊反射面面板安裝，完成比例達(dá)78.47%。2016年4月10日，500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）已完成4185塊反射面面板安裝，完成比例達(dá)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(dá)99.8%。

2016年7月3日，500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡的最后一塊反射面單元成功吊裝，這標(biāo)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(yuǎn)鏡利用貴州喀斯特地區(qū)的洼坑作為望遠(yuǎn)鏡臺址，建造世界第一大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，其擁有30個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場大的接收面積。FAST作為世界最大的單口徑望遠(yuǎn)鏡，將在未來20至30年保持世界一流地位。全新的設(shè)計(jì)思路，加之得天獨(dú)厚的臺址優(yōu)勢，使其突破了望遠(yuǎn)鏡的百米工程極限，開創(chuàng)了建造巨型射電望遠(yuǎn)鏡的新模式。?

該項(xiàng)目首席科學(xué)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(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)年會(huì)”上表示，與世界現(xiàn)有最大口徑100米望遠(yuǎn)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(jī)制造廠運(yùn)用航空制造技術(shù)，成功完成了FAST項(xiàng)目12米相似三角形的鋁合金面板驗(yàn)證模型制造。該模型由100個(gè)1.2米等邊三角形構(gòu)成，每個(gè)等邊三角形三個(gè)交點(diǎn)孔位置精度保持在0.1-0.15mm。該模型的成功制造，標(biāo)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(yuǎn)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(xiàng)后進(jìn)入可行性研究階段。由中國科學(xué)院和貴州省人民政府共同建設(shè)。建設(shè)周期以開工報(bào)告通過之日起約5.5年。該項(xiàng)目擬采用我國科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)的設(shè)計(jì)和我國貴州南部的喀斯特洼地的獨(dú)特地形條件，建設(shè)一個(gè)約30個(gè)足球場大的高靈敏度的巨型射電望遠(yuǎn)鏡。

FAST建成后將成為世界上最大口徑的射電望遠(yuǎn)鏡，F(xiàn)AST與號稱“地面最大的機(jī)器”的德國波恩100米望遠(yuǎn)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(jì)十大工程之首的美國Arecibo 300米望遠(yuǎn)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(yuǎn)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(jì)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(gè)方面實(shí)現(xiàn)科學(xué)和技術(shù)的重大突破外，還將作為一個(gè)多學(xué)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(jià)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(dá)時(shí)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(jì)時(shí)陣，為自主導(dǎo)航這一前瞻性研究制作脈沖星鐘。

進(jìn)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(dòng)戰(zhàn)略雷達(dá)為國家安全服務(wù)。

基于FAST的強(qiáng)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(xiàng)目“搜尋外星人計(jì)劃”(SETI)的首席科學(xué)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(yuǎn)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(rèn)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(rèn)為新脈沖星。

2018年4月28日，從中國科學(xué)院國家天文臺獲悉，“天眼”FAST（500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡）首次發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星并得到國際認(rèn)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(jī)進(jìn)行一小時(shí)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(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)獲悉，500米口徑球面射電望遠(yuǎn)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(gè)功能有點(diǎn)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(xué)伯克利分校地外文明研究團(tuán)隊(duì)基于幾十年的地外文明搜索經(jīng)驗(yàn)，攜手中國科學(xué)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(xué)院國家天文臺FAST總工程師、研究員姜鵬接受專訪時(shí)說道，和天馬望遠(yuǎn)鏡團(tuán)隊(duì)合作，首次成功實(shí)現(xiàn)聯(lián)合觀測，這標(biāo)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(yuǎn)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(rèn)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(yuǎn)鏡投入使用近三年，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)跟蹤、漂移掃描、運(yùn)動(dòng)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(rèn)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(yuǎn)鏡順利通過國家驗(yàn)收，投入正式運(yùn)行，未來將著力確保裝置高效、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，加強(qiáng)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(yuǎn)鏡完成觀測近1000小時(shí)，已完成全年觀測時(shí)長目標(biāo)任務(wù)的三分之一，發(fā)現(xiàn)并認(rèn)證的脈沖星達(dá)到114顆。

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2020年9月“中國天眼”預(yù)計(jì)可正式啟動(dòng)針對地外文明的搜索。

截至2020年11月，“中國天眼”設(shè)施運(yùn)行穩(wěn)定可靠，取得一系列重大科學(xué)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(dá)到40余篇。近1年來，“中國天眼”已觀測服務(wù)超過5200個(gè)機(jī)時(shí)，超過預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)近2倍。

2021年2月，劇中國科學(xué)院國家天文臺，500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡又有兩項(xiàng)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(jì)時(shí)噪聲模式。截至3月29日，500米口徑球面射電望遠(yuǎn)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(xué)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(jìn)更多科學(xué)成果產(chǎn)出，為人類文明進(jìn)步作出中國貢獻(xiàn)。7月20日公布評審結(jié)果，8月開始安排觀測時(shí)間。