斥资1个亿!国产太空天眼通过验收:连车牌号都能看清
近日,我国国内最高学术机构,中国科学院突然传来好消息,长春光学精密机械与物理研究所斥1亿多人民币巨资打造的国家重大科研装备研制项目:“4米量级高精度碳化硅非球面反射镜集成制造系统”正式通过验收,此举不仅标志着我国在大口径光学制造领域取得重大技术突破,从此形成大口径系列反射镜研制能力,还创造了世界纪录,全球第一。
这难免让人们联想到所谓“中国版本的哈勃空间望远镜”:即天宫空间站早期规划当中部署于梦天号实验舱的“巡天号”大型光学空间望远镜,这台20多吨的大家伙的像素达到了25亿,并且拥有超过哈勃300多倍的视场,那么也就意味着可以拍摄到更多事物,巡天号用一天时间获取到的数据,相当于哈勃耗费一年才能够获取的数据。
当然,如此强大的望远镜,其造价也是相当不菲的,它的同行:哈勃望造价30亿美元,而哈勃的继任者韦伯太空望远镜成本更是达到了87亿美元,大概相当于4架B2隐身战略轰炸机,或者2辆尼米兹级核子动力航空母舰,亦或是3艘辽宁号。
众所周知,无论是哈勃的前身,还是与之师出同门的KH11以及KH12两款锁眼系列卫星,都属于可以用于对地观察的侦察卫星,尤其是最新的锁眼卫星甚至可以做到0.1米的对地成像分辨率,甚至连车牌号都能够看得一清二楚,不过,自从8年之前,亚特兰蒂斯号航天飞机退役之后,哈勃就再也无法被在轨维修,而去年又出现了一个定向陀螺仪发生故障的情况,因此,这台望远镜将在两年之后正式退役。
不过中国的巡天号太空望远镜则没有这个问题,据悉,中国科学家创造性地提出了一种被称之为“光学舱分离”的方案,将巡天号望远镜和天宫空间站并不部署在一起,但又部署在同一轨道面上,这样便直接解决了两项困扰:既不会让两者相互掣肘,给运营增加困难,可以各自使用各自的轨道姿态,两者又能够在需要的时候进行在轨维修,大大降低了维护成本,即使没有航天飞机,也照样可以保证望远镜长久并且稳定的工作。
除此之外,根据日本专家推算,中国在轨卫星数量已经超过俄国,仅次于美国,而在遥感卫星方面,中国则达到了全世界第一,而且我们不仅覆盖了可见光,红外,合成孔径雷达等常规功能领域,甚至还可以动态画面的能力,比如长光卫星技术有限公司的吉林一号便做到了这一点:现场直播整个地球。
“中国天眼”通过国家验收 正式开放运行
“天眼”的索网结构,是世界上跨度最大、精度最高、工作方式最特殊的(瞿文斌摄)
国际在线报道(记者瞿文斌):1月11日,被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜FAST(请按音标念)通过国家验收,正式开放运行,成为全球最大且最灵敏的射电望远镜,也意味着人类向宇宙未知地带探索的眼力更加深邃,眼界更加开阔。
2颗,11颗,43颗,93颗,102颗……从2017年10月“中国天眼”首次发现2颗脉冲星,到11日召开的国家验收会上公布已发现102颗脉冲星,它两年多来发现的脉冲星超过同期欧美多个脉冲星搜索团队发现数量的总和。验收会上,中科院院士武向平等6位专家分别宣读工艺验收、电波环境保护等验收意见,国家发改委高技术司副司长沈竹林宣布“中国天眼”各项指标均达到或优于批复的验收指标,主要性能指标达到国际领先水平,具备了开放运行条件。沈竹林说:“FAST工程建设实现了多项自主创新,显著提升了我国射电天文研究能力和技术水平,推动了相关产业技术的革新与发展,产生了较大的社会经济效益。FAST综合性能达到国际领先水平,对促进我国天文学实现重大突破具有重要意义。验收委员会同意该项目通过国家验收。”
中国曾是世界上天文记录最久远、最完整的国家,在超过3000年的时间里,连续不断地记录着各种天文现象,包括日食和月食、太阳黑子、彗星和流星、客星等。中国古代天文学家编制了100多种天文历法,也发明了大量的天文仪器。但近代以来,中国天文学跟其他科学技术一样,大大落后于率先完成工业革命的西方国家。1993年,怀着回报民族的赤诚和描绘宇宙的初心,活跃在国际天文界的南仁东毅然回国,力主中国独立建造射电“大望远镜”。从1994年开始选址和预研究,到2016年9月25日“中国天眼”落成启用,南仁东率团队用20多年帮助中国实现了追赶——建成了世界最大的射电望远镜。
“中国天眼”开创了建造巨型射电望远镜的新模式,突破了传统望远镜的工程极限,灵敏度达到世界第二大射电望远镜的2.5倍以上,可有效探索的空间范围体积扩大4倍,使科学家有能力发现更多未知星体、未知宇宙现象、未知宇宙规律……国家天文台 研究员、“中国天眼”总工程师姜鹏介绍:“经常有人问到,FAST有多大,我们用个通俗的比喻,把它想象成一口锅的话,好事的同事算了算,如果它装满水,全世界每人可以分4瓶矿泉水。如果它装满水,够全世界人饮用一天的,所以你可以想象下它的工程体量有多大,因为全世界有75亿人啊。”
“天眼”的索网结构,是世界上跨度最大、精度最高、工作方式最特殊的。要实现反射面变形,对抗疲劳性能的要求极高,如果材料和工艺层面的问题不解决,整个项目就要停滞。回忆10年前的“索网攻关”,姜鹏记忆犹新:“在10年的时候,FAST台址开挖已经开始了,出现了一个索疲劳的问题。它这个索网得是一个网兜,一会儿是球面,一会儿是抛物面,它更像是弹簧在用,所以它对疲劳性能要求很高,它要求200万次疲劳寿命能达到500MPa应力幅,所以这是传统规范的2倍还要多。然后我们就在市面买十几根钢索做实验,没有一个能满足FAST要求,这个时候质疑声很快就过来了,就因为它是在材料和工艺层面出问题了。所以我们大概用了2年时间全方位改进索体工艺,终于研制出适用FAST索结构,这也让FAST渡过了一次真正的危险。”
目前通常认为,宇宙中大约70%是暗能量,26%是暗物质,不到4%是重子物质,只有不到1%是人类能看见的发光物质。密度极高的脉冲星属于重子物质,而发光物质只相当于“一瓶可乐中的一滴水”。多数天文学家都认为,至少在分米波波段射电天文学、脉冲星观测研究领域,“中国天眼”很快就能世界领先。FAST运行和发展中心首席科学家李菂说:“FAST有它相对独特的观测能力,它能够把宇宙的重子物质最重要的成分(宇宙的重子物质含 76%氢),就是原子氢气做最深度的成图,这也是接下来一个重要的方向。另外一个是已经取得初步成果的快速射电暴。快速射电暴2007年才(被天文学界)发现。它完全不是一个弱信号,是一个非常强的信号。由于它只闪烁一次不再重复,在射电天文学里面没有被注意到,没有得到同行的认可和共识。到2013年,(天文学界)又确认了4个快速射电暴,于是它变成一个领域。FAST是07年底批复立项,11年3月开工,FAST团队也是针对它做了一系列新的改进和研发。”
正因为已知太少,才点燃了人类向宇宙未知地带探索的梦想。敢当“梦潮儿”的中国科学家希望,借助“中国天眼”进行银河系及周边的星际介质巡天,全面脉冲星和近邻宇宙的气体分布图像。一旦它发现重要特殊意义的天体,意味着发现全新的未知世界,系统地拓展人类的宇宙视野。星辰大海,才是他们的征途。
中国首台出口斯里兰卡的盾构机在长沙通过验收
中新社长沙2月1日电 (向一鹏 胡清)中国首台出口斯里兰卡的自主品牌盾构机1日在长沙通过验收,将于春节后运往斯里兰卡首都科伦坡,参与新姆图瓦和托林顿排水工程建设。
这台由中国铁建重工集团有限公司研制的设备是目前中国国产最小直径的土压平衡盾构机,直径仅3.7米,与直径达6米至7米甚至10多米的盾构机相比,是个十足的“小个子”。
据该盾构机主任设计师张瑞临介绍,上述工程隧道的地质主要由片麻岩等极硬岩层构成,岩石硬度达到150兆帕。同时,隧道最小转弯半径只有80米,而一般盾构法隧道最小转弯半径是250米,盾构机面临的掘进和转弯难度极大。
“别看这台设备个头小,其开挖、支护、出渣等功能却一样都不少,在性能和施工效率上与大直径盾构机无异,施工灵活度更高。”张瑞临介绍,该设备主要部件都要定制,以满足窄小空间布局。
在技术创新上,该盾构机刀盘和螺旋输送机针对硬岩进行了特殊的耐磨保护,配置了加强型及抗冲击刀具,满足硬岩地层的掘进和转弯;主驱动采用多驱大扭矩液压马达驱动,抗冲击能力强。
张瑞临说:“虽然微型盾构机内部空间十分狭小,但考虑到人员作业安全和舒适度,我们根据轿车操作室理念设计了轿车模式控制室,还配置了人舱系统,可以满足人员安全换刀需求。”