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[宇宙天文] 耗资20億美元的最大射電望遠鏡2016年動工:可監聽外星人信號

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發表於 2011-5-1 13:47:41 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
本帖最後由 assusys 於 2011-5-1 13:55 編輯

來自全球20個國家的科學家們正在籌劃建造全世界最大規模的射電望遠鏡(也叫電波望遠鏡;無線電天文望遠鏡)。它將極大的幫助科學家們對行星和恆星的形成過程,以及宇宙暗能量之謎進行探測,甚至對可能存在的地外生命信號進行監聽。目前最新消息,英國曼徹斯特焦德雷爾班克射電天文台(Jodrell Bank Radio Observatory)被選出作為建造SKA的總部,全面負責該項目的協調運行。而明年,國際社會將最終決定SKA陣列的最終選址地點。

這個叫做“平方千米陣列”“(Square Kilometre Array,SKA)的射電望遠鏡預計將耗資15億歐元(約20億美元)。按照計劃,工程將於2016年開工,在2020年年底前完成第一階段施工,全部工程將在2024年完成。SKA旨在找出一些有關宇宙關鍵問題的答案,包括了黑色能量,在宇宙大爆炸後第一批恆星和星係是如何形成的,自形成後星係是如何進化的,磁場在宇宙中的作用,地心引力的本質以及尋求在地球以外的生命等。

SKA中心位於南非或者澳大利亞。來自每個天線的信號將被結合在一起從而形成一個巨大望遠鏡。這個收集區域面積將達到近一平方千米(約0.386平方英里),將能提供是現有最好射電望遠鏡的50倍的靈敏度和1000倍的搜索速度,其擁有的數千個接收機將排列延伸到離望遠鏡中心3000千米(約1864英里)處。

據悉,20個國家超過70所研究機構,還有為數不少的產業合作方都加盟到SKA望遠鏡的科學和技術設計中。根據不久前在羅馬簽署的協議顯示,參與運營SKA項目的國家主要有澳大利亞、中國、荷蘭、新西蘭、南非、法國、德國、意大利和英國。 SKA項目負責人理查德-斯奇利茲(Richard Schilizzi)教授稱:“SKA項目從一個想法到一項國際性巨型科學工程,這一過程令人激動不已,新的位置和新的設備將幫助推進天文科學的發展。”

SKA工程預期將推動天線、信號傳輸、信號處理和軟件計算等技術的發展。 SKA的設計、建造和投入使用將有望對整個科學界、工程界以及關聯產業的技術革新產生重大影響,這種影響力不僅僅是對建造國,而且波及到該項目​​的所有合作國家。

這是建成後SKA陣列核心區域天線陣的效果圖。
這是建成後SKA陣列核心區域天線陣的效果圖。.jpg

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這是南非提出的SKA佈局方案.jpg
這是澳大利亞提出的SKA佈局方案。.jpg
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SKA望遠鏡中央核心區域效果圖。.jpg
 樓主| 發表於 2011-5-1 13:52:28 | 顯示全部樓層
射電望遠鏡的發展

20世紀60年代,美國在波多黎各阿雷西博鎮建造了直徑達305米的抛物面射電望遠鏡,它是順著山坡固定在地表面上的,不能轉動,這是世界上最大的單孔徑射電望遠鏡。

美國、歐洲、加拿大、印度、中國和南非等國將共同投資建造世界上最大的射電望遠鏡--“平方千米陣列(Square Kilometre Array,簡稱SKA)”。專家們介紹說,這部巨型望遠鏡其實是一個由大量工作在釐米和米波段的天線組成的龐大觀測網路。

大射電望遠鏡SKA是國際射電天文界提議,並由國際SKA計畫辦公室(ISPO)扣國際SKA操作委員會(ISSC)具體實施的國際性專案,中國SKA工程方案是利用貴州省眾多的喀斯特窪地作為大射電望遠鏡SKA候選台址,其核心區為平塘縣六水窪地群。通過大量的岩溶地質調查,認為,SKA核心區屬於貴州省Ⅶ剝夷面,與之相對應的地文期為第三期第1亞期,該區強烈岩溶的作用,是壩王河的強烈溯源侵蝕結果。區內垂向岩溶作用強烈,落水洞密佈,地表河與地下暗河間頻繁轉換,岩溶水系發展演化過程可分為3個階段,而目前處於第3階段中期,其特徵是“高差大、水量大、岩溶作用強烈,槽穀、窪地等負地形量大而密集分佈”。大射電望遠鏡工程建設需處理好窪底岩溶水順暢排泄、主反射面支撐柱地基局部垮塌和支撐柱地基不均勻沉降等問題。

射電望遠鏡(radio telescope)是指觀測和研究來自天體的射電波的基本設備,可以測量天體射電的強度、頻譜及偏振等量。包括收集射電波的定向天線,放大射電信號的高靈敏度接收機,資訊記錄、處理和顯示系統等。

當代先進射電望遠鏡有:以德意志聯邦共和國 100米望遠鏡為代表的大、中型釐米波可跟蹤抛物面射電望遠鏡;以美國國立射電天文臺、瑞典翁薩拉天文臺和日本東京天文臺的設備為代表的毫米波射電望遠鏡;以即將完成的美國甚大天線陣。

20世紀30年代
1931年,在美國新澤西州的貝爾實驗室裡,負責專門搜索和鑒別電話干擾信號的美國人KG•楊斯基發現:有一種每隔23小時56分04秒出現最大值的無線電干擾。經過仔細分析,他在1932年發表的文章中斷言:這是來自銀河中射電輻射。由此,楊斯基開創了用射電波研究天體的新紀元。當時他使用的是長30.5米、高3.66米的旋轉天線陣,在14.6米波長取得了30度寬的 “扇形”方向束。此後,射電望遠鏡的歷史便是不斷提高解析度和靈敏度的歷史。

1937年,美國人G•雷伯潛心試製出一架在第二次世界大戰以前全世界獨一無二的抛物面型射電望遠鏡。它的抛物面天線直徑為9.45米,在 1.87米波長取得了12度的 “鉛筆形”方向束,並測到了太陽以及其它一些天體發出的無線電波。因此,雷伯被稱為是抛物面型射電望遠鏡的首創者。

1946年,英國曼徹斯特大學開始建造直徑66.5米的固定抛物面射電望遠鏡,1955年建成當時世界上最大的76米直徑的可轉抛物面射電望遠鏡。

20世紀60年代
相繼建成的有美國國立射電天文臺的42.7米、加拿大的45.8米、澳大利亞的64米全可轉抛物面、美國的直徑305 米固定球面、工作於釐米和分米波段的射電望遠鏡(見固定球面射電望遠鏡)以及一批直徑10米左右的毫米波射電望遠鏡。因為可轉抛物面天線造價昂貴,固定或半固定孔徑形狀(包括抛物面、球面、拋物柱面、抛物面截帶)的天線的技術得到發展,從而建成了更多的干涉儀和十字陣。

20世紀60年代末70年代
建成直徑100米的大型精密可跟蹤抛物面射電望遠鏡(德意志聯邦共和國波恩附近)。

20世紀80年代
歐洲的VLBI網、美國的VLBA陣、日本的空間VLBI相繼投入使用,這是新一代射電望遠鏡的代表,它們的靈敏度、解析度和觀測波段上都大大超過了以往的望遠鏡。其中,美國的超常基線陣列(VLBA)由10個拋物天線組成,橫跨從夏威夷到聖科洛伊克斯8000千米的距離,其精度是哈勃太空望遠鏡的500倍,是人眼的60萬倍。它所達到的解析度相當讓一個人站在紐約看洛杉磯的報紙。
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發表於 2011-5-1 23:37:30 | 顯示全部樓層
Does these kind of thing works?
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發表於 2011-5-3 13:59:17 | 顯示全部樓層
耗資寵大, 場面浩大, 但宇宙無限大!
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發表於 2011-5-3 20:32:09 | 顯示全部樓層
多謝分享............
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發表於 2011-5-5 21:02:45 | 顯示全部樓層
I think it will be good whether South Africa or Australia get the project.  I hope they can finish it soon! It will be very exciting
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發表於 2011-5-5 21:33:59 | 顯示全部樓層
what an exciting news ~
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