В Китайской Народной республике создан самый большой на Земле сферический фиксированный радиотелескоп FAST. С его помощью учёные смогут изучать формирование и эволюцию галактик, тёмную материю, гравитационные волны, заняться поиском внеземных цивилизаций.
1—-Карта провинции Гуйчжоу, Юго-Западный Китай. Радиотелескоп FAST.
Идея строительства сферического телескопа с пятисотметровой апертурой появилась в Китае ещё в начале 90-х годов, а разрабатывать концепт специалисты стали в июле 1994 года. Спустя 14 лет началось проектирование.
Основной движущей силой проекта был Нань Жэньдун, исследователь из Китайской национальной астрономической обсерватории.
Октябрь 2008 года — начало проектирования радиотелескопа.
2—- Карстовая воронка — естественный котлован радиотелескопа.
В 2011 году начато строительство телескопа, с марта этого года учёные, инженеры и строители временно поселились в одном из отдалённых горных ущелий уезда Пинтан Цяньнань-Буи-Мяоского автономного округа провинции Гуйчжоу, Юго-Западный Китай.
На расстоянии 10 км от телескопа был введён запрет на строительство. Введён режим радиомолчания. Были переселены около 9 тысяч человек, проживавших на расстоянии менее 5 км от телескопа.
3—- FAST
Июль 2015 года — начат монтаж отражающих элементов.
3 июля 2016 года специалисты установили последний из 4450 треугольных отражателей, из которых состоит радиотелескоп. Это ознаменовало завершение основного сооружения гигантского астрономического прибора.
После окончания строительства в 2016 году и сдачи в эксплуатацию FAST стал самым большим в мире радиотелескопом с заполненной апертурой, его диаметр — 500 метров
Сферический радиотелескоп FAST Название радиотелескопа FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope) в переводе на русский язык означает «Сферический телескоп с пятисотметровой апертурой». Прозванный Тяньянь «Небесный глаз», это радиотелескоп, расположенный во впадине Даодан, естественном котловане в уезде Пинтан, провинция Гуйчжоу, юго-запад Китая.
4—- Техническая площадка, расположенная по краю радиотелескопа
25 сентября 2016 года — начало работы радиотелескопа FAST.
11 января 2020 года радиотелескоп FAST прошёл государственную приёмку и был официально введён в эксплуатацию.
Телескоп FAST использует фиксированный основной рефлектор, размещённый в естественном карстовом углублении, который отражает радиоволны на приёмник, подвешенный на высоте 140 метров над ним.
5—- FAST
Поверхность рефлектора FAST образована из 4450 треугольных панелей, каждая размером 11 метров, размещённых в форме геодезического купола. Актуаторы, размещённые под ними, позволяют сформировать активную оптическую поверхность
Над рефлектором на тросах установлена легкая кабина, перемещаемая кабельными роботами, расположенными на шести опорных мачтах. Приёмные антенны установлены под ней.
FAST может фокусироваться на направлениях, составляющих угол до ±40° от зенита
Несмотря на общий диаметр отражателя в 500 метров, эффективный диаметр отражателя, используемый в каждый момент времени при наблюдениях, составляет лишь 300 метров.
6—- Приемник радиотелескопа
Частоты работы — от 70 МГц до 3 ГГц, обеспечивают 9 приёмников. Полоса 1,23—1,53 ГГц вблизи линии нейтрального водорода 21 см.
Апертура с подсветкой 300 м в радиусе 500 м
Максимальный зенитный угол составляет 40 градусов, когда эффективная освещённая апертура уменьшается до 200 метров, и 26,4 градуса, когда эффективная освещённая апертура составляет 300 метров без потерь.
FAST меньше, чем у радиообсерватории Хикамарка, заполненная апертура которой имеет эквивалентный диаметр 338 метров.
По конструкции FAST схож с радиотелескопом обсерватории Аресибо Пуэрто-Рико и также располагается в естественном углублении.
Отражатель FAST значительно более глубокий, чем у Аресибо, что также способствует большему полю обзора.
Платформа с оборудованием на телескопе Аресибо больше, и позволяет Аресибо изучать ионосферу, внутренние планеты и выполнять точные измерения орбит околоземных астероидов. Платформа на телескопе FAST значительно меньше и не содержит передающего оборудования.
7—- Обрушение платформы Аресибо
В отличие от неподвижной апертуры Аресибо, каждая панель телескопа FAST может менять положение при помощи гидроприводов. Также подвижны приемные антенны телескопа, установленные над куполом на тарелкообразной платформе.
Обсерватория Аресибо находится ближе к экватору, благодаря чему при вращении Земли большая часть неба попадает в поле обзора.
Но к сожалению обсерватория Аресибо, «Золотой глаз», разрушился в результате износа несущей конструкции в 2020 году.
С 2017 года до ноября 2024 года при помощи радиотелескопа «Небесное око Китая» было открыто 1000 пульсаров, это больше, чем за тот же период с помощью других телескопов мира вместе взятых.
Пульсары — это сильно намагниченные быстро вращающийся источники импульсного электромагнитного излучения с нейтронной звездой в центре.
8—- Вид с воздуха на телескоп FAST
Кроме этого открыты пульсарная двойная система с самым коротким орбитальным периодом, измерена масса двойной нейтронной звезды
В сентябре 2020 года Китай запустил масштабную программу по поиску внеземного разума. Для этого Поднебесная стала участником
SETI.
Стало известно, что FAST собираются задействовать для поиска самовоспроизводящихся зондов, которые известны в науке как «зонды Фон Неймана».
Гипотетические самовоспроизводящиеся космические аппараты, предложенные американским математиком и физиком Джоном фон Нейманом. Зонд, отправленный к другой звезде или планете, сможет использовать местные материалы для создания новых зондов, которые затем отправятся к другим звёздным системам.
14 июня 2022 года астрономы, работающие с китайским телескопом FAST, сообщили о возможном обнаружении искусственных предположительно инопланетных сигналов.
9—- Вид с воздуха на телескоп FAST
Китайские учёные не стоят на месте.
Китай начал модернизацию FAST, которая сделает его намного более чувствительным.
Старт процесса состоялся 25 сентября, в восьмую годовщину завершения FAST.
FAST Core Array, как называется это расширение,
Система будет расширена за счет строительства дополнительных 24 радиотарелок параболических зеркал с антеннами.
Зеркала обновленного FAST Core Array будут иметь диаметр
40 метров и формирование массива радиотелескопов в радиусе 10 км диаметром вокруг FAST.
Отдельные антенны направлены на один и тот же источник наблюдения. Поскольку все они смотрят на объект под разным углом, это похоже на одно огромное зеркало.
Затем изображения накладываются друг на друга для увеличения разрешения. Весь комплекс антенн, включая 500-м, будет работать синхронно, представляя собой виртуальную радиоантенну диаметром около 10 км.
10— Зеркала обновленного FAST
Ожидается, что благодаря этому проекту разрешение телескопа увеличится в 30 раз.
У 24 новых зеркал с антеннами телескопа FAST есть особенность. В отличие от основного зеркала они подвижные. Главное зеркало всегда направлено на конкретную точку неба и приходится ждать, пока над телескопом не появится тот объект, который нужно наблюдать.
С другой стороны, подвижные зеркала можно нацелить на любую точку ночного неба. Расширение планируется завершить в 2035 году, и оно обеспечит значительно лучшее качество, чем FAST.
Кроме того, строительство должно стать первым шагом в подготовке проекта FASTA. Всего необходимо соединить 6 одинаковых телескопов FAST, чтобы сформировать гигантский радиотелескоп.
11— РАТАН-600
Конкурировать с FAST могут существующие радиотелескопы с незаполненной апертурой.
(Апертура эффективная площадь антенны. При определённых условиях может быть приблизительно равна площади раскрыва).
Антенны большего диаметра — Российский 576 метровый радиотелескоп РАТАН 600.
Российский РАТАН-600 превосходит китайский телескоп. Телескоп диаметром 576 метров имеет больший диаметр, чем FAST. Он состоит из тысячи отражающих элементов. Но площадь поверхности FAST для сбора радиоволн больше. РАТАН-600 имеет площадь 12 000 м2, FAST — 196 000 м2.
Телескоп с заполненной апертурой, SKA (Square Kilometre Array), с приемными станциями, разбросанными на расстоянии до 3000 км от центра.
12— Антенная решётка площадью в квадратный километр
SKA сокращённо от английского. Square Kilometre Array — «Антенная решётка площадью в квадратный километр»
SKA (Square Kilometre Array) — международный проект по созданию крупнейшего в мире радиоинтерферометра.
Антенны SKA размещены в Австралии и ЮАР, небольшая часть массива — в Новой Зеландии. Штаб-квартирой проекта выбрана обсерватория Джодрелл-Бэнк в Великобритании.
13— В сентябре 2020 года Китай запустил масштабную программу по поиску внеземного разума
Превзойти FAST может только радиотелескоп горизонта событий.
«Телескоп горизонта событий» (англ. Event Horizon Telescope, EHT) — проект по созданию большого массива телескопов, состоящего из глобальной сети радиотелескопов и объединяющего данные нескольких станций.
EHT — крупнейший наземный интерферометр со сверхдлинной базой, объединяющий несколько обсерваторий на разных континентах и работающий на длине волны 1,3 миллиметра
12 мая 2022 года было опубликовано изображение чёрной дыры объекта Стрелец А*, находящегося в центре Млечного Пути. Оно было сформировано по данным, собранным радиотелескопами в 2017 году.
