poniedziałek, 7 listopada 2016

FAST największy radioteleskop niebiańskie oko

Chiński radioteleskop Niebiańskie Oko - największy na świecie


Chiny w lipcu 2016 roku zakończyły budowę największego na świecie radioteleskopu. Prace trwały pięć lat, a koszt przedsięwzięcia wyniósł 180 milionów dolarów. Pierwsze plany powstały już w 1994 roku. Radioteleskop nazwano FAST. To skrót od „Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope”, czyli tłumacząc: teleskopu sferycznego o aperturze wielkości 500 metrów. Czasza radioteleskopu ma zatem, jak można się domyślić, 500 metrów średnicy. Do tej pory największym radioteleskopem czaszowym było Obserwatorium Arecibo, którego czasza ma średnicę 305 metrów. Nowy radioteleskop składa się z 4450 trójkątnych paneli wykonanych z aluminium. Czasza zajmuje powierzchnię porównywalną do 30 boisk piłkarskich. Do jego zadań będą należały poszukiwania informacji na temat początków wszechświata oraz obcych nam cywilizacji. 

Niebiańskie Oko - Największy czaszowy radioteleskop - Chiny
Największy radioteleskop świata — chiński 500-metrowy FAST — już działa, podały Chiny we wrześniu 2016 roku. Oficjalnie uruchomiono go w niedzielę, 25 września 2016 roku. I już odebrał sygnał z pulsara odległego od Ziemi o 1351 lat świetlnych. FAST zbudowano 2000 km na południowy zachód od Pekinu, w naturalnej depresji między górami, w rejonie dość słabo zaludnionym. Gigant będzie poszukiwał śladów neutralnego wodoru w naszej Drodze Mlecznej oraz sąsiednich galaktykach, obserwował pulsary, a także nasłuchiwał sygnałów mogących pochodzić od pozaziemskich cywilizacji. Na razie, po próbnym rozruchu, przechodzi fazę testów. Kalibracja potrwa aż trzy lata — dopiero później rozpoczną się prawdziwe obserwacje astronomiczne. - Głównym zadaniem FAST jest obserwacja i odkrywanie nieznanych praw rządzących Wszechświatem — zapewnia Qian Lei z Chińskiej Akademii Nauk w rozmowie z telewizją CCTV. 

Wielka czasza radioteleskopu umiejscowiona jest w naturalnym zagłębieniu krasowego terenu w prowincji Kuejczou w południowej części kraju. Składa się z prawie 4,5 tysiąca oddzielnych aluminiowych paneli, które tworzą „miskę" o średnicy 500 metrów. Stąd oficjalna nawza — Five hundred meter Aperture Spherical Telescope (FAST). Nieoficjalna to Tianyan — Niebiańskie Oko - choć bardziej pasowałoby Niebiańskie ucho. Chińska konstrukcja jest znacznie większa i trzy razy wydajniejsza od amerykańskiego Obserwatorium Arecibo (305 metrów). Wielkością ustępuje wprawdzie rosyjskiemu RATAN-600 o średnicy 576 metrów, ale ta konstrukcja nie jest jednolita — składa się z rozrzuconych w terenie reflektorów. FAST, dzięki siłownikom wyginającym panele, można do pewnego stopnia sterować — dzięki temu obejmuje obserwacjami większą część nieba niż konkurent w Arecibo. Czasza FAST umieszczona jest w naturalnym zagłębieniu terenu. 


Koszt budowy FAST szacowany jest na równowartość 180 milionów dolarów. Około 280 mln dolarów kosztowało przesiedlenie ponad 9 tysięcy mieszkańców okolicy Dawodang, gdzie znaleziono idealne miejsce dla FAST.  Prace rozpoczęto w 2011 roku, a zakończono w połowie 2016. Jeszcze przed wylaniem fundamentów władze przesiedliły niewielką wioską z 65 mieszkańcami. A ponieważ wokół radioteleskopu zorganizowaną „radiową strefę ciszy" w promieniu 5 km, przesiedlono kolejnych 9 tysięcy ludzi. Jak podaje telewizja CCTV otrzymali oni rekompensaty finansowe lub nowe domy w innym miejscowościach. Chińska agencja Xinhua podała, każdy z nich otrzymał rekompensatę w wysokości około 24 tysiące złotych. Nie oznacza to jednak, że Chińczycy chcą odizolować swój radioteleskop od świata. Wręcz przeciwnie, wzorem Portoryko (bo tam zlokalizowano Obserwatorium Arecibo), zbudowali taras widokowy dla turystów. 

Urządzenie wybudowano w słynącej z pięknych krajobrazów, lecz zubożałej prowincji Kujeczou. FAST potrzebuje kompletnej ciszy radiowej w promieniu przynajmniej pięciu kilometrów. W związku z tym nawet 10 tysięcy osób zostaje przesiedlonych, aby telefonami, radiem czy wi-fi nie zakłócało pracy tego bardzo cennego urządzenia. Pierwsze dwa lub trzy lata poświęcone będą głównie kalibracji i wstępnym badaniom. Do września radioteleskop przeszedł pozytywnie testy aparatury i został oddany do pracy. Z czasem FAST zagłębi się w przestrzeni kosmicznej i zacznie poszukiwać życia pozaziemskiego. Największy polski radioteleskop mieści się w Piwnicach koło Torunia. Jego średnica to zaledwie 32 metry. Do swoich badań wykorzystuje go Katedra Radioastronomii Uniwersytetu Mikołaja Kopernika. 

Radioteleskop FAST w czasie budowy
Tak wielkie przedsięwzięcie udało się ukończyć Chińczykom zgodnie z planem i bez żadnych opóźnień. Radioteleskop FAST został wyposażony w najlepszą na świecie aparaturę i w połączeniu z ogromnymi rozmiarami może być dla naukowców narzędziem o niespotykanych do dziś możliwościach. Dzięki niemu będziemy mogli nie tylko dowiedzieć się nowych rzeczy o pulsarach, zbliżyć się do poznania szczegółów powstania Wszechświata, ale także szukać sygnałów od innych inteligentnych cywilizacji. Budowa całego obiektu trwała 5 lat i pochłonęła 160 milionów euro. Łączna waga wszystkich luster zainstalowanych w radioteleskopie to 11 tysięcy ton. Według szacunków podczas budowy usunięto nawet milion metrów sześciennych urobku. Szacuje się, że FAST będzie dzierżył palmę pierwszeństwa w rozmiarach jeszcze przez 10-20 lat. 

FAST jest także 5 do 10 razy wydajniejszy, dzięki zwiększeniu obszaru nieba, który może być obserwowany w tym samym czasie. Dokładność pozycjonowania aparatury odbiorczej (podwieszonej na metalowej linie rozciągniętej z 6 wież) wynosi 10 mm. Czas ustawiania się na wybrany obiekt wynosi maksymalnie 10 minut, a maksymalny czas ciągłych obserwacji do 6 godzin (w Arecibo niespełna 3 godziny). By wyeliminować wpływ abberacji sferycznych, kształt czasy może być na bieżąco korygowany (aczkolwiek sama czasza nie może się poruszać). FAST uzupełnił światową interferometryczną sieć radioteleskopową - VLBI, stając się jej najważniejszym elementem. 

Sama czasza Niebiańskiego Oka leży w naturalnej niecce z wapienia i nie porusza się – a raczej porusza się zgodnie z ruchem obrotowym Ziemi – jest więc tylko częściowo sterowalna. FAST ma za to szersze pole widzenia niż radioteleskop Arecibo – pokrywa niebo w odległości 40° od zenitu, podczas gdy antena z Arecibo jest ograniczona do „zaledwie” 20°. Zakres częstotliwości odbiornika FAST to 70 MHz do 3 GHz. Oczekuje się, że ta gigantyczna konstrukcja osiągnie rozdzielczość rzędu 2,9 minuty łuku - dość sporo jak na pojedynczy radioteleskop. Choć jej powierzchnia jest sferyczna, FAST będzie wykorzystywał siłowniki pracujące w obu kierunkach (ciągnące oraz pchające) i umieszczone w narożnikach trzystu metrowego podzbioru paneli, przez co osiągał będzie blisko paraboloidalny kształt oraz zamierzoną zdolność rozdzielczą. 

Z punktu widzenia informatyki FAST wykorzystuje NGAS – system archiwizujący nowej generacji, służący do przechowywania dużej ilości informacji, jakie zbierze aparatura. Naukowcy zamierzają obsługiwać za jego pomocą około 3 petabajtów (3072 terabajtów lub 10^15 bajtów) danych rocznie. System ten jest już z powodzeniem wykorzystywany przez inne, nowoczesne obserwatoria na całym świecie. 

Głównym celem naukowców jest "wkroczenie" w głąb wszechświata i dokonanie spektakularnych odkryć godnych Nagrody Nobla. Badacze mają nadzieję na nawiązanie kontaktu z pozaziemską cywilizacją. Używając teleskopu, astronomowie będą wykonywać pomiary atomów wodoru, a także chcą obserwować kosmiczny pył. Gdyby badacze poczynili postępy, mogliby wykazać, jak szybko wszechświat się rozszerza. Kujeczou to idealny teren dla radioteleskopu, ludzie są "rozrzuceni", a wzgórza stanowią naturalną barierę. 

Okolice w których zbudowana FAST 500 największy radioteleskop
- Nigdy nie widzieliśmy i nie wyobrażaliśmy sobie czegoś takiego. To wielkie koło, jak wielki żelazny wok - komentuje 66-letni mieszkaniec pobliskiej wsi Huang Zhangrong. Teleskop zyskał miano "The wok". 

- Mieszkałem tu całe swoje życie. Moi przodkowie przybyli tu ponad 200 lat temu. Nie chcemy stąd wyjeżdżać, ale rząd powiedział, że jest to dobre dla kraju - skomentował Huang, stolarz ze wsi Miaoping. 

- Głównym celem FAST jest odkrycie praw rządzących rozwojem Wszechświata – powiedział stacji CCTV Qian Lei, naukowiec z National Astronomical Observatoriues w Chińskiej Akademii Nauk.

- Astronomia to czysta nauka, która daje natychmiastowe praktyczne korzyści. Jest luksusem, na który tylko zaawansowane gospodarczo kraje mogą sobie pozwolić - komentuje Luis C. Ho, dyrektor Instytutu Astronomii i Astrofizyki w Pekinie.

- Obecnie ścigamy się, aby dogonić chwałę naszych przodków, poprzez wskrzeszenie naszej astronomii. Chiny to nie tylko potęga ekonomiczna, ale również naukowa - dodaje astrofizyk Zhang Chengmin. 

- Jako największy na świecie teleskop o pojedynczej aperturze, zlokalizowany na obszarze o wyjątkowej ciszy radiowej, [FAST] wywrze olbrzymi naukowy wpływ na astronomię, a z pewnością zrewolucjonizuje także inne obszary nauk przyrodniczych – powiedział agencji informacyjnej Xinhua Nan Rendong, naukowy szef projektu.

- Mając tak wrażliwy teleskop, możemy otrzymywać słabsze i bardziej odległe komunikaty radiowe. To pomoże nam szukać inteligentnego życia poza galaktyką i zbadać pochodzenie wszechświata - mówił w lipcu 2016 roku Wu Xiangping, prezes Chińskiego Towarzystwa Astronomicznego. 

- Jeśli inteligentni kosmici istnieją, będziemy mogli wykryć wszelkie wiadomości, które nadali lub po sobie pozostawili w przestrzeni kosmicznej - tłumaczył w zeszłym roku w gazecie "South China Morning Post" Shi Zhicheng, chiński astronom. - Jeśli mamy kiedykolwiek nawiązać kontakt z obcą cywilizacją, Chiny mogą odegrać w tym kluczową rolę - dodał. 

Prezydent Chin Xi Jinping w dniu oddania FAST do użytku podczas składania gratulacji powiedział, że teleskop pozwoli przełamywać granice nauki, nazwał go "okiem w niebie". 

FAST stanowi kontynuację tradycji budowy dużych, pojedynczych radioteleskopu, zapoczątkowanej tuż po II Wojnie Światowej. Blisko osiemdziesięciometrowy metrowy radioteleskop im. Lovella z Jodrell Bank koło Manchesteru został na przykład ukończony w 1957 roku. Został następnie „prześcignięty” przez antenę z Green Bank (dziewięćdziesiąt metrów) w Wirginii Zachodniej (Stany Zjednoczone), i stumetrowy radioteleskop w Effelsberg w Niemczech. Od 1963 Arecibo był już nieprzerwanie największym pojedynczym radioteleskopem świata - aż do roku 2016.  

1 komentarz:

  1. W realizacji są również projekty olbrzymich teleskopów optycznych (ok. 40m średnicy). Nadchodzące lata zapowiadają się bardzo ciekawie dla astronomii. Wszechświat skrywa jeszcze tyle tajemnic..

    OdpowiedzUsuń