Чаще всего, если дело касается категории «самый-самый», то это принадлежит либо арабам, либо китайцам, при чем довольно часто пальму первенства они перехватывают друг у друга. Чтобы не создавалось в мире, всегда кто-то из этих ребят сделает больше, дороже, выше, футуристичней и в целом масштабней. Не так давно китайцам удалось выбиться в тройку владельцев крупнейших радиотелескопов мира, где телескоп FAST со своими размерами занял второе место.

В списке крупнейших радиотелескопов телескоп FAST по размерам уступил российскому РАТАН-600, что в Карачаево-Черкесии, недалеко от станицы Зеленчукская, на высоте 970 метров, с собирательной площадью 12 тыс. м² и диаметром 576 метров. Однако РАТАН-600 по типу антенны имеет кольцеобразную форму, а телескоп FAST неподвижную сферическую, и по этому типу он является наибольшим в мире, с наибольшей собирательной площадью, обогнав американский Аресибо, что в Пуэрто-Рико.

Телескоп FAST расшифровывается как «Five hundred meter Aperture Spherical Telescope», что в переводе значит «Радиотелескоп с пятисотметровой апертурой», китайцы называют эту технику Тяньянь, что значить «Глаз Небес». Радиотелескоп был построен в провинции Гуйчжоу, на юго-западе Китая. Чтобы удешевить строительство телескоп FAST сделали в классификации «Земляных чаш», то есть в качестве основы отражателя использовали природный рельеф местности.

Под строительство зеркала радиотелескопа наиболее подошла карстовая котловина Даоданг в Цяньнань-Буи-Мяоском автономном округе, диаметр которой составляет 800 метров. Над поверхностью котловины сделали обод на котором повещена сеть из стальных тросов, покрытая перфорированными треугольными алюминиевыми панелями, количество которых составило 4450 единиц. Таким образом телескоп FAST получил общий физический диаметр 500 метров, из которых эффективный диаметр составляет 300 метров. Собирательная площадь радиотелескопа составила около 190 тыс. м².

Для фокусировки радиоволн телескоп FAST оснастили приемником, подвешенным над зеркалом, с фокусным расстоянием 140 метров. Для понимания масштабов, в пространство от рефлектора до приемника можно поместить 45-этажный дом! Кабина приемника способна передвигаться посредством кабелей и сервомеханизмов, которые вторично подрегулируются роботами, для более точного приема. Вся система кабелей и сервомеханизмов крепится к шести высоким опорным башням. Также телескоп FAST имеет систему, позволяющую фокусироваться в любой точке пространства в пределах отклонения ± 40 ° от зенита.

Что касательно истории проекта, то впервые идею возвести телескоп FAST выдвинули в 1994 году, но одобрено это было лишь в июле 2007 года Национальной комиссией развития и реформ. Сперва были переселены деревни и жители, живущие в радиусе 5 километров от проекта. В конце 2008 года была осуществлена первая закладка фундамента. Строительство самой конструкции начали в марте 2011 года, длившееся 5 лет, до июля 2016 года. Телескоп FAST обошелся Китаю в 180 млн. долларов США.

— О крупнейшем радиотелескопе, который вчера запустили в Китае, накануне говорил весь мир. Как вы оцениваете важность этого события?

— Наверное, правильнее назвать это официальным завершением строительства телескопа. Можно назвать это открытием, но нужно понимать, что для всех без исключения инструментов подобного класса в мире требуются годы, чтобы ввести их в полноценную эксплуатацию.

Годы с того момента, как объявляется о завершении их строительства.

Это связано с тем, что подобные телескопы технологически крайне сложны. И чтобы достичь тех параметров, которые были заложены в проект, требуется очень много работы.

— В чем особенность схемы телескопа?

— Телескоп FAST — это 500-метровое зеркало, положенное внутрь природной впадины, которую немножко подрихтовали. Его геометрическая форма — сфера. Наводиться на разные объекты на небе он может с большим трудом просто потому, что разные объекты в разное время на небе находятся в разных местах. Телескоп аналогичен 300-метровому радиотелескопу в Аресибо, который тоже находится в природной впадине. Иногда, кстати, говорят, что Аресибо построен в жерле вулкана, на самом деле — в карстовой воронке. Аресибо наводится на объекты в достаточно ограниченном интервале углов путем движения вторичного зеркала на трех тросах.

Наши китайские коллеги внесли принципиальные изменения в эту схему, благодаря чему у FAST будут значительно более широкие возможности по наведению на небесный объект и слежению за ним.

Фактически FAST будет видеть намного больший участок неба, если грубо — около 2/3 всего неба.

Каким образом? У FAST будет фактически активная поверхность. 4,5 тыс. панелей, из которых он выложен, пока не умеют двигаться. Поэтому первые наблюдения будут проводиться, пока телескоп представляет собой сферу, в зените или недалеко от зенита. Но уже через год-два китайские коллеги должны научиться делать эту сферу активной. То есть каждая панель в режиме реального времени сможет подстраиваться под параболоид вращения, направленный в ту точку неба, из которой мы хотим поймать излучение. В результате он не будет терять эффективную площадь, как теряет Аресибо, он сможет наводиться на более широкий диапазон источников и следить за ними дольше. Это серьезнейший скачок вперед относительно Аресибо не только за счет увеличения площади, но и за счет введения активной поверхности.

— В чем этот телескоп будет самым-самым?

— Он будет самым чувствительным. Пока. Поскольку если просуммировать собирающую поверхность, то она у него самая большая. Он будет самым чувствительным только на тех длинах волн, на которых будет работать. Очевидно, что на коротких длинах волн он уже не сможет конкурировать с такими телескопами, как антенна в Эффельсберге, Green Bank Telescope, ALMA и другие.

— Каковы заявленные и реальные цели радиотелескопа?

— Во-первых, это радиопульсары. Потому что пульсары имеют падающий спектр: чем короче длина волны, тем слабее сигнал. Поэтому любой телескоп, работающий на длинных волнах, очень подходит для пульсаров, FAST для изучения пульсаров будет шикарен.

Пульсары интересны сами по себе, не будем забывать, что это самые точные в мире часы, и о том, что на сегодня это самый клевый способ проверки предсказаний, вытекающих из общей теории относительности.

Кроме того, на основе пульсаров предлагается построить схему, которая ловит гравитационные волны. И эта схема не заменит собой наземный гравитационный интерферометр LIGO просто потому, что они ориентированы на исследования гравволн разной частоты. Множество пульсаров на небе фактически можно использовать как реперные точки, и мы можем исследовать, как дрожит Земля относительно них. Ведь Земля — это тот самый кирпич, который дрожит при изменении пространства-времени.

Второй задачей станет исследование темной материи.

Одна из причин, по которой мы знаем, что она существует, — это кривые вращения нейтрального водорода в дисках галактик. Если мы хотим получить статистику, богатый материал по большому числу галактик, очевидно, нам нужен чувствительный телескоп, и FAST будет этим заниматься.

Раз это самый чувствительный в мире телескоп на волне 18 см, то он сможет это делать для большего числа галактик, находящихся дальше.

Несомненно, важной задачей станет изучение так называемых сверхбыстрых радиовсплесков (FRB). Многие из них достаточно слабые, некоторые как раз открыты с помощью Аресибо. Проблема таких телескопов в том, что участок неба, который они могут наблюдать в определенный момент времени, мал. Но эта проблема решаема. Нужно построить многолучевую систему с несколькими приемниками излучения, которая чем-то напоминает ПЗС-матрицы в оптике. Если китайцы сделают это, они смогут серьезно заниматься FRB. А это круто, поскольку быстрые радиовсплески детектируются строго на тех волнах, на которых будет работать FAST.

До сих пор непонятно, что это такое, есть целый зоопарк быстрых радиовсплесков, и этот телескоп сможет их гораздо лучше изучать, набирать их статистику.

— Главное — не открывать невыключенные микроволновки. FRB в Австралии ошибочно фиксировали тогда, когда рядом с радиотелескопом сотрудники открывали дверцу печи без ее выключения. Они не дожидались, когда печь закончит работу.

— Весь мир кричит о том, что телескоп будет искать жизнь во Вселенной. Даже The New York Times вышла с заголовком «Китай ищет научной славы и пришельцев». Это такой популизм, направленный на привлечение внимания?

— Очевидно, это пишется, так как это несравненно проще объяснить, чем те научные задачи, которые стоят перед телескопом. Просто журналисты не напрягаются, чтобы потратить время и силы и это объяснить.

И их можно понять: им нужно, чтобы их читали, а большинство людей в мире больше минуты на прочтение этой новости не потратит.

А таким количеством знаков ни про что, кроме «зеленых человечков», вы не напишете. В то же время ничего постыдного в поиске внеземного разума нет, это нормальная задача, одна из многих, которые телескоп будет решать. Я был в Китае, когда строители FAST делали доклад о научных задачах, которые будут решаться. Обсуждение было профессиональным, не было никакого популизма. Это очень серьезный проект, и главное в нем даже не наука, а технологии, которые никто другой раньше не придумал.

Что касается доступа к телескопу, очевидно, он не будет закрыт для всего мира. Вокруг него еще пару лет назад организованы международные рабочие группы для проработки перспектив по разным научным задачам. Он будет доступен для ученых со всего мира, так же как сегодня любой другой крупный радиотелескоп.

— В свете этого будет ли телескоп задействован в таких международных проектах, как «Радиоинтерферометрия со сверхдлинной базой» (РСДБ), ваш «Радиоастрон» и другие?

— Без сомнения, будет. Мы очень надеемся, что он будет использован в программе «Радиоастрона». Я надеюсь, что наши китайские коллеги введут интерферометрическую моду, то есть возможность участвовать в программах РСДБ, раньше, чем «Радиоастрон» прекратит свою деятельность. На сегодняшний день ситуация у «Радиоастрона» очень неплохая, «Роскосмос» продлил финансирование наблюдений до конца 2018 года.

Если FAST до этого времени введет моду интерферометрии, мы обязательно поработаем вместе.

На сегодняшний день в этой моде мы работаем со всеми китайскими радиотелескопами. Это 25-метровое зеркало в Урумчи, 25-метровое зеркало под Шанхаем и 65-метровое зеркало тоже под Шанхаем.

— Какое место Китай занимает сегодня в мировой радиоастрономии и какое будет занимать с введением нового телескопа?

— Нашим китайским коллегам-радиоастрономам еще есть куда расти. Это хорошо видно, и наши китайские коллеги сами признают, что у них все еще есть нехватка высокопрофессиональных кадров в радиоастрономии. И в этом смысле FAST — это один из способов, с помощью которого эту нехватку кадров они смогут восполнить, проводя активную тренировку на двух, а скоро уже и на трех новых радиотелескопах.

Первый — это введенное год назад в строй 65-метровое полноповоротное зеркало с активной поверхностью под Шанхаем, второй — это FAST, и будет третий

— Китай начинает строительство рекордного по размерам 110-метрового полноповоротного телескопа в Урумчи.

У них будет три высококлассных телескопа, на которых они смогут ковать свои кадры. Те вещи, которые их промышленность может изготовить самостоятельно, они делают сами. А то, что сделать не могут, они покупают. Например, приемники для радиотелескопов и электронику, которая за ними стоит, они покупают в США в Национальной радиоастрономической обсерватории.

Что касается будущего мировой радиоастрономии, то она движется в сторону антенной решетки площадью 1 кв. км SKA (Square Kilometre Array). Первая фаза SKA будет построена в Австралии и ЮАР, и это будет сравнимо с FAST. Но вторая фаза SKA, которая будет основана на большом количестве малых телескопов, будет несравнимо чувствительнее, чем FAST.

— С введением этих мощностей радиоастрономия получит количественный или качественный скачок?

— Несомненно, качественный. Потому что, если вас интересуют не только новые технологии, но и возможность убедиться в том, что новый телескоп даст качественно новые научные результаты, есть неписаное правило,

что для этого вам нужно построить телескоп, который на порядок лучше по одному из ключевых параметров.

Один из таких параметров — чувствительность, или собирающая поверхность. «Радиоастрон» пошел по пути улучшения углового разрешения, увеличив его в десять раз и больше, и у нас пошли результаты, которые до нас никто не мог и предсказать. Так же и у FAST — громадная собирающая площадь перейдет в качество и даст интересные результаты.

Сигнал – один сильный и быстрый, а другой медленный и слабый, словно сердцебиения юноши и старика прошли в тысяче световых лет и были услышаны самым чувствительным «ухом» на Земле. «Ухо» – это сферический радиотелескоп с пятисотметровым радиусом (FAST), который является самым большим в мире. Площадь чаши его антенны сопоставима по размеру с площадью 30 футбольных полей. Располагается сооружение в одной из долин провинции Гуйчжоу на юго-западе Китая.

Китайский 500-метровый телескоп FAST

Пока шла отладка телескопа и пробный режим работы, после его запуска в эксплуатацию в 2016 году, FAST обнаружил десятки возможных импульсных источников радиоизлучения – пульсаров, шесть из которых были подтверждены при изучении телескопами других стран. Китайским учёным удалось зафиксировать звук от двух первых обнаруженных пульсаров. Звуки, которые удалось получить, называют «сердцебиением» в глубинах Вселенной.

С помощью телескопа планируется изучить и обнаружить пульсары, нейтральный водород, межзвёздные молекулы, а также возможные признаки внеземной жизни. Поиск внеземной жизни – это еще одна из целей телескопа FAST, но пока что учёные не приступали к этой задаче.

Однако, один из пульсаров, который обнаружил FAST, на данный момент не расшифрован. Первый сигнал был получен в далёком 1967 году и был ошибочно принят за сигнал от инопланетян.

Что такое пульсар?

Пульсар – это вращающаяся нейтронная звезда, обладающая высокими магнитными свойствами, которая излучает два электромагнитных луча. Подобные лучи могут быть обнаружены только тогда, когда они направлены в сторону Земли, подобно тому, как свет маяка может видеть тот, на кого он строго направлен.

Пульсар еще называют нейтронными звездами. Нейтронная звезда – это коллапсирующее ядро огромной звезды. Из всех известных звёзд нейтронная звезда самая маленькая и плотная. Она настолько плотная, что одна чайная ложка её массы может весить столько же, сколько весит гора высотой 3000 метров.

Благодаря сверхсильной гравитации и электромагнитным полям пульсар рассматривают как естественную лабораторию с экстремальными физическими условиями. Пульсары могут помочь учёным в изучении гравитационных волн. FAST поможет повысить шансы на обнаружение низкочастотных гравитационных волн.

Пульсары имеют очень точный интервал импульса: от миллисекунд до нескольких секунд, поэтому они считаются самыми точными астрономическими часами во Вселенной. Учёные верят, что когда-нибудь пульсары можно будет использовать в качестве космических «маяков» для навигации во время межпланетных или межзвёздных путешествий.

Первые два пульсара были зарегистрированы телескопом FAST ночью 22 и ночью 25 августа. Но специалисты не помнят сценарий обнаружения в точных деталях, ведь FAST уже до этого обнаружил дюжину объектов похожих на пульсар, благодаря своей высокой чувствительности. «Честно говоря, мы можем регистрировать множество объектов похожих на пульсары хоть каждую ночь».

Когда полвека назад был найден первый пульсар, Китай утопал в суматохе и нищете. Как результат, «поднебесная» не приняла участие ни в одном из около 2700 открытий, сделанных в этой области.

Но сегодня Китай строит довольно состоятельное общество и имеет возможность исследовать загадочные небесные тела и пытаться найти ответы на такие вопросы как «Как была создана вселенная?», «Откуда мы взялись?», «Одиноки ли мы во вселенной?».

Чтобы занять лидерские позиции в мировой астрономии, китайским учёным нужны продвинутые инструменты для исследования. Запуск радиотелескопа FAST, самой огромной конструкции в истории китайского изучения космоса, обошёлся стране в $182 миллиона. На реализацию проекта ушло около 20 лет, а также были задействованы высококвалифицированные учёные и инженеры Китая.

Сейчас мировые ученые приветствуют Китай в клубе изучения пульсаров. Китайские специалисты прогнозируют, что после того, как FAST будет работать на полную мощность в 2019 году, они смогут открывать более сотни пульсаров в год. Ожидается, что телескоп в два раза увеличит количество пульсаров, которые нам сейчас известны. Также планируется обнаружить от 50 до 80 пульсаров в M31 – самой близкой к Млечному пути галактике. Это единственный в мире телескоп способный реализовать данную задачу.

Этот год переломный для китайского космического сообщества: 15 июня, с целью обнаружения пульсаров и чёрных дыр, был запущен китайский телескоп для работы с жёстким рентгеновским излучением Hard X-ray, представляющий собой орбитальную станцию. С запуском телескопа FAST Китаю удалось оказаться в будущем: «Эра постоянного изучения пульсаров, благодаря китайскому телескопу, только началась и мы надеемся, что FAST станет важным инструментом для науки всего человечества», – примерно так говорит астрономическое сообщество.

Многолучевой приёмник будет установлен на телескоп, чтобы увеличить его функционал в несколько раз. Это означает, что можно будет собирать данные о пульсарах, проводить спектральный анализ и быстро сканировать вспышки радиоизлучения. Благодаря подобной технике учёные смогут обнаружить более 1000 пульсаров, более 100000 галактик и дюжину быстрых вспышек радиоизлучения.
«Мы будем полагаться на новейшее оборудование и продвинутые методы изучения для того, чтобы постоянно совершать новые открытия. Это рассвет новой эры. Для человека исследовать что-то новое такая же повседневная потребность как еда или сон. Изучение неизведанного вдохновит в человечестве креативность, заставит нас добиваться беспрецедентных достижений и воодушевит наше воображение на поиск новых путей, что, по сути, бесценно», – так отзываются китайские ученые.

В китайской провинции Гуйчжоу на этой неделе завершено строительство самого большого в мире радиотелескопа с заполненной апертурой, получившего название FAST (Five hundred meter Aperture Spherical Telescope), площадь чаши которого превышает 30 футбольных полей.

Радиотелескоп FAST (Five hundred meter Aperture Spherical Telescope)

FAST получил звание крупнейшего наземного радиотелескопа в мире.

Огромный диск был собран из отдельных 4450 треугольных панелей (отражателей). Отмечается, что диаметр рефлектора FAST составляет 500 метров, что на 200 метров больше, чем у его ближайшего конкурента – известнейшей 300-метровой Обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико.

Один из ученых, задействованный в проекте FAST, однажды сказал, что на его параболической антенне может поместиться столько бутылок с вином, что каждому из 7 млрд жителей Земли хватит по пять бутылок.

С помощью такого аппарата будет возможно вести наблюдение за объектами на расстоянии до 11 млрд световых лет. Новый радиотелескоп позволит наблюдать и открывать различные астрономические объекты и явления, происходящие слишком далеки от Земли и чьи радиосигналы слишком слабы, чтобы их могли захватить небольшие телескопы. Также в задачи радиотелескопа FAST будет входить охота на инопланетян.

«Размер этого телескопа является ключом к его научному назначению. Чем больше телескоп, тем больше радиоволн он сможет улавливать и тем больше неярких объектов затем можно будет увидеть», - говорит Тим О’Брайен (Tim O’Brien) из Манчестерского университета, заместитель директора британской обсерватории Джодрелл Бэнк.

Строительство радиотелескопа FAST началось в юго-западной провинции Гуйчжоу еще в 2011 году, а стоимость проекта составила около 180,000,000 долларов. Для создания телескопа потребовалось переселить более 9 тыс. человек, проживавших в горных уездах Пинтан и Лодянь в радиусе 5 км от стройплощадки. И каждому из них правительство выплатило компенсацию в размере $1800.

Телескоп расположен в естественном кратере, который идеально подходит для размещения огромной вогнутой чаши. Телескоп был разработан таким образом, чтобы отдельные панели могли перестраиваться, отслеживая радиоволны от конкретных объектов. Это придает устройству гораздо больший диапазон и чувствительность по сравнению с другими телескопами.

По словам О’Брайена, FAST позволит провести более тщательные исследования пульсаров – астрономических объектов, испускающих мощные, строго периодические импульсы электромагнитного излучения в основном в радиодиапазоне.

«Мы сможем найти больше пульсаров за пределами нашей Галактики. Телескоп также позволит нам изучать водород в очень далеких галактиках, искать естественные радиоволны, испускаемые экзопланетами, вращающимися вокруг других звезд, а также поможет в поиске радиосигналов внеземных цивилизаций», - отмечает О’Брайен.

Заместитель главы Государственной астрономической обсерватории при Академии наук Китая Чжэн Сяонянь (Zheng Xiaonian) говорит, что наблюдения начнутся в сентябре 2016 года после того, как телескоп будет тщательно протестирован специалистами. FAST, по его словам, будет «глобальным лидером» на протяжении от десяти до 20 лет, и поможет человечеству лучше понять появление вселенной.

Самый большой в мире радиотелескоп «FAST»

Радиотелескоп - это астрономический инструмент, который способен принимать собственное радиоизлучения небесных объектов и исследовать их характеристики.

Он состоит из антенного устройства и чувствительного приемного устройства (радиометра), которое усиливает принятое радиоизлучение и преобразует его в удобную для регистрации и обработки форму.

Подписывайтесь на Квибл в Viber и Telegram , чтобы быть в курсе самых интересных событий.

Не так давно в Китае завершили строительство самого большого в мире радиотелескопа FAST (Five hundred meter Aperture Spherical Telescope). Диаметр его рефлектора - полкилометра!

Телескоп FAST строили с 2011 года. Для его сооружения из горных районов вокруг строительной площадки пришлось переселить около 9 000 человек. На этапе строительства:

Китайский радиотелескоп состоит из 4 450 панелей, его чаша располагается в естественной впадине в горах провинции Гуйчжоу. Момент сборки “чаши-зеркала”:

Телескоп FAST будет наблюдать за объектами, расположенными на расстоянии до 11 млрд световых лет от Земли. В Национальном космическом агентстве Китая планируют, что радиотелескоп также сможет обнаружить сигналы внеземных цивилизаций.

Кстати, ранее самое большое зеркало с диаметром около 305 метров было установлено на радиотелескопе в обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико. Напомним, что у телескопа FAST диаметр зеркала - 500 метров. Стоимость - 180 миллионов долларов.

Постройка этого телескопа - часть космической программы Китая. В ближайших планах Поднебесной - постройка собственной космической станции и создание космического телескопа, который будет мощнее американского телескопа «Хаббл» в 300 раз.

В Карачаево-Черкесии расположен радиотелескоп РАТАН, принадлежащий Астрофизической обсерватории РАН. Диаметр зеркала - 600 метров. Его также называют крупнейшим в мире. РАТАН использует параболический рефлектор, новый телескоп FAST в Китае и телескоп в Аресибо - сферические.

Телескоп FAST в Китае:

Радиотелескоп РАТАН-600:

Работы по созданию самого большого в мире телескопа шли 5 лет, а перед его постройкой, специалисты почти 10 лет занимались предварительными расчетами и исследованиями.

Работа шла интенсивно, тысячи ученых и инженеров были вынуждены жить в ущелье провинции Гуйчжоу с 2011 года и непрерывно трудиться. Одно радует - тут красиво.