500米口径球面射电望远镜主要六项建设内容为:
主要建设内容 |
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台址勘察与开挖 |
勘察台址工程地质和水文地质条件,开挖清理洼地,使其满足望远镜建设的需要。 |
主动反射面 |
建设8895根钢索和4450个反射单元组成的球冠型索膜结构,口径约500米,球冠张角120度,变形抛物面的均方差为5毫米 |
馈源支撑 |
建设公里尺度的钢索支撑体系,在馈源舱内安装并联机器人用于二级调整,最终调整定位精度为10毫米。 |
测量与控制 |
建设洼地中基准网和基准站,激光全站仪和GPS测量系统,百米距离测量精度2毫米。采用总线及多层控制技术实现数千点自动控制和望远镜协调运行。 |
接收机与终端 |
根据FAST科学目标,工作频率覆盖70兆赫至3吉赫。研制馈源(其中包括19波束多波束馈源)、低噪声致冷放大器、宽频带数字中频传输设备、高稳定度的时钟和高精度的频率标准设备等。配置多用途数字天文终端设备。 |
观测基地建设 |
建立望远镜观测室、终端设备室、数据处理中心、各关键技术实验室、办公楼和综合服务体系等;用以对数据进行接受、传输、处理、存储等。 |
参考资料: |
500米口径球面射电望远镜主要由三个控制系统,主要为:
系统名称 |
系统介绍 |
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望远镜总控系统 |
用于协调和控制各子系统,监测各部件运行状态,排除故障,收集、记录运行数据,并提供统一时间标准,使望远镜能按计划进行天文观测。 |
馈源支撑整体控制系统 |
作为500米口径球面射电望远镜中枢,主要功能为馈源支撑测量数据处理、天文轨迹规划、馈源支撑整体控制和系统校时。 |
主动反射面控制系统 |
根据天文轨迹规划和测量数据,通过调整促动器的伸长量来控制反射面节点位置,形成位置和面型准确的抛物面。 |
参考资料: |
结构设计 |
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反射面 |
反射面单元 |
①反射面单元主要由面板单元、背架、调整装置、连接机构等组成。 ②通过促动器和索网的主动控制在观测方向形成300米口径瞬时抛物面以汇聚电磁波,从而实现天文观测。 ③反射面总面积为25平方米,其中反射单元共计4450块。 |
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地锚 |
地锚是促动器的基础,也是万源街反射面实现变位工作的基准。 |
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索网 |
总体 |
①索网结构是500米口径球面射电望远镜的主动反射面的主要支撑结构,是反射面主动变位工作的关键点。 ②索网可采取主动变位的独特工作方式,根据观测天体的方位,利用促动器控制下拉索,在500米口径反射面的不同区域形成直径为300米的抛物面,以实现天体观测。 |
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圈梁 |
圈梁是索网的支承结构,包括承台基础、格构柱及环梁。 |
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舱停靠平台 |
舱停靠平台位于主动反射面中心底部,是馈源舱安装、人港停靠、维护、检测平台,也是安装、更换索驱动缆索的平台。 |
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液压促动器 |
反射面液压促动器在上位控制系统的控制下,通过液压促动器活塞杆的伸缩来实现精确定位、协同运动,通过调整下拉索下端的位置,从而间接同步调整索网节点位置,实时实现满足拟合精度的300米口径瞬时抛物面,实现天文观测的跟踪、换源等要求。 |
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馈源 |
索驱动 |
①由驱动机各构、导向机构、缆索装置、控制系统、设备基础及其他供附属设施组成。 ②实现了馈源舱轻型化的目的,突破了传统射电望远镜中馈源与反射面相对固定的刚性支撑模式,极大地降低了馈源支撑结构的重量和尺寸,减少了对射电望远镜无线电波的遮挡 |
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馈源舱 |
馈源舱即安放馈源系统的舱体,主要包括星形框架、AB轴机构、多波束接收机转向装置舱罩和其他附属设施。 |
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馈源支撑塔 |
①500米口径球面射电望远镜的馈源支撑系统的主体承载结构,是钢索承载和驱动的依托支架,并为塔顶导向滑轮提供足够刚性的支撑平台,保证驱动钢索能够牵引馈源舱在预定轨迹上运动。 ②馈源支撑塔包含六基钢管塔,塔顶承载数十吨量级周期性缓慢变化的钢索拉力。六基钢管塔高度均超过100米,馈源支撑塔共有24个塔腿基础,分为嵌固式基础和桩基础两种,其中桩基础最大埋深为36米。 |
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其他 |
测量基墩 |
①500米口径球面射电望远镜的测量与控制系统的主体建筑。 ②通过在大窝凼洼地内建造24个伸出反射面的基墩,为高精度测量仪器提供稳定可靠的安装平台,完成对反射面节点位置和馈源舱位姿测量,为反射面和馈源支撑控制提供测量数据。 |
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观测基地 |
为500米口径球面射电望远镜提供建设、运行和维护基础保障。 |
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线路线缆 |
是500米口径球面射电望远镜的神经网络,是所有指令信号、数据传输、动力传输的通道,是FAST高效运行的保障。 |
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参考资料: |
技术指标 |
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占地面积 |
260000平方米 |
球反射面 |
半径:300米,口径:500米,球冠张角:110至120度 |
照明口径 |
300米 |
焦比 |
0.467 |
天空覆盖 |
天顶角:40度,可跟踪时间:4至6小时 |
工作频率 |
70兆赫至3赫兹 |
灵敏度(L波段) |
天线有效面积与系统噪声温度至比:200平方米/开,系统噪声温度:20开 |
多波束(L波段) |
19个 |
换源时间 |
<10分钟 |
跟踪精度 |
8" |
参考资料: |