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楼主: heito
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我国建设的世界最大射电望远镜(500米FAST)专题:投入使用

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ISKY 发表于 2014-8-28 07:51 | 显示全部楼层
zhh894217 发表于 2014-11-24 15:50 | 显示全部楼层
“天眼”背后:超算产业现“曙光”
FAST超算平台开创民营资本注入协同创新模式



■本报见习记者 赵广立

在贵州平塘县一个叫大窝凼的山沟里,世界上最大单口径射电望远镜——Five-hundred-meters Aperture Spherical radio Telescope(FAST)的工程实施正在有序地开展。该望远镜的综合性能将比被评为“人类20世纪十大工程”之首的美国300米望远镜还要高约10倍,建成后将保持世界领先地位20~30年。

大窝凼周边的居民形象地称之为“天眼”。就像“天眼”一样,FAST建成后将用于巡视宇宙中的中性氢、观测脉冲星、主导国际VLBI网和搜寻星际通讯信号等任务;依托于FAST,中国也将参加世界第一大射电望远镜阵列“平方公里望远镜(SKA)”大型国际合作项目。

就是这么个庞然大物,专门瞄准它的超算应用——黔南超算中心,也颇值得称道。

“天文级”的超算支撑

作为最先经历信息爆炸的科学领域之一,天文学的发展日新月异,其数据量之大、类型之复杂也是“天文级”的,FAST的海量数据存储和处理均需要强大的超级计算系统的支撑。

中科院计算技术研究所高性能计算机研究中心主任张佩珩告诉《中国科学报》记者,建成后,FAST每天需求的峰值计算至少要达到每秒200万亿次以上,存储方面的需求也将很大,预计一期的存储将达到10PB以上,二期会再扩展40PB,FAST项目总体上会达到50PB的存储。

此前,解放军信息工程大学教授斯雪明在贵州举办的首届中国天眼超级计算国际高峰论坛上,对“SKA科学数据处理面临的挑战”作了详尽解读并指出,预计在2024年,SKA的天文数据将会源源不断地生成,数据量“大得惊人”。

斯雪明说,预计SKA一期的SDP数据流量将超过12Tb/s,这相当于2013年底中国互联网国际出口带宽(3.4Tb/s)的3.5倍;SKA二期的SDP数据流量更为惊人,将是SKA一期数据流量的100倍。

这也给计算提出了更高的要求。“预计SKA建成后需要E级计算。”斯雪明说,预计到2020年的SKA一期,HPC的计算需求为300Pflops,到2028年该需求为30Eflops,这一计算能力需求相当于“天河二号”的886倍。

“黔南州超算中心”呼之欲出。8月2日,黔南州政府与中科院计算所、国家天文台在黔南民族师范学院签署《战略合作框架协议》,提出共建超算中心;11月3日,中科院计算所、曙光公司、贵州天眼超算(集团)科技有限公司(以下简称天眼公司)签订三方战略合作协议,将共同建设与FAST工程配套的黔南超级计算中心, 部署“天眼一号”超级计算系统。

“天眼一号”的计算能力将达到每秒千万亿次以上。“我们前期主要是满足FAST的计算需求,考虑到未来的SKA项目,到那时我们的计算和存储要求就会更高。”张佩珩说。

“蹚出超算产业新路子”

在张佩珩眼里,黔南超算中心自诞生之初就与广州、深圳、天津等地的超算中心有着不同的气质。因为从运营模式上,黔南超算中心天生就有协同创新的基因。“FAST是国家投资建设的基础科学工程,但FAST的超算这部分是地方企业(天眼公司)、IT企业和科研院所共同建设的,后期的运营也在天眼公司,这是一个完全不同的运营模式。”张佩珩说。

“我国超算的发展模式,过去都是以政府科研投入为主导、地方政府配套建设,先建超算(设施)再找应用,这种应用模式一直是个困扰。超算如何蹚出一条新路子,新的投入、应用模式,都面临挑战。”中国计算机学会高性能专业委员会秘书长张云泉说,黔南超算中心在探索超算新的发展之路上,进行了有益尝试。

按照天眼公司董事长田儒彬的设想,建设、运维超算中心只是事业的起步,将来要以FAST和超算中心为依托,大力开展科技观光、文化旅游、影视动漫等产业,通过产业循环来反哺超算中心、进一步获得盈利。

张云泉认为,民间资本以不计前期投入产出比、追求产业循环来盈利的模式来建设、运维超算,这对于超算产业的发展,是一条值得探索的可持续发展之路。

“曙光建设了不少大大小小的超算中心,民间集资参与构建这还是第一次。国内超算这条路要想走得更好,就需要把这条路走通。”曙光公司副总裁任京旸在接受《中国科学报》记者专访时说,超算产业仅靠国家投入是长不成巨人的,民营资本的介入是为超算产业注入新的活力。

任京旸表示,曙光在黔南超算项目上始终强调将性价比放在第一位,“这不只是为了省钱,而是一定要把这个示范做成,将来让其他资本看到这条路是可行的”。

在任京旸看来,东南亚地区是超算应用需求的另一块高地,而贵州的示范效应将会对这些新兴市场的蓬勃发展起到推动作用。

“黔南超算建成后,东南亚国家可以来贵州观摩,可以看超算的平台对科学研究的支持,看它对产业链的聚集和引导,这对于地区经济的升级是一个很好的借鉴。”任京旸说。

先瞄准再“开枪”

最让张云泉津津乐道的是,黔南超算中心在应用模式上比其他超算中心有明显的优势:黔南超算中心开建伊始就瞄准FAST的超算需求,这对超算中心从设计到布局各方面的建设都有积极的影响。

超算中心的用电一直是一个大问题,而根据应用需求来定制超算设备,就可以避免超算中心设计过高的运算峰值,从而降低用电成本。

“我们以前建超算中心,运算峰值设计得高,还要有一个去找‘应用’填满‘运算’的过程,这个过程无疑存在无谓的消耗。黔南超算是FAST需要多少计算量就设计多高性能,逐步实现后期需求,这样就减少了中间的浪费。”张云泉告诉记者。

张佩珩对此感触颇深:“FAST项目和SKA的计算都有明确的计算需求,所以这个超算中心一旦投入运营,它的CPU负荷很快就能上去,大部分计算能力用于科学计算。”

此外,张佩珩指出,正是由于应用需求非常明确,这让科技支撑人员对机器的体系结构、软件优化等方面的研究目标也特别明确,这对于超算设备的高效运转是另一大保障,“这让我们心里很踏实”。

作为建设者的曙光公司也体会到了这种踏实感。“出题明确,解题的力量就能聚焦,最后出来的结果一定是又快又好。”任京旸表示,围绕特定应用做定制,这对于硬件厂商而言,提供的产品不光能保证效果,还比通用产品强。

黔南超算中心还占据着“地利”优势。田儒彬介绍说,黔南地区属于喀斯特地貌,颇多暗河洞穴,而未来超算中心的机房就要建在溶洞里,除对散热有贡献外,还能开发科技观光旅游。

“过去是先有超算再找需求,这次是先有需求再建超算,还要产出经济效益,是一个思路的转换。”张云泉说,这应是未来高性能应用发展的趋势。
《中国科学报》 (2014-11-24 第4版 综合)
http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2014/11/294296.shtm
padamsli 发表于 2015-1-30 15:23 | 显示全部楼层
本帖最后由 padamsli 于 2015-7-4 12:17 编辑

视频: FAST工程2014汇报片。此视频由国家天文台FAST项目工程建设指挥部提供并授权公开,仅限学习使用。
padamsli 发表于 2015-1-30 16:36 | 显示全部楼层
http://www.qnfast.com/
黔南州天文局
zhh894217 发表于 2015-2-5 12:11 | 显示全部楼层
世界最大射电望远镜索网完成编织

     科技日报贵州平塘2月4日电 (记者刘志强 李大庆 高博)4日上午,位于贵州平塘的500米口径球面射电望远镜(FAST)安装了最后一根钢索,索网制造和安装工程结束。这意味着FAST的支撑框架建设完成,进入了反射面面板拼装阶段。
    FAST是世界在建的最大射电望远镜,借助天然圆形溶岩坑建造。FAST的反射镜边框是1500米长的环形钢梁,而钢索则依托钢梁,悬垂交错,呈现出球形网状结构。
    索网结构是FAST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。索网制造与安装工程也是500米口径球面射电望远镜工程的主要技术难点之一,其关键技术问题主要包括:超大跨度索网安装方案设计、超高疲劳性能钢索结构研制、超高精度索结构制造工艺等。而索网工程的顺利完成,意味着FAST工程已经在上述关键技术难点方面实现实质性突破。
    FAST索网结构直径500米,采用短程线网格划分,并采用间断设计方式,即主索之间通过节点断开。索网结构的一些关键指标远高于国内外相关领域的规范要求:例如,主索索段控制精度须达到1毫米以内,主索节点的位置精度须达到5毫米,索构件疲劳强度不得低于500MPa。整个索网共6670根主索、2225个主索节点及相同数量的下拉索。索网总重量约为1300余吨,主索截面一共有16种规格,截面积介于280—1319平方毫米之间。由于场地条件限制,全部索结构须在高空中进行拼装。
    索网采取主动变位的独特工作方式, 即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。
    FAST索网是世界上跨度最大、精度最高的索网结构,也是世界上第一个采用变位工作方式的索网体系。其技术难度不言而喻,需要攻克的技术难题贯穿索网的设计、制造及安装全过程。仅以高应力幅钢索研制为例,FAST工程对拉索疲劳性能的要求相当于规范规定值的2倍,国内外均没有可借鉴的经验或资料作为参考。其研制工作经历了反复的“失败—认识—修改—完善”过程,最终历时一年半时间才完成技术攻关。所取得的成果已经在国际专家评审会上得到国外专家组的认可,成功在FAST工程上得到应用。随着索网诸多技术难题的不断攻克,形成了12项自主创新性的专利成果,其中发明专利7项,这些成果对我国索结构工程水平起到了巨大的提升作用。
http://digitalpaper.stdaily.com/ ... nt_292369.htm?div=0


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ssizz 发表于 2015-2-7 13:15 | 显示全部楼层
新华网北京2月7日电 我国在建的500米口径球面射电望远镜的核心部件——面板和馈源舱的项目攻关启动。该射电望远镜是世界上正在建造及计划建造的口径最大、最具威力的单天线射电望远镜,拥有30个足球场大的接收面积,建成后有望在未来20至30年保持世界一流地位。
    这是记者7日从该射电望远镜核心部件研制建造方——中国电子科技集团获悉的。
    射电望远镜由定向天线或天线阵、馈电线、高灵敏度接收机和记录仪等部分组成。可将微弱的天体电波高倍放大后进行检波并记录下来。主要用于探测宇宙中的遥远信号和物质。
    我国正在建造的500米口径球面射电望远镜最大的特点是索网结构可以随着天体的移动自动变化,带动索网上活动的4450个反射面板产生变化,足以观测到任意方向的天体,同时,馈源舱也随索网一同运动,采集反馈信息。
    中国电科面板单元技术负责人郑元鹏告诉记者,这4450个反射面每一个都可以进行对焦,灵敏度可达美国阿雷西博(Arecibo)射电望远镜的2倍,巡天速度是它的10倍。与号称“地面最大的机器”的德国波恩100米望远镜相比,灵敏度提高约10倍。建成后将成为世界第一大单口径射电天文望远镜,在未来20至30年有望保持世界一流地位。
    中国电科表示,第一块面板预计于今年5月下线,全部安装及测试工作将于2016年9月前完成。
    中国电科产业部主任杨定江表示,该射电望远镜有能力将深空通讯延伸至太阳系外缘行星,将卫星数据接受能力提高100倍。
hkhtg090201 发表于 2015-2-15 19:37 | 显示全部楼层
zhh894217 发表于 2015-2-5 12:11
世界最大射电望远镜索网完成编织

     科技日报贵州平塘2月4日电 (记者刘志强 李大庆 高博)4日上午, ...

照片怎么会显示一个巨大的球型反光反射面?

另加几张图:










http://www.qnfast.com/Item/Show.asp?m=1&d=2774

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FAST官网工程图库有不少图,可惜都打不开了。  发表于 2015-8-2 10:22
zhh894217 发表于 2015-2-25 10:37 | 显示全部楼层
500米口径望远镜让中国射电天文领跑世界
本报记者 高 博 李大庆 刘志强

    开栏的话 大科学工程是20世纪以来世界科技进步和社会发展的最重要的基础设施,也是一个国家创新力以及核心竞争力的主要表征。就当今世界科技而言,一个国家在关键领域领先一步,哪怕只是一小步,往往都会造成“胜者全得”或者“强者恒强”的局面。而为实现领先一步,大科学工程当之无愧地成为“国之重器”。从“两弹一星”到载人航天,从北京正负电子对撞机到大亚湾中微子实验,中国每一次重大科学突破,几乎都与大科学工程联系在一起。新中国成立后,中国的大科学工程同时面向国家战略需求和世界科学前沿,通过核心技术突破和资源集成,取得了诸多决定着国家地位和命运的重大成果。历史和现实一再见证,搞大科学工程是中国科学技术跨越式发展的必由之路,也是我们集中力量办大事的政治优势的集中体现。本报今天开始以新栏目“走近中国大科学工程”,引领读者徜徉最前沿的科学天地,并深度感知那些和平发展的中国故事。

    ■走近中国大科学工程

    从贵阳机场驱车向南,经高速公路转上土石路,颠簸3个小时,穿过最后一道狭窄山口,500米直径的白色钢环突然出现,填满了视野。那是史上最大望远镜的圈梁。

    走上FAST(500米口径球面射电望远镜)的圈梁,像是走在一座钢桥上。它被50根6米到50米高低不等的钢柱支在半空,周长1.6公里,绕走一圈要40分钟。

    鸡蛋粗细橡胶表面的索绳,攀附圈梁悬垂交错,总重1300吨,已编织成网,于2月4日完工。下一步,就是拼装FAST的天线反射面。FAST预计2016年成型,中国的射电天文学届时将领跑世界。

    越大越好

    电视收不到信号时,屏幕上不是一片空白,而是雪花闪烁并发出刺刺声,这就是来自太空的射电信号。1931年,美国一位电子工程师发现,银河中心能传来有规律的电波。这开创了射电天文学。

    射电跟光没太大区别,都是电磁波。光只是能刺激眼睛的一小部分电磁波。从伽马射线到紫外线到可见光再到红外线和射电,各有监测这些不同波段电磁波的望远镜。“射电”是比红外线频率还要低的电磁波段。

    射电望远镜,跟收卫星信号的天线锅是一回事。通过锅的反射聚焦,把几平方米到几千平方米的信号聚拢到一点上。射电天文学家是装备最高级的无线电爱好者,他们聆听的信号不是人造的,而是“天生”的。

    为了提高射电望远镜的表现,天文学家想出一个办法,就是让许多个天线锅对准同一目标,通过比对信号算出更精确的信号位置。但是想接收更微弱的射电,只有把天线锅造得更大。中国科学院国家天文台FAST工程首席科学家、总工程师南仁东说,宇宙空间混杂各种辐射,遥远的信号像雷声中的蝉鸣,没有超级灵敏的耳朵就分辨不出来。

    1993年东京召开的国际无线电科学联盟大会上,包括中国在内的10国天文学家提出建造新一代射电“大望远镜”。他们期望,在全球电信号环境恶化到不可收拾之前,能多收获一些射电信号。建造FAST的动机肇始于此。

    FAST之前,世界上最大的射电天线锅,一个是德国100米直径的“埃菲尔斯伯格”,一个是美国300米直径的“阿雷西博”。前者是可以移动摇头的,后者借助波多黎各岛上的喀斯特洼坑,跟FAST相似。

    造更大的望远镜非常困难。天线锅要求毫米级的精度,在平地上建百米以上的天线锅,自重就会造成形变,一阵风也会让它变形。有天文学家提出了思路:在喀斯特地形下常见的“天坑”里造。

    最圆深坑

    1994年底,北京天文台(现国家天文台)牵头20所院校,提出了“喀斯特工程”。准备从中国西南无数个喀斯特地貌的凹坑中,选出一个来建大望远镜。

    看过遥感图,大家确定了300个候选的圆坑,经过走访又筛选出80个最圆的。贵州省黔南州平塘县克度镇金科村的一个圆形洼地——大窝凼,成为最有力的竞争者。“凼”,音荡,水坑的意思。

    “当时到这里来勘测,明显感觉比其他的凼更圆一点。”南仁东说,他下踏了百个天坑,大窝凼最合适。

    选一个形状最圆、深度和尺寸恰好的洼坑,可以减少“磨圆”所需的土石方工程量。在现场,南仁东指着坑底说:“绿色的地面是没有开挖过的,黄色的是动过土的。”我们目测这两部分面积是一比一。

    水在石灰岩上削出几百米直径的“凼”。凼的底部都会有一个至少浴缸大小的水洼,这是积水向下渗透的地方。天文学家们考虑到,喀斯特地质下,积水可以从坑底渗漏出去,不至于於积和危害天线。不过FAST的天坑里,还是开掘了一条通到“隔壁”坑里的排水道。

    指着建在山腰上的六座钢架(它们将来要拉吊起信号接收器),南仁东说,如果不依托天坑,这些钢架就得从平地而起,不光造价承担不起,也无法达到精度要求。

    在天坑中建筑,很麻烦的一点是空间腾挪不开。为此施工人员想了很多办法,用人工补机器的不足,采取一系列新工艺,得以把几十座钢梁和几十段框架,一点点搬运到恰当的位置。

    毫米精度

    FAST的设计目标,是把覆盖30个足球场的信号,聚集在药片大小的空间里。不如此,就无法监听到宇宙中微弱的射电信号。500米的结构,要实现毫米级精度,是天文学家从未做过的。

    光确保钢结构不变形就是一大挑战。热胀冷缩效应无法忽视。南仁东指着钢架与边框相接处说,到了夏天,边框会比冬天外移30厘米。1.6公里长的巨大边框并不固定,而是“搁”在钢架上,它与钢架的接触面是一层平滑材料。这样即使边框胀缩,钢架也不会歪斜。

    FAST的天线锅呈现标准的球形,在工作时它会变形,在适当的位置形成一个300米直径的抛物面(只有抛物面才能聚焦信号,球面和抛物面差距最小,可以最方便地在局部形成抛物面)。FAST靠变形来转换天线方向。

    就像水手扯动缆绳控制帆的朝向一样,FAST拉扯索网来变形天线锅。FAST的钢索网,联系着边框以及2000多个天坑地表面上的小电机。这些电机配合动作,控制着钢索网的形状。整个变形过程,由激光定位系统校准。

    而在索网的上空,高高悬着一个类似于神舟飞船大小的馈源舱(信号接收单元),内设世界最精贵的接收器。这个接收单元内部,也有一个有六条伸缩腿的变形框架,负责把接收器放置在焦点上。30吨重的馈源舱,被六条400多米的钢索吊起,移动范围达200米,再求精度,谈何容易。

    框架、索网、接收器,每一部分的位移都要控制在毫米级,FAST才能正常工作。

    比起目前领先的“埃菲尔斯伯格”望远镜,FAST的灵敏度将提高10倍。这意味着,远在百亿光年外的射电信号,FAST也有可能听到。

    监听奇迹

    FAST建成后,天文学将注定有许多突破。

    首先,FAST能够发现更多的脉冲星。脉冲星是1967年发现,因为信号规律,开始被误认为是外星人发出的信号。现在普遍认为,脉冲星是一种高速旋转的中子星,就像海边的灯塔,旋转的光柱扫过地球。但也有一些证据似乎不支持灯塔模型。

    南仁东说:“现在我们侦测到的约2000颗脉冲星,全都是银河系内的。别的星系想必也有脉冲星。所以FAST会避开银河,对准别的星系,发现更多奇特的脉冲星,了解它是什么东西。”

    南仁东说:“我们很可能会发现一些前所未见的脉冲星现象,比如说一个脉冲星和一个黑洞结对,那么就可能产生突破性的理论。”FAST期望第一年就找到几十颗银河外的脉冲星。

    FAST还可能观察到早期宇宙的蛛丝马迹——中性氢云团的运动。所谓中性氢,就是宇宙中未聚拢成恒星发光发热的氢原子,是一个质子加一个电子。本来从远处是看不到氢原子的,但质子和电子就像旋转的星球一样有磁极。如果电子磁极罕见地倒转了,一种波长为21厘米的微弱电磁波就跑了出来。

    监测21厘米波,不仅能判断出哪里存在大量的中性氢,还能通过波长微小变化,判断出这些氢原子在远离还是靠近我们。

    由此,FAST观测中性氢信号,就能获知星系之间互动的细节,还可能发现早期宇宙中刚刚形成的氢是怎么运动的,从而为宇宙发育史提供线索。类似的道理,FAST还能监听到一些太空有机分子发出的独特电磁波,让我们更精确地描绘出宇宙图景。

    如果幸运,FAST还将尝试接收外星文明的电波。如果一二十年后,外星人有意无意释放的信号被地球收到,那肯定是FAST的功劳。

    绝对安静

    在中国有人烟的地区,大窝凼附近算是电波稀少的了。我们路过附近的另一个凼——钻过几百米的漆黑山洞,突现一座世外桃源。天坑底部种着蔬菜和庄稼,几栋木房子,狗吠鸡鸣之外,万籁无音,令人心旷神怡。这里不通电线,最近一个乡镇在5公里外。

    射电望远镜正需要这么一处静土。贵州省政府2013年出台法令,在FAST周围设立一个5公里无线电静默区,30公里内不允许有干扰设施。附近的农民将为此搬迁。

    在距离FAST项目8公里的地方,散布有大小12个天坑组成的世界上最大的天坑群,其深度均超过300米以上,被称为“天坑博物馆”。贵州政府期望结合天坑和天文景观,“打造国际天坑天文旅游目的地”。

    而科学家们希望减少周边人类活动,避免电波风险。最灵敏的天线相当于最娇弱的耳膜,轻声耳语对它无异于大喊。南仁东说:“月亮上打手机,FAST也能听得一清二楚。”

    不要说用手机,就算是附近使用电器,或者几十公里外有飞机向地面发送信息,在FAST那里会造成一场电磁风暴。

    因此,未来在FAST现场工作的科学家控制使用电器。FAST的监听中心设在两道山以外。FAST获取的信号通过光纤传输到监听中心,再传送到外界,全程不能用无线装置。

    南仁东说,如果说FAST还有让人不放心之处,就是今后附近能否保持绝对电波静默。

    中国制造

    2015年,FAST将进入反射面拼装阶段。科技日报记者在现场看到了三角形的面板,铝合金制,边长11米,4000多块这种面板最终将拼出FAST天线锅。面板密布孔洞。南仁东说,一是为了风负载小一点,二是达到50%的透光率,让天线面下能长草,避免水土流失。

    FAST的设计和建造,体现了中国人领先于世界的工程能力。光是把33米长、70吨重的钢框部件一块块从沿海运送到山区,在狭小的坑里吊起、拼合,就足够令人赞叹了。负责施工的江苏沪宁钢机股份有限公司创新了很多工艺,包括吊装技术,在世界上头一个完成了这类工程。

    FAST是人类用极端手段探索遥远的星空,因而在建设中使用了大量非标准的工业模块,这就需要科研人员和各领域的制造厂商密切协作,强力攻关,并研发新技术。

    以钢索为例。FAST的钢索网很重,拉扯又频繁,因此需要超高的耐疲劳强度。我们一般所用的钢索,包括斜拉桥上的钢索,其强度都是200兆帕、200万次弯曲的,但FAST的钢索上需要装上反射面板,需要经常调换角度,不断拉伸,再加上FAST至少需要应用30年,所以设计人员提出了安装强度为500兆帕、200万弯曲次数的钢索。FAST工程团队和柳州欧维姆机械股份有限公司等单位合力攻关。

    FAST工程研究人员历经了无数次的失败。比如,当他们试验到350兆帕的时候,仅弯曲6万次就失败了;他们如果做一次200万次的弯曲试验,就需要10天。经过工程团队的不懈努力,柳州欧维姆机械股份有限公司终于研发出了符合要求的新的钢索材料、包裹材料和制造工艺,满足了FAST的要求。同时他们也申请了12项专利。如果这种钢索使用到斜拉桥上,将大大提高桥梁的质量和寿命。

    望远镜的馈源舱是在天线锅中心的正上方吊起来的,由锅外6个支撑塔通过钢索共同拽住。馈源舱需向外传输的信号,都需借助支撑塔上的光缆输出,不能使用无线通讯。因为馈源舱需要不断地调整位置,拽着它的钢索就需要不断地拉伸,附着其上的信号光缆也随着不断拉伸。FAST工程团队设计了一种“窗帘式”的机构,信号线和电源线耷在钢索上,可随钢索一同拉伸。这不仅要求它们要能够抗弯曲疲劳,而且还需要信号线内的光纤在拉伸中不致信号衰减。

    国内以前对光纤弯曲的要求一般几十次就可以了。而FAST工程要求光纤5年抗弯曲疲劳6.6万次。

    FAST工程团队与北京邮电大学、武汉烽火通讯公司、北京康宁光缆公司等合作攻关,研发了4年,终于制造出了突破10万次弯曲疲劳寿命的48芯动光缆,同时让信号衰减达到最低,达到了FAST的要求,同时刷新了世界纪录。

    大科学工程就是通过这些苛刻条件的提出与实现,推动着国内高新技术产业的技术升级。

    预计两年后,FAST获得的信号,将通过这条光缆传输到外界。每天会有海量的数据在贵州、北京和全世界的计算机中分析。FAST好比一把更密的筛网,能捞出宇宙中更多的漂流瓶。中国的工程专家是实现这一奇迹的功臣。
http://digitalpaper.stdaily.com/ ... t_293774.htm?div=-1
jameswu 发表于 2015-2-25 18:43 | 显示全部楼层
zhh894217 发表于 2015-2-25 10:37
500米口径望远镜让中国射电天文领跑世界
本报记者 高 博 李大庆 刘志强

最灵敏的天线相当于最娇弱的耳膜,轻声耳语对它无异于大喊。南仁东说:“月亮上打手机,FAST也能听得一清二楚。”

不要说用手机,就算是附近使用电器,或者几十公里外有飞机向地面发送信息,在FAST那里会造成一场电磁风暴。
poweru235 发表于 2015-2-25 22:23 | 显示全部楼层
jameswu 发表于 2015-2-25 18:43
最灵敏的天线相当于最娇弱的耳膜,轻声耳语对它无异于大喊。南仁东说:“月亮上打手机,FAST也能听得一清 ...

平塘将是中国的绿岸 红岸
DF21 发表于 2015-3-7 05:50 | 显示全部楼层
FAST会考虑发射地球信息么
cfso5068 发表于 2015-6-30 21:36 | 显示全部楼层


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poweru235 发表于 2015-6-30 22:50 | 显示全部楼层

速度真快啊 果然是基建第一...
ssizz 发表于 2015-7-20 22:35 | 显示全部楼层
  新华网北京7月20日电(记者余晓洁、程卓)记者20日从中国电子科技集团公司获悉,我国500米口径球面射电望远镜(FAST)工程的重要设备——反射面单元面板下线。20日,第一批单元总数量1000个面板正式发运贵州,预计22日进行现场拼装。

  有“天眼”之称的FAST是目前世界上在建的口径最大、最具威力的单天线射电望远镜,拥有约30个足球场大的接收面积。与德国波恩100米望远镜相比,灵敏度高约10倍。

  据介绍,反射面面板是决定FAST探测威力和探测精度的核心要素。反射面单元是主动反射面系统的重要组成部分,由中国电子科技集团公司设计制造。总面积达25万平方米的反射面看起来像一口超级“大锅”。这口“大锅”会动。FAST最大的特点是索网结构可以随着天体的移动自动变化,带动索网上活动的4450个反射面板产生变化,足以观测到任意方向的天体。

  面板单元技术负责人、中国电子科技集团公司54所天伺部副主任郑元鹏告诉记者,这口“大锅”是口名副其实的“变形金锅”。面板中反射面单元为三角形,反射面单元在球面上所处的位置不同,其几何尺寸、倾斜角度、支承点位置、荷载大小和方向等都不相同。4450个边长在10.2米至12.4之间的反射面单元种类就近400种,而一个发射面单元又由100个“形态各异”的更小的单元拼接而成。

  郑元鹏说,科研人员将根据索网节点坐标数据以及单元的安装尺寸要求,采用参数化设计方法,准确高效地给出每种单元的尺寸数据,构件数量达上百万件的单块子单元的表面精度最终能够控制在1毫米以上。正因为如此,4450个反射面每一个都可以进行对焦,灵敏度可达美国Arecibo望远镜的2倍。

  中国电子科技集团公司产业部主任杨定江表示,FAST的设计技术方案除了在观测中性氢线及其他厘米波段谱线,开展从宇宙起源到星际物质结构的探讨、对暗弱脉冲星及其他暗弱射电源的搜索、高效率开展对地外理性生命的搜索等6个方面实现科学和技术的突破外,还将作为一个多学科基础研究平台,有能力将中性氢观测延伸至宇宙边缘,观测暗物质和暗能量,寻找第一代天体。

  “FAST有能力将深空通讯延伸至太阳系外缘行星,将卫星数据接收能力提高100倍。”杨定江说。
padamsli 发表于 2015-7-23 21:27 | 显示全部楼层
探秘中国“天眼”——走近世界最大单口径射电望远镜
http://news.xinhuanet.com/tech/2015-07/23/c_1116023298.htm

  新华网贵阳7月23日电(记者余晓洁、齐健、周润健)23日,我国建设的世界最大单口径球面射电望远镜的重要设备——反射面单元面板第一批1000个单元“就位”,开始在贵州省黔南进行现场拼装。

  这只被誉为中国“天眼”的超级望远镜单口径500米,接收面积相当于近30个足球场。中国“天眼”为何选址黔南?长啥样?有哪些“本领”?它能找到“外星人”么?让我们一起走近这一超级射电望远镜(英文简称:FAST)。

  遥望百亿光年星际

  射电望远镜,可不是肉眼观测的普通望远镜,它是当今世界上最顶尖级的太空望远镜。

  射电,是比红外线频率更低的电磁波段。射电望远镜,跟收卫星信号的天线锅类似,通过锅的反射聚焦,把几平方米到几千平方米的信号聚拢到一点上。

  “宇宙空间混杂各种辐射,遥远的信号像雷声中的蝉鸣,没有超级灵敏的‘耳朵’,根本就分辨不出来。”中国科学院国家天文台FAST工程首席科学家、总工程师南仁东说。

  半个多世纪以来,所有射电望远镜收集的能量尚翻不动一页纸。

  要想获得更远、更微弱的射电,“阅读”到宇宙深处的信息,就需要更大口径的射电望远镜。简言之,就是“锅”越大,星际穿越的距离就越远。

  专家们指出,与德国波恩100米望远镜相比,FAST灵敏度提高约10倍。这意味着,远在百亿光年外的射电信号,FAST也有可能“捕捉”到。

  中国“天眼”“眼窝”深

  打开卫星地图,贵州平塘县的地貌好似布满褶皱的大象皮肤。再提高分辨率,就能看到大大小小的“漏斗”——“天坑”群。其中有一个就是科学家寻觅十载为这个最大望远镜找的“家”。

  天文学家在思考:如何利用天然的洼地作为支架,建造巨型射电望远镜。

  1993年,包括中国在内的10国天文学家提出建造新一代射电“大望远镜”的倡议,旨在回溯原初宇宙,解答天文学中的众多难题。1995年底,射电“大望远镜”中国推进委员会,提出了利用贵州喀斯特洼地建造球反射面的“喀斯特工程”概念。

  此后,科学家们在当地居民的帮助下,跋山涉水勘察选址。经过反复筛选,最终在平塘县克度镇找到了“大窝凼”——最适合硕大“天眼”的深深的“眼窝”。

  被“天眼”吸引,新华社记者深入黔南“探营”FAST工程进展。

  FAST项目馈源支撑系统总工程师孙才红告诉记者,选址“大窝凼”有三方面原因,一是地貌最接近FAST的造型,工程开挖量最小;二是这里的喀斯特地质可以保障雨水向地下渗透,不会在表面淤积而损坏和腐蚀望远镜;三是射电望远镜需要一处“静土”,“大窝凼”附近5千米半径之内没有一个乡镇,无线电环境理想。

  “FAST周围三座山峰呈三足鼎立之势,每座距离都在500米左右,中间的洼地犹如一个天然的锅架,刚好稳稳地盛下FAST这口‘大锅’。”孙才红说

“变形金锅”随天动

  来到“大窝凼”,你会发现总面积达25万平方米的反射面看起来像一口超级“大锅”。总长度超过1.5千米的钢圈梁,将上万根钢索牢牢固定住。若想一览FAST工程全貌,必须爬上附近的山顶。而那里正在建设的观景台,正是今后游客观赏FAST的地方。

  孙才红说,反射面单元面板将固定在上万根钢索上,安装完成后整个反射面其实是悬在半空中的,有螺旋状公路一直通达“凼”底,供车辆和人员维护设备时通行。反射面与地面之间的空隙今后还会恢复植被,保护环境。

  这口500米口径的大“锅”,是口名副其实的“变形金锅”。

  “‘变形金锅’会动。FAST的索网结构可以随着天体的移动自动变化,带动索网上活动的4450个反射面板产生变化,足以观测到任意方向的天体,同时,馈源舱也随索网一同运动,采集反馈信息。”面板单元技术总师、中国电科研究员级高级工程师郑元鹏说。

  FAST能够把近30个足球场这么大的接收面积里收集的信号,聚集在药片大小的空间里。

  能否看到“外星人”?

  FAST工程进展牵动着天文学家和天文学爱好者的“神经”。

  中国天文学会理事长、中国科学院院士武向平表示,在天文观测方面,中国长期以来在世界上没有占据很前沿的位置。如果没有观测数据积累,总是用别人“二手的东西”,即使做了研究,也很难出彩。FAST建成后将弥补我国在观测领域的不足。

  武向平认为,FAST非常适合脉冲星的观测,可以检验广义相对论。此外,它对高能物理、极端物理、相对论的检验也都非常有意义。

  在天文专家赵之珩看来,FAST建成后能够接收到从宇宙深处发来的无线电波,会有一系列新的发现,从而将我国在天文研究水平向世界先进行列迈出一大步。

  FAST那么灵敏,它能接收到遥远的世界里发过来的极其微弱的“外星人”的信号,甚至找到“外星人”么?

  “FAST能从宇宙的今天看到很远的地方去,有助揭开宇宙起源之谜,甚至是‘地外文明’。”武向平说。

  赵之珩认为,射电波段的观测,推动了地球人对宇宙的理解,如20世纪60年代四大发现:宇宙微波背景辐射、类星体、脉冲星和星际有机分子。现代天文学上的“两暗一黑”(即暗物质、暗能量、黑洞)还存在着许多的谜团。FAST接受和放大它们发来的微弱信号,有助于揭开这些谜团。

  中国天文学会会员、天津市天文学会理事史志成表示,FAST是我国具有自主知识产权的科学设备,对国际同类设备将保持20年以上领先水平。它将探测宇宙中遥远的信号、物质,例如电磁波、微波、激光、宇宙中的各种气体、有机物、星际物质、恒星等的辐射信息。它将对脉冲星、类星体等各种暗弱辐射源进行更精密观测,对它们的物质结构、产生机制进行深入探索,有望对认识宇宙起源与演化过程作出贡献。

  “宇宙中的生命体或高智商‘外星人’若存在,他们的产生、遗留之信息,若存在于浩瀚天宇中,也有可能被FAST探测并接收到。”史志成说。
DF21 发表于 2015-7-24 19:08 | 显示全部楼层
何时能开始探测
kanjia 发表于 2015-7-29 10:02 | 显示全部楼层
我超级计算机将助力“天眼”探测宇宙边缘

发表时间:2015-07-29 08:42来源:科技日报

    记者28日从中科曙光公司获悉,作为我国高性能计算领军企业,这家公司将在黔南超级计算中心部署千万亿次超级计算机“天眼一号”,助力我国在建的世界上最大的单口径射电望远镜探测百亿光年外信息。

    作为我国九大科技基础设施之一,这只被喻为中国“天眼”的超级望远镜(简称FAST)单口径500米,接收面积相当于30个足球场,于2011年预计2016年建成。投入使用后,我国空间测控能力将由月球同步轨道延伸到太阳系外缘。这意味着,远在百亿光年外的射电信号,FAST也有可能捕捉到。

    鉴于FAST的海量数据存储和处理均需要强大的超级计算系统的支撑,为推动FAST工程的建设,中科院计算所、天眼集团和中科曙光三方签署了战略合作协议,将共同建设与FAST工程配套的黔南超级计算中心。

    据中科曙光公司介绍,FAST的重要科学目标“脉冲星巡天”和“中性氢谱线巡天”有着“天文级”的数据存储要求和高效精密的计算要求。中科院计算技术研究所高性能计算机研究中心主任张佩珩表示,建成后,FAST每天需求的峰值计算至少要达到每秒200万亿次以上,存储将达到10PB以上。

    面对未来FAST在这方面庞大的数据需求,中科曙光副总裁任京旸介绍说,“天眼一号”计算能力将达到每秒1000万亿次以上,将配备先进的分布式数据存储技术以及高达100Gb/s的高速网络,不仅可以充分满足项目的需求,而且具有低功耗、低成本、高密度和快速交付等特点,为海量数据的高速传输和分析提供条件。
zhh894217 发表于 2015-8-1 21:57 | 显示全部楼层
zhh894217 发表于 2015-8-3 12:25 | 显示全部楼层
FAST装上了第一个反射单元

    科技日报贵阳8月2日电 (记者刘志强)我国500米口径球面射电望远镜(FAST)大科学工程的重要部件——第一个拼装检测合格的反射单元,2日在贵州平塘克度镇FAST工程现场成功吊装。

    下午两点半,反射单元通过塔吊、转运车、缆索吊运送到索网制定位置后,由节点位置的施工人员装配连接到索网节点上层盘上。第一个反射单元的成功吊装,标志着FAST施工进入最后冲刺阶段。FAST反射单元吊装工程预计于2016年4月份完成。

    2011年3月正式开工,有“天眼”之称的FAST是目前世界上在建的口径最大、最具威力的单天线射电望远镜,拥有约30个足球场大的接收面积。与德国波恩100米望远镜相比,灵敏度高约10倍。

    据介绍,2日开始吊装的反射单元是FAST主动反射面系统的重要组成部分,是决定FAST探测威力和探测精度的核心要件。反射单元由背架单元、面板单元、调整装置、连接机构等组成,用于反射无线电波,供馈源舱接收。反射单元面板为三角形,因在球面上所处的位置不同,其几何尺寸、倾斜角度、支承点位置、荷载大小和方向等都不相同。4450个边长在10.2米至12.4米之间的反射单元种类就近400种,而一个反射单元又由100个“形态各异”的更小的单元拼接而成。

    总面积达25万平方米的反射面看起来像一口超级“大锅”。FAST最大的特点是索网结构可以随着天体的移动自动变化,带动索网上活动的4450个反射面板产生变化,足以观测到任意方向的天体。

    科研人员将根据索网节点坐标数据以及单元的安装尺寸要求,采用参数化设计方法,准确高效地给出每种单元的尺寸数据,构件数量达上百万件的单个子单元的表面精度最终能够控制在1毫米以上。正因为如此,4450个反射面每一个都可以进行对焦,灵敏度可达美国Arecibo望远镜的两倍。

    地处贵州喀斯特山区的FAST工程台址地形地貌非常复杂,且安装工程存在跨度大、位置高、工艺杂、干涉多等困难。反射单元安装采用两台转运机车与两台半跨缆索吊联合的吊装方案,即用两台独立运行的转运机车沿圈梁环向运送反射单元,再分别转给两台套半跨缆索吊,径向运送反射单元至索网指定位置,再由施工人员到达索网节点位置装配固定。反射单元设计、制造及拼装由中国电子科技集团第五十四研究所和浙江东南网架公司联合承担,反射单元吊装由武船重型工程公司承担。
http://digitalpaper.stdaily.com/ ... t_312506.htm?div=-1
wsl2005 发表于 2015-8-3 13:36 | 显示全部楼层
2014年9月,大窝凼



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