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作者:佚名 来源于:家长学院
都说南仁东20年做了一件事:国家重大科技基础设施,世界最大的500米口径球面射电望远镜(FAST),2016年9月25日落成启用,人称“中国天眼”。他是这项大工程的发起者及奠基人,首席科学家兼总工程师,人称“中国天眼之父”。而该工程核心团队的成员,大部分是他的学生。那么,他们造出来的“中国天眼”,究竟是一只什么样的天眼?
首先我们还得追溯到望远镜的发明历史。我 们知道天文望远镜,主要有光学望远镜和射电望远镜,此外还有红外、X射线、伽马射线等望远镜。最初的天文望远镜是光学望远镜。1609年,45岁的意大利科学家伽利略,在一根管子两端装了两个镜片,对着月亮一看,看到了环形山,从此有了现代天文学。早年的电视,收不到信号,屏幕上密密麻麻的雪花闪烁。这是电磁波信号,包括来自太空的射电辐射。1933年,美国贝尔实验室的科学家卡尔·央斯基,研究长途通讯中的静电噪声时,发现银河中心持续的射电辐射,从此有了射电天文学。格罗特·伯雷应聘贝尔实验室失败,1937年在芝加哥附近的自家后院,制造出第一台射电望远镜。这两个小伙子,取得如此重大成果时,都只有二十多岁。
天文学家都想要很大很大的锅盖。以前屋顶上经常会看到“锅盖天线”,口径越大,电视画面越清晰。射电望远镜的“锅盖”,也是如此。所以世上的射电天文学家,都想有大口径“锅盖”,提高射电望远镜灵敏度。当年伯雷制造的射电望远镜,抛物面天线直径是9.45米。美国上世纪60年代在波多黎各建造了阿雷西沃射电望远镜,口径305米,在老大位置上坐了数十年。口径100米的射电望远镜,有德国波恩附近的埃费尔斯贝格射电望远镜,以及美国格林班克射电望远镜。而“中国天眼”FAST口径500米,抢到了老大之位。还能不能制造更大的锅盖呢?单个望远镜,要做得更大是很难了。不过办法是有的,用大量射电望远镜组 成一个阵列,分布在辽阔的地理空间,收到信号综合分析,就相当于一个超大望远镜了。比如国际天文学界正在建设的“平方公里阵列望远镜(SKA)”,它的观测能力将是神级的。中国是SKA的首创国之一。
平方公里阵列望远镜,分布在从非洲到大洋洲的辽阔空间,而美国的阿雷西沃望远镜,和中国的“天眼”,都造在偏远的山窝里——喀斯特地形的洼坑中。这有什么讲究?据专家说,好处不止一个。位置偏远,意味着受其他无线电信号的干扰最小;洼坑地形,是建造大锅盖的理想之地;喀斯特地形,即熔岩地形,排水畅通。建造“中国天眼”之前搜寻选址,找了300多个洼坑,南仁东拄着拐杖,亲自考察了平塘县的几十个候选台址。贵州黔南州平塘县的大窝凼,地形最理想,获得最高分。
中国科学院国家天文台500米口径球面射电望远镜工程总工艺师王启明说:“望远镜反射面总面积为25万平方米,相当于30个标准足球场那么大。尽管反射面板才1毫米厚,也用掉2000多吨铝合金。”他说,中国“天眼”有很多是有自主知识产权的,“都由国内顶级企业建造完成”。组成射电望远镜“镜面”的4450块反射面单元,每一块标准单元有两部分,铝合金背架、反射面面板。这个铝合金背架,是萧山企业东南网架制造拼装的。圈梁、索网和支撑馈源舱的6座高塔,用掉的钢材有1万多吨。美国阿雷西沃望远镜的馈源平台,1000多吨重,几乎固定在半空,这样的设计有利于馈源的定位,却缩小了观测角度。王启明说:“如果我们按照阿雷西沃的方案,我们500米望远镜,馈源平台重量至少会达到几千吨。这样重的大家伙挂在空中,成本相当大了。”他说,中国“天眼”用了轻型索支撑馈源平台方案,馈源舱只有30吨重。
(《都市快报》2017年9月23日,有删改)
7. 下列各项中对文意理解最恰当的一 项是(3分)
A. “中国天眼”是一项国家重大科技基础设施工程,该工程团队的核心成员大部分是“中国天眼之父”南仁东的学生。
B. 随着卡尔·央斯基和格罗特·伯雷这两个天才小伙子的发现和发明,由光学望远镜进阶到射电望远镜,世界天文学向前迈进一大步,由此步入现代天文学。
C. 世上的射电天文学家,都想有大口径“锅盖”,这种追求使得抛物线天线直径从最初的9.45米到后来的305米口径再到“中国天眼”的500米口径,望远镜的灵敏度也由此实现了大幅提升。
D. “中国天眼”FAST口径500米,已经到了单口径的极限,如果还想增加望远镜的探测力,就需要使用大量射电望远镜组成一个阵列,国际天文学界正在建设的“平方公里阵列望远镜(SKA)”就是运用了这个构思。
8. 下列说法不符合原文意思的 一项是(3分)
A. 早年的电视,屏幕上有时会出现密密麻麻的雪花闪烁,这是因为电视机没有收到外界信号。
B. 无论是射电望远镜还是平方公里阵列望远镜,选址尤为重要,当初南仁东为了给“中国天眼”寻找理想地,亲自考察了多个候选台址才得以最终确定。
C. 美国阿雷西沃望远镜1000多吨重的馈源平台几乎固定在半空,如果我们按照阿雷西沃的方案,我们500米望远镜,馈源平台重量会是阿雷西沃的好几倍。
D. FAST “镜面”有4450块反射面单元,每一块标准单元由铝合金背架和反射面面板这两个部分组成。
9. 根据文章中的内容,用自己的语言为“中国天眼”下定义。字数不超过80个字(包括标点符号)。(6分)
答
7. C A项 ,原句中应该是“该工程核心团队的成员”;B项,原文中为“伽利略,在一根管子两端装了两个镜片,对着月亮一看,看到了环形山,从此有了现代天文 学”;D项,过于绝对,原文说“单个望远镜,要做得更大是很难了”。
8. A A项,偷换概念,原文中说“收不到信号”应该是指收不到视频信号,但可以收到外界电磁波信号。
9. “中国天眼”是由南仁东发起并投入建设,以贵州黔南州平塘县的大窝凼为台址,大多具有我国自主知识产权,是世界最大单口径和最高灵敏度的球面射电望远镜。
(格式1分,人物1分,地点1分, “我国自主知识产权”’1分,“世界最大单口径和最高灵敏度”1分,“球面射电望远镜”1分,超字数扣1—2分)
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