现实版的红岸基地:佳木斯66米射电望远镜


现实版的红岸基地:佳木斯66米射电望远镜



出品:科普中国
制作:巴甫洛夫的喵
监制:中国科学院计算机网络信息中心
东北的黑土地上, 茂密的针叶林中, 站立着一面巨大的抛物面天线 。 假如这架天线是矗立在一座陡峭的奇峰之上, 那俨然就是刘慈欣《三体》小说中的“红岸基地”了 。 然而我们今天要说的并不是那个科幻文学中的红岸基地, 而是一台实际存在着并运行着的, 最接近红岸基地描述的望远镜——中国西安卫星测控中心佳木斯66米射电望远镜 。

图1 森林环绕中的佳木斯66米射电望远镜(摄影:西安卫星测控中心吕炳宏) 。
佳木斯66米射电望远镜, 顾名思义, 是一台坐落于黑龙江省佳木斯市的, 口径66米的射电望远镜 。 不过更多的时候, 人们叫它深空天线 。  
深空天线?
得益于探月工程, “深空探测”一词大家可能都不陌生 。 一般认为, 月球只是深空探测的前哨, 我们以后还要对火星甚至更远的目标进行探测 。 我们在探索月球、甚至火星的时候, 需要对探测器进行控制, 也需要接收探测器传送回来的数据, 而这些都需要用到“深空天线” 。
可以想象, 要和遥远的探测器对话, 我们不仅要有大嗓门, 还得有灵敏的好耳朵 。 而佳木斯66米深空天线作为亚洲最大的全可动天线, 就兼顾了“大嗓门”和“好耳朵” 。 不过这个嗓门和耳朵并不是收发声波的, 而是收发电磁波的 。 佳木斯66米深空天线能够使用电磁波和月球的探测器进行良好的对话, 是我国探月工程的主力设备之一 。

图2 佳木斯66米深空天线及观测室(摄影:西安卫星测控中心吕炳宏) 。


图3 观测室内, 工作人员正在操纵望远镜(摄影:西安卫星测控中心 吕炳宏) 。
究竟是天线还是射电望远镜?
不管是佳木斯66米深空天线, 还是大家熟知的贵州“天眼”望远镜FAST, 都可以统称为“天线”, 但矫情的天文学家们一般会将用作天文观测的天线称为“望远镜” 。 又因为天线工作的电磁波频段是射电波段, 所谓具体来说就是“射电望远镜” 。
人造信号, 比如手机、人造卫星、深空探测器, 等发出的信号, 通常要比天文学家要观测的天体信号强很多 。 所以一般用来接收人造信号的天线并不需要太灵敏的“耳朵” 。 但是佳木斯66米天线不一样, 它的目标是更为遥远的星辰大海!为了能和以后发射到更远的深空探测器对话, 佳木斯66米天线收听信号的能力向着射电望远镜看齐, 也因此具备了进行天文观测的能力 。 而实际上, 它也正在进行着天文观测 。 所以也可以称它为“佳木斯66米射电望远镜” 。
我是个矫情的人, 我喜欢叫它佳木斯66米射电望远镜 。
值得一提的是, 因为一般的天文观测只需要接收信号, 所以国内的射电望远镜, 除了佳木斯这位, 都没有发射信号的能力 。 所以, 要问cosplay红岸基地哪家强?佳木斯66米射电望远镜当仁不让!

图4 点点繁星之下的佳木斯66米射电望远镜(摄影:西安卫星测控中心 吕炳宏) 。
脉冲星——也许能带我们走得更远
佳木斯66米射电望远镜目前主要的天文观测目标是脉冲星 。 你说它一个深空站, 怎么就去看脉冲星了呢?别说, 要想去征服更遥远的星辰大海, 也许还得靠脉冲星 。
我们以前的科普文(https://mp.weixin.qq.com/s/y5Y3uLPl4XRkd36nIyZaBg 和 https://mp.weixin.qq.com/s/udGn8VC45n3SQNVGCbueHw)介绍过, 脉冲星是随着自身转动, 辐射束周期性扫过地球的中子星 。 想象一座灯塔, 光束不断扫过四周, 如果我们站的位置刚好能被扫到, 那就能周期性地感受到光亮 。 脉冲星, 就是宇宙中的灯塔 。

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