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一代“天眼”望远镜凄凉落幕,曾经风光无限,如今断壁残垣

 姿势分子_ 2021-03-22
2020年11月19日,美国国家科学基金会(NSF)正式宣布,为人类服务了整整57年的阿雷西博射电望远镜,正式落幕。曾经的风光无限,如今成断壁残垣,叫人不得不感慨万分。
前不久,我们刚刚介绍了它因为第二根钢索断裂而遭受二次伤害,科学家们致力于对它进行修复。如今,技术人员终于做出了令人痛心的决定:彻底拆除阿雷西博射电望远镜
那么,它到底经历了什么?曾经领先全球的“天眼”,为何最终凄凉落幕?

阿雷西博射电望远镜

阿雷西博射电望远镜始建于1963年,位于波多黎各喀斯特地貌的一座深山之中。它主要由NSF资助,并获得NASA的部分支持,并由康奈尔康奈尔大学负责管理。当时,这台望远镜的口径达到了305米,是世界上最大的单口径射电望远镜,成为了领先世界的“天眼”。
到了1974年,它迎来了一次蜕变,技术人员将它升级,把口径扩展到了350米,再一次打破了纪录,也将人类的观测能力再一次提高了一大截。1980年的时候,它的天线直径再一次扩大,达到了366米。在它建成到2016年中国“天眼”竣工的53年时间里,阿雷西博射电望远镜都牢牢地占据着最大单口径望远镜的地位。
阿雷西博射电望远镜的主反射面是由18778块金属面板组成的球面结构,所谓的305米口径指的就是这个球面。如此巨大的反射面,可以汇聚大量来自于太空中的电磁波,以供天文学家进行观测。
在主反射面周围,还有三座巨大的支撑塔,它们一共连接了18根非常粗的钢索,并且共同支撑起了一个馈源舱。馈源舱重达75吨,位于反射面上方150米处,内部还有第二和第三反射面等设备,用于汇聚来自于主反射面所接收的电磁波信号,然后处理、传输给研究人员。
建成后的阿雷西博射电望远镜,在5%的时间里被用于雷达天文学的研究,15%的精力被放在了大气研究上,剩余的80%都致力于射电天文学的研究

屡遭重创

经历了几十年风风雨雨的阿雷西博射电望远镜,在最近几年连续遭到重创。

  • 2017年:台风玛利亚登陆美国,给阿雷西博射电望远镜带来了第一次伤害。当时有30块反射面板被破坏,好在它们不是常用的面板,所以这次损害算是相对比较轻的一次。不过,从那时候开始,阿雷西博射电望远镜获得经费就已经很困难,因此也迟迟没有得到修复。
  • 2019年和2020年:当地发生地震。虽然地震的强度没有那么惊人,但是仍然影响了阿雷西博射电望远镜。
  • 今年8月:阿雷西博射电望远镜雪上加霜,在热带风暴伊萨亚斯的肆虐下,一根钢索发生了断裂,砸坏了好几块反射面板,给望远镜留下了一道30米的疤痕。当时技术人员评估认为望远镜仍然稳定,于是不紧不慢地准备修复。
(图片说明:今年8月第一根钢索断裂给望远镜造成的严重创伤)
  • 本月初:就在钢索正在向这里运输,周内即将展开修复工作前几天的时候,第二根钢索断裂。旧伤未愈,又添新伤,57岁的阿雷西博射电望远镜,风雨飘摇。

凄凉落幕

实际上,两根断裂的钢索是连接同一座支撑塔的,这既是巧合又是必然,因为一根钢索的断裂势必会让另一根钢索承受更多的力,也就更容易断裂。技术人员也是据此提出:如果这里再有一根钢索断裂,那可能就会导致整个支撑塔倾倒,后果不堪设想。
(图片说明:11月6日,无人机拍摄到望远镜残破的钢索)
于是,与其面对不可知的可怕未来,不如用可控的方式让它还能勉强体面地谢幕。因此,NSF的相关负责人们决定,将这台望远镜拆除。相关负责人Sean Jones指出:“对于NSF来说,这个决定也非常痛苦,但人们的安全是最重要的。”至于这里面是否也有经费拮据的问题,我们也无从得知。
具体怎么拆除,目前还没有制定出完整的方案。相关负责人已经聘用了一些专业工程师,后者提出了一些可能的方法,包括直升机运输以及一些爆破,也是有可能被采纳的。
不过在此之前,他们还需要花费几周的时间,才能完成各方面的审批工作,这也极有可能是阿雷西博射电望远镜最后的一段岁月。
NSF的科学部主任Ralph Gaume指出,这台望远镜只是阿雷西博天文台的一部分,因此只有一部分会被转移走。如果他们以可控的方式给它退役,包括游客中心、当地的大气科学仪器等设施还能够幸存下来。不仅如此,考虑到望远镜目前的危况,修复人员在维修过程中也可能面临巨大的生命安全威胁,就算科学设备再值钱,大家也不希望看到为此付出生命的代价。
因此,让它体面地退役,而非不受控地意外坍塌,是避免更多损失的唯一答案。

薪火相传

不管怎么说,尽管仍然具备相当强大的观测能力,阿雷西博射电望远镜终究还是无法抵御岁月风霜的洗礼。不论多么风光,也总有谢幕的一天。
不过,好在2016年我国的500米口径球面射电望远镜(简称:FAST,也就是俗称的中国“天眼”)建设完成,不仅一举打破了阿雷西博射电望远镜的口径纪录,观测能力也提升了10倍。在未来至少10-20年的时间里,FAST都将保持着这一纪录,让人类的单口径射电望远镜继续向前发展。
不过,阿雷西博射电望远镜也给了我们重要的借鉴。尽管FAST终究也有退役的一天,但是如何延长它的工作寿命、尽量减少自然气候对它的伤害、以及足够细心的检查和维护,将是我国需要从阿雷西博射电望远镜身上吸取到的经验。
(图片说明:我国的500米口径球面射电望远镜)
我们也相信,有了阿雷西博射电望远镜的前车之鉴,FAST也将可以更好、更久地运行下去,为人类天文学事业发展做出卓越贡献。

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