9bb cc()

1974年,阿雷西博望远镜向一个地外星系发射了世界上第一个星际信息。然而,今年,两根断裂的支撑钢缆给这台射电望远镜造成了不可修复的损坏,而这台望远镜为天文学研究做出了很大贡献。这个科学界的传奇被迫走上了终结之路。

bb图片来源:JidoBG

来源:美国国家科学基金会、自然新闻、科学新闻等。

由詹姆斯编译。李玮杉杉

当地时间11月19日,美国国家科学基金会(NSF)宣布,位于加勒比海波多黎各的305米单孔径射电望远镜阿雷西博(Arecibo)将被永久关闭并拆除。今年8月和11月,阿雷西博望远镜的两根关键支撑钢索相继断裂,造成的损伤已经不能保证修复工作的安全,也不能保证在天文台工作的学者的安全。作为阿雷西博的上级部门,NSF表示将在未来几周内制定出望远镜的拆除计划,其中可能包括使用爆破技术拆除悬挂在其巨型主反射镜上的仪器平台。

致命打击

在中国建造500米口径球面射电望远镜(FAST)之前,305米口径的阿雷西博是世界上最大的单孔径射电望远镜。它建于1963年,利用山谷中的石灰石被流水腐蚀后形成的碗状坑作为底座。它的主要部件包括一个直径为305米的主反射面,以及悬挂在这个“大锅”上方137米、重约900吨的仪器平台。这个仪器平台配备了阿雷西博的第二和第三反射面,以及雷达发射机和微波接收机。主要由周围三座塔架设的十几根直径约8厘米的钢索支撑。

bb阿雷西博望远镜的仪器平台。图片来源:Mario RobertoDuránOrtiz

2020年8月10日,其中一根支撑钢索从索塔的千斤顶上滑落,在下部主反射面边缘砸出一个30米长的缺口,阿雷西博的正常运行暂停。

根据NSF发布的消息,第一次事故发生后,阿雷西博天文台及其运营商中佛罗里达大学开始修复,并称仅第一阶段就需要超过1000万美元的资金支持。此外,事故调查还发现,望远镜近一半的支撑钢索有滑移迹象。就在工程师们正在研究如何修复这一损伤,评估整体结构的完整性时,11月6日,另一根支撑钢缆断裂,“大锅”的中央部分也受到了损伤。

第二次事故彻底打破了阿雷西博的修复计划。技术人员调查后发现,事故中钢缆的应力仅为其预期最小断裂强度的60%,表明其他钢缆的强度可能低于预期。进一步调查发现,在几根主要支撑钢索上出现了新的钢索断裂痕迹。上世纪90年代,阿雷西博的仪器平台有一次改装导致重量增加,当时增加的一些辅助钢索的千斤顶也出现了明显的滑移。如果钢缆再出问题,重达900吨的仪器平台可能从137米的高度坠入主反射面,这将给阿雷西博天文台带来灾难性的破坏。

负责评估阿雷西博整体结构的第三方工程公司表示,考虑到其他钢缆可能出现的故障,望远镜的整体维护将是不安全的。该公司工程师桑顿·托马塞蒂(Thornton Tomasetti)表示,对剩余支撑钢缆的强度测试可能会导致结构倒塌。根据上述技术评估的结果,NSF决定关闭阿雷西博望远镜,并开始有计划的拆卸,以避免意外坍塌的风险。

图例结束

NSF的决定震惊了天文学界。许多天文学家、工程师和其他学者在社交媒体上发起了#WhatAreciboMeansToMe,分享阿雷西博如何影响他的职业生涯的故事。

这台活跃了半个多世纪的射电望远镜,不仅在1992年帮助科学家发现了太阳系第一颗系外行星存在的证据,还是宇宙的神秘信号——重复快速射电爆发的第一个“记录器”。1974年,阿雷西博天文台向距离地球1.2万光年的星系发射了世界上首个星际信息,这也使其成为探索外星文明的标志和符号。

对于研究小行星的天文学家来说,失去阿雷西博望远镜意味着失去一个重要的研究位置。它的仪器平台包含一个强大的无线电发射器,可以将无线电波聚集成一个非常小的辐射束,并将其发送出去。这些电波在撞击太阳系内的天体(如小行星)时会被反射回来,但回波的能量非常小,只有像阿雷西博这样口径巨大、灵敏度非常高的射电望远镜才能接收到。通过研究这些物体反射的无线电信号,行星科学家可以获得行星轨道的信息,构建行星表面的地图,并研究它们的组成。事实上,阿雷西博在美国宇航局的行星防御计划中扮演着重要角色——他们的目标是监测和处置可能威胁地球安全的天体。

bb阿雷西博望远镜的主反射面。图片来源:Mario RobertoDuránOrtiz

NSF天文部门负责人拉尔夫·高梅(Ralph Gaume)表示,望远镜的一些科研项目可能会转移到其他研究设施,相关学者应该也有类似的转移提议或申请。但由于有些设备组只在阿雷西博望远镜上运行,也有一些项目找不到备用的观测设施。

何去何从

在关闭之前,阿雷西博望远镜一直在进行例行更新和升级。如果今年没有发生两起电缆损坏事故,它的仪器平台上就会多一个价值580万美元(约合人民币3812万元)的天线,可以大大提高望远镜的灵敏度。现在,负责这个天线项目的美国杨百翰大学的团队表示,将与NSF讨论天线到底该何去何从。但比起天线,他们更担心阿雷西博天文台许多优秀的科学、技术、管理和支持人员的未来。

作为波多黎各主要的科学和教育中心,天文台为许多天文学家和工程师提供专业支持,也是著名的流行文化圣地。一名来自波多黎各大学的天文学家在接受《自然新闻》采访时表示,阿雷西博望远镜的丢失会给科学、行星防御计划和波多黎各造成巨大损失。

然而,望远镜并不是阿雷西博天文台的全部。根据NSF发布的消息,在阿雷西博天文台的其他设施中,仍然可以开展一些小型的科学项目。例如,两个激光雷达设施仍将通过向大气中发射激光来研究大气现象;天文台的运营商中佛罗里达大学已经与微软合作,在云中存储和分析相关数据,现在正试图将实地数据迁移到未受影响的服务器上。此外,国家科学基金会还在探索将观察站的资源用于教育目的的可能性。

bb阿雷西博天文台的标志。图片:变形

拆除阿雷西博望远镜的费用还不清楚。NSF数学和物理科学部副主任肖恩·琼斯(Sean Jones)说,“我们明白阿雷西博对天文学和波多黎各有多重要。这是一个艰难的决定。”

主要参考资料:

https://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp? cntn _ id = 301674

https://www.nature.com/articles/d41586-020-03270-9

https://www . science mag . org/news/2020/11/famed-are cibo-telescope-brink-collapse-will-be-disrupted

https://www . link research . com/information/e4bb 7359-c675-47 F4-9ad 7-86e 770554 d67

本文来自微信微信官方账号“研究圈”,如需转载请联系。

keyanquan@huanqiukexue.com

来源:科研圈

免责声明:本文转载目的在于传达更多信息。如有出处标注错误或侵犯您的合法权益,请持权属证明与本网联系,我们将及时更正删除。谢谢你。

资料来源:中国科学院物理研究所

本文标题:9bb cc()

本文地址:https://www.xbwxq.com/a/6087.html

本文来自投稿,仅供学习参考!不代表本站立场,该文观点仅代表原作者本人,本站不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有抄袭侵权/违规的内容,请发送邮件至8###7@qq.com举报,一经查实,本站将立刻删除。