国际大型射电望远镜介绍

射电望远镜的研究与应用射电望远镜是一种利用射电技术来接收、处理和分析来自宇宙空间的电磁波信号的望远镜。

它可以探测到远古宇宙中的星系、星云和高能天体等，可以帮助天文学家们研究和解读宇宙的奥秘，甚至还可以用于搜索外星智慧生物的信号。

射电望远镜的研究和应用已经成为现代天文学的重要组成部分。

一、射电望远镜的发展历程射电望远镜的发展可以追溯到二十世纪三十年代初，当时荷兰物理学家奥波尔特·吉－斯密特（Oort）首次提出利用射电技术来研究天体。

在接下来的几十年里，美国、英国、加拿大、澳大利亚等国家相继建造了一大批射电望远镜，对宇宙中的射电波进行了探测和研究。

其中，1962年澳大利亚的洛巴赫天文台投入使用的64米口径射电望远镜被认为是当时世界上最先进的射电望远镜。

1983年，中国也建立了自己的第一座射电望远镜——500米口径球面射电望远镜（FAST），这是一个具有里程碑意义的事件。

目前，全球范围内已经有400多座射电望远镜在运行。

二、射电望远镜的分类及特点射电望远镜可以按其口径大小分为小口径和大口径两类。

小口径射电望远镜主要用于测量太阳和银河系等较小尺度的星系，如美国的VERY LONG BASELINE ARRAY（VLBA）；而大口径射电望远镜则可以用于研究更远的星系和宇宙射线等高能天体，如世界上最大的500米口径球面射电望远镜（FAST）。

射电望远镜还可以按其构造形式分类，可以分为单天线、阵列和干涉仪三种。

单天线是指只有一个接收器的望远镜，它们通常由一个碟形抛物面和一个接收放大器组成。

阵列是由多个单天线组成的，可以增加信噪比和灵敏度。

而干涉仪采用了多个单天线组成的阵列，可以产生更精确的图像。

射电望远镜具有灵敏度高、波长长、穿透力强等特点。

它可以探测到宇宙中的氢气、分子氢、原子和离子等的信息，从而研究星系的构成、演化和动力学，推断宇宙的年龄、形态和起源等。

此外，射电望远镜对于研究宇宙射线、宇宙微波背景辐射、暗物质和暗能量等也有着重要的意义。

大型天文望远镜技术的创新与发展自从人类拥有了眼睛，便开始了对天空的观测探索之旅。

从最初的裸眼观测到现在的高级望远镜，科技的发展让我们对宇宙更加深入的了解。

而其中，望远镜的发展一直是天文学领域不可或缺的一部分。

在现代科技的帮助下，大型天文望远镜的技术创新和发展正在以惊人的速度发展。

一、口径越大，分辨率越高大型天文望远镜，顾名思义，就是一种巨型的望远镜设备。

和通常的望远镜不同，大型天文望远镜的主体由多个反射镜或者透镜组成，从而能够显著提高观测效果。

其中，反射式的大型天文望远镜最为常见，以往美国的哈勃太空望远镜、智利的甚大望远镜等都是反射式望远镜，而中国天眼、欧洲极大望远镜则是反射式设备的升级版。

反射式的大型天文望远镜拥有极大的口径，口径越大，分辨率越高，观测范围也将更加广阔。

国际天文学界常常使用口径大小作为衡量天文望远镜观测能力的标准，越大的望远镜口径能够接受到更多的天体信息，观测数据更加精确、准确。

中国天眼直径为500米，是世界上口径最大的单口径射电望远镜，它具有出色的观测性能，让天文学家们得以观测到过去根本无法探测的宇宙现象。

二、自适应光学系统的发展除了反射式望远镜的口径大小，自适应光学系统也是大型天文望远镜的重要发展方向。

自适应光学系统能够实时调整望远镜设备的镜面形态，避免大气湍流对望远镜的影响。

随着自适应光学系统的不断发展，这种先进技术已经成为几乎所有大型天文望远镜的标配。

自适应光学系统可以提高望远镜的分辨率和探测能力。

过去的大型天文望远镜对于大气湍流的干扰很大，所以往往需要进行后期处理，使图像更加清晰。

而自适应光学系统可以在现实时间内实现干扰的补偿，显著提高图像质量，效果也更加稳定。

三、大型天文望远镜技术上的突破大型天文望远镜技术上最为显著的突破之一，就是超大口径望远镜的开发。

瑞典和加拿大天文学家正在研制一款口径为39米的超大口径望远镜，在接下来的几年里，这款望远镜将会建成，成为现有口径最大的望远镜。

天眼施工方案1. 背景信息天眼是中国科学院国家天文台位于贵州省的一座大型射电望远镜工程，该工程旨在建造一座全球最大、最灵敏的单口射电望远镜。

天眼的建设将促进天文学研究的进步，提高我国在射电天文学领域的国际地位。

2. 施工概述2.1 目标天眼施工旨在完成以下主要任务：•建造一座直径500米的球面射电望远镜•安装高精度的射电天文探测设备•配套建设望远镜控制中心和科研实验设施2.2 施工计划天眼的施工分为多个阶段，具体计划如下：1.前期准备：确定施工地点、进行环境评估和土地征收。

2.土建施工：对选定的地点进行地基处理、混凝土浇筑和建设望远镜控制中心。

3.望远镜装配：将天眼的反射面板、支撑结构和接受设备组装起来。

4.安装设备：将射电天文探测设备安装在望远镜上。

5.调试测试：对天眼进行各项测试和调试工作，确保其正常运行。

6.试运行和验收：进行一段时间的试运行，验证天眼的性能，并完成最终验收。

2.3 人力资源天眼施工需要大量的专业人才，包括工程师、技术人员、建筑工人等。

中国科学院国家天文台将与相关高校和科研机构合作，共同培养和招聘相关人才。

3. 工程细节3.1 建筑设计天眼的主体结构由一座直径约500米的球面反射面板组成，反射面板由一系列可调节的镜面单元组成。

球面射电望远镜的支撑结构将采用铰链式折叠机构，以便在需要维护和维修时进行折叠。

3.2 望远镜控制中心望远镜控制中心将建设在射电望远镜的附近，用于控制和监测望远镜的运行状态。

中心将配备先进的计算机设备和通讯系统，以及专业的操作人员。

3.3 射电天文探测设备天眼将配备高精度的射电天文探测设备，包括接收机、信号处理系统和数据存储系统。

这些设备将能够接收并记录来自宇宙的微弱射电信号，从而进行各种天文观测和研究。

4. 施工管理4.1 施工组织天眼施工将设立项目管理组织，负责项目的组织、计划、协调和监督。

该组织将与各承建单位和相关部门密切合作，确保项目按计划高效进行。

望远镜技术的射电望远镜阵列射电望远镜是一种利用电磁波进行天体观测的科学仪器，它通过收集和分析来自宇宙各个角落的射电信号，帮助我们深入了解宇宙的起源、演化和结构。

为了提高观测效果和分辨率，研究人员逐渐开发了射电望远镜阵列技术，即通过组合多个射电望远镜形成一个大型阵列，增强观测信号的强度并获得更高的分辨率。

一、射电望远镜阵列的原理和结构射电望远镜阵列的原理是将多个望远镜通过电子设备和信号处理系统进行联合观测，从而形成一个巨大的合成孔径，以实现高分辨率和高灵敏度的观测。

这种技术利用了每个望远镜间的互相关函数，将它们的信号加以组合，就像是将多个小的观测孔径叠加形成一个大的观测孔径一样。

这种叠加可以大大提高观测到的信号强度，并且具备更高的分辨率。

射电望远镜阵列通常由多个单独的望远镜组成，这些望远镜一般都位于不同的地点，之间的距离可以相差几千米甚至更远。

每个望远镜都可以单独观测天体，并将观测到的信号传输到一个中央处理器进行数据融合和分析。

中央处理器会将各个望远镜的信号进行时间和相位的校准，然后通过数学算法将这些信号叠加在一起，形成一个合成的观测孔径。

最终，研究人员可以得到高分辨率的射电图像或观测数据。

二、射电望远镜阵列的优势和应用领域射电望远镜阵列相比于单个望远镜具有许多优势。

首先，它可以大幅提高射电天文学的观测能力。

通过组合多个望远镜形成一个大型阵列，可以增加观测到的信号强度，提高灵敏度和解析度，从而更加准确地观测到宇宙中的物理现象。

其次，射电望远镜阵列还具备较大的观测频率范围，能够有效地观测到不同波长的射电信号。

这使得科研人员可以探索不同的天体结构和宇宙事件，深入研究宇宙的演化历史和物理过程。

射电望远镜阵列广泛应用于射电天文学领域，为科学家提供了丰富的观测数据和重要的研究发现。

例如，射电望远镜阵列可以用于探索宇宙微波背景辐射、研究射电脉冲星、监测和分析射电源，甚至寻找宇宙中的外星文明信号。

此外，射电望远镜阵列还可用于研究银河系内外的星系、中子星、黑洞、星际物质等多种天体和物理现象。

（一）某学校举办了关于射电望远镜的科普知识展览，请阅读下面材料，回答问题。

（8分）中国“天眼”射电望远镜FAST实景中国FAST——500米口径球面射电望远镜结构示意图【材料一】中国射电望远镜（FAST）简介：中国射电望远镜（FAST——Five hundred meters Aperture Spherical Radio Telescope，简称FAST），是高灵敏巨型射电望远镜，是国家科教领导小组审议确定的九大科技基础设施之一。

是采用独创设计，利用贵州四面环山、中间凹陷的天然喀斯特洼地的独特地形建设的500米口径球冠状反射面射电天文望远镜，其反射面总面积达25万平方米，约30个足球场地大。

主要的用途是将我国空间测控范围由地球同步轨道延伸至太阳系外缘，巡视宇宙中的中性氢和观测脉冲星，搜索地外文明和生物等。

对于射电望远镜来说，口径越大看得越远，“阅读”到宇宙深处的信息就越多，从理论上来看，FAST能接收到137亿光年以外的电磁信号，这个距离接近于宇宙的边缘。

FAST能检测的信号频率为70兆赫～3千兆赫，这意味着几乎所有波段的射电波都逃不过FAST的眼睛。

FAST通过探测星际分子、搜索可能的星际通讯信号，寻找地外文明的几率比现有设备提升了5至10倍。

FAST 灵敏度比德国波恩100米望远镜提高约10倍，比美国阿雷西博300米射电望远镜提高约2.25倍，巡天速度是它的10倍，并且在观测时会变换角度，接收更广阔、更微弱的信号。

预计在未来20—30年内，FAST将保持世界一流设备的地位。

【材料二】世界主要射电望远镜介绍国家射电望远镜名称口径建成时间主要成就英国Lovell洛弗尔76米1957年发现天体微波脉泽和引力透镜现象等，它也参与了寻找地外生命的计划。

澳大利亚Parkes帕克斯64米1961年1969年作为电视直播阿波罗号人类首次登月任务的主要接收站而为公众所熟知。

自1967年人类发现脉冲星以后，帕克斯(Parkes)射电望远镜发现的脉冲星数目超过总数的2/3。

天文望远镜天文望远镜是观测天体的重要手段，可以毫不夸大地说，没有望远镜的诞生和发展，就没有现代天文学。

随着望远镜在各方面性能的改进和提高，天文学也正经历着巨大的飞跃，迅速推进着人类对宇宙的认识。

从第一架光学望远镜到射电望远镜诞生的三百多年中，光学望远镜一直是天文观测最重要的工具，下面就对光学望远镜的发展作一个简单的介绍。

折射式望远镜1608年，荷兰眼镜商人李波尔赛偶然发现用两块镜片可以看清远处的景物，受此启发，他制造了人类历史第一架望远镜。

1609年，伽利略制作了一架口径4.2厘米，长约1.2米的望远镜。

他是用平凸透镜作为物镜，凹透镜作为目镜，这种光学系统称为伽利略式望远镜。

伽利略用这架望远镜指向天空，得到了一系列的重要发现，天文学从此进入了望远镜时代。

1611年，德国天文学家开普勒用两片双凸透镜分别作为物镜和目镜，使放大倍数有了明显的提高，以后人们将这种光学系统称为开普勒式望远镜。

现在人们用的折射式望远镜还是这两种形式，天文望远镜是采用开普勒式。

需要指出的是，由于当时的望远镜采用单个透镜作为物镜，存在严重的色差，为了获得好的观测效果，需要用曲率非常小的透镜，这势必会造成镜身的加长。

所以在很长的一段时间内，天文学家一直在梦想制作更长的望远镜，许多尝试均以失败告终。

1757年，杜隆通过研究玻璃和水的折射和色散，建立了消色差透镜的理论基础，并用冕牌玻璃和火石玻璃制造了消色差透镜。

从此，消色差折射望远镜完全取代了长镜身望远镜。

但是，由于技术方面的限制，很难铸造较大的火石玻璃，在消色差望远镜的初期，最多只能磨制出10厘米的透镜。

十九世纪末，随着制造技术的提高，制造较大口径的折射望远镜成为可能，随之就出现了一个制造大口径折射望远镜的高潮。

世界上现有的8架70厘米以上的折射望远镜有7架是在1885年到1897年期间建成的，其中最有代表性的是1897年建成的口径102厘米的叶凯士望远镜和1886年建成的口径91厘米的里克望远镜。

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射电望远镜FAST
作者：
来源：《学生导报·初中版》2016年第05期

射电望远镜像是个“耳朵”，“收听”太空深处物体发出的无线电波。那么，太空深处什么样
的物体才能够发出无线电波？你想得没错——这个射电望远镜承载着人类寻找外星人的希望。

荷兰国家射电研究所资深研究员阿姆斯特丹大学荣誉教授理查德·斯特罗姆博士说：“天文
学一般都是国际性的项目，FAST作为国际一级的望远镜，将会有世界各国的科学家来使用。
相信以后的许多科学研究成果都将会由此产生。”

南仁东仰望星空的天眼之父作者：来源：《科学大观园》2021年第09期2021年3月31日零点起，被称为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜（FAST）面向全球科学家开放。

这一具有自主知识产权，世界上最大、最灵敏的单口径射电望远镜，主要任务是观测脉冲星并收集相关数据，这对于探索未知宇宙与生命的起源，具有重要意义。

“中国天眼”的建成，与已故的“人民科学家”南仁东的努力，密不可分。

他将一个朴素的想法变成了国之重器。

北京时间2017年9月15日23点23分，中国著名天文学家、国家重大科技基础设施建设项目——500米口径球面射电望远镜工程总工程师兼首席科学家南仁东因病逝世，享年72岁。

最懂“天眼”的人，走了。

南仁东1945年出生于吉林省辽源市。

据他少年时的伙伴回忆，南仁东从小就对星星感兴趣。

上地理课的时候，南仁东还关心过：“南半球看到的星星是不是跟我们看到的一样？”高二的时候，南仁东接触到了更多的天文知识。

他订阅了《每月一星》杂志，每期必读。

高考时，他以吉林省理科状元的身份被清华大学录取。

1956年，国家制定的《十二年科学技术发展远景规划》中提出，要集中力量发展电子技术、自动化技术、半导体技术、喷气技术和核技术。

本来报考清华大学建筑系的南仁东，虽然成绩高出录取线50多分，但是最终被无线电专业录取。

南仁东做工程师的父亲也打趣道：“国家少一个建筑师，多一个无线电科学家，不是更好吗？”中国“天眼”位于贵州省平塘县克度镇绿水村然路组的大窝凼（dàng），它還有另外一个名字—FAST（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope）。

FAST具有中国独立自主知识产权，是世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。

它可以帮助人类获得观测脉冲星、中性氢、黑洞等宇宙形成时期的信息，捕捉外星生命的信号，还将为世界天文学新发现提供重要机遇。

“天眼”的背后，是南仁东用22年的时光，将世界上独一无二的“中国天眼”，变成国之重器。

2024年中考语文专题《非连续性阅读》（一）阅读下面材料，完成1—2题。

【材料一】哈尔滨群力新区，年降雨量近600毫升，且集中在夏季，所以雨涝是城市的一大问题。

哈尔滨群力雨洪公园处于该城市的低洼平原地带，设计者用填挖土方的方法，在公园营造了一处城市中心的绿色海绵，仅用10%的城市用地就解决城市的雨涝问题。

详细做法是沿场地四周，通过挖方和填方的平衡技术，创建出一系列深浅不一的水坑和凹凸不一的土丘。

高地种植旱生果木，而凹地养鱼或种植湿生植被，成为一条蓝绿相间的“海绵”带，收集城市雨水，使其经过过滤、沉淀和净化后进入核心区的低洼湿地。

在此整体格局基础上，建立步道网络，穿越于丘陵和泡状湿地之间。

建成后的雨洪公园，不但为防止城市涝灾做出了贡献，同时为新区居民供应美丽的游憩场所和多种生态体验。

【材料二】浙江金华燕尾洲公园位于金华市区的三江口，为了摆脱雨季洪水的困扰，变更以往在两江沿岸筑起水泥高堤以防卫洪水的做法，提出与洪水为友的理念。

将河岸改造为多级可沉没的梯田种植带，将来自陆地的雨洪滞蓄和过滤。

这种梯田河岸不但增加了河道的雨洪行走面积、减缓了水流速度，而且缓解了对岸城市一侧的防洪压力。

这样生态化地处理雨洪，削减了城市开发所导致的不透水面积的增加和对四周环境的破坏。

让开发前后水流量和峰值保持不变，同时水流峰值①的出现时间也基本保持不变。

梯田上广植适应于季节性洪涝的乡土植被，每年的洪水为梯田上的多年生植被带来足够的沙土、水分和养分，使其能茂密地繁衍和生长不须要任何施肥和浇灌。

而梯田的挡墙建成可行走的步行道网络，使滨江水岸兼具防洪实力和休憩的漂亮景观。

公园经验了百年一遇的洪水的考验，目前已成为金华市的一张名片，也成为“海绵城市”建设的一个优秀案例。

低影响开发与传统开发水文②比较示意图①峰值：在所考虑的时间间隔内，水的流量变更的最大瞬间值。

②水文：自然界中水的时空分布、变更规律。

【材料三】四川的活水公园改造是在原有的总体设计不变的基础上，融入海绵城市“水体自然净化”理念，因地制宜地安装新设施，对原有生态系统进行修复。