假如中國“天眼”遇上大暴雨,到底會不會被裝滿,又該如何排水?

missja


感謝提問,說起中國天眼(簡稱為“FAST”),不得不令人稱讚,就在剛剛過去的慶祝建國70週年大會上,中國天眼FAST、C919國產大飛機、復興號動車組、長征五號運載火箭、天宮、北斗等代表我國自主創新的國家重大科技基礎設施的模型還被安排進了第19號“創新驅動”方陣裡,接受祖國和人民的檢閱。

我們都知道,中國天眼的全稱是500米口徑球面射電望遠鏡,這是什麼概念呢?圓周長和麵積計算公式沒有忘記的可以簡單的計算出,中國天眼FAST的圓周長和圓面積分別為2.3.14*250=1570米、3.14.250*250=196250平方米,而且中國天眼實際上是呈一個凹面造型,就如同一口巨大的鍋一樣,故而實際接收面積還要大,據官宣的數字是25萬平方米,足足是標準足球場的30倍。

中國天眼是我國天文學家、“人民科學家”國家榮譽稱號獲得者南仁東(2017年9月15日去世)於25年前提出構想,並由中科院國家天文臺主導耗資約7億、耗時22年建設完成的。這口大鍋主要由主動反射面系統(4450塊反射面板組成)、饋源支撐系統(僅饋源艙就重達30噸)、測量與控制系統、接收機與終端及觀測基地等幾個大的部分構成。

儘管中國天眼是世界上單口徑最大、最靈敏的射電望遠鏡,比美國位於波多黎各的阿雷西博的綜合實力還要強10倍,但將射電望遠鏡當作是雷達似乎更容易理解一些,畢竟相比之下雷達要見得多一些。

對於雷達想必大家都不會太陌生吧,無論是在現實中,還是在電視上都見得比較多,實際上構成雷達接收面的都是由許多的小模塊或者天線組成,基本上沒有哪一種雷達與以前農村普遍存在的電視鍋一樣是由一個完整的鋁板組成的,而且即便有這樣的雷達也不會出現積水的現象,因為可以自動調整角度,雨水直接被排走。

作為我國的一項重大的科技基礎設施,中國天眼不僅要考慮接收面積水的影響,還需要考慮整個科研基地的排水安全。實際上,組成天眼接收面的全部反射面板都是有許許多多呈規律分佈的網眼,這些網眼的設計不僅不會使這口大鍋積水成“養魚池”,而且還有利於減輕大風、強對流等惡劣天氣現象的不利影響。

同時,將科研基地選址在我國貴州喀斯特窪坑中,除了利用岩溶盆地這種特殊的地形能夠減少土方的挖掘量降低對生態環境的影響外,而且由於喀斯特地貌天然的溶洞、暗河遍佈有利於排水,從而能夠保障整個科研基地不受降雨的太大影響。

中國天眼自2016年9月25日啟用以來,截止今年8月28日,已累計發現了132顆優質的脈衝星候選體,其中就有93顆已被確認為新發現的脈衝星。未來,它還將在繪製宇宙早起圖像、引力波探測以及參與地外文明搜索等方面發揮著更為有力的作用。

基於中國天眼強大的功能,或許在不久的將來真的會印證霍金所說的“第一個發現外星人的,一定是中國天眼”這句話,讓我們一起期待吧!

以上內容,歡迎點評!


地理那些事


雖然天眼看起來像一口大鍋,但是它真的盛不了水,看看以下都是網友大神們的S操作,用天眼燉個魚、做一份麻小、不然就是吃火鍋,作為吃貨來講還是很下飯的。但是天眼是真的不能盛水,即使下大雨也是不會積水的。

我們可以看一下天眼的細節結構,從細處看全部都是小孔,根本不會積水的。天眼從提出到建好應用都超過20年了,包括天眼的選址都非常謹慎的,應對各種天氣也是充分考慮設計研究的,專家如果在這種小問題上出錯那就有點可笑了。像我們這樣的小白都擔心下雨千萬不要把天眼灌滿水,專家就更需要考慮了。

天眼的全稱是“500米口徑球面射電望遠鏡”(Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope)簡稱FAST,和普通的天文望遠鏡相比更類似於人類的“耳朵”,主要接收的是肉眼看不見的射電信號,而例如哈伯太空望遠鏡主要是接受可見光的,就像是我們的眼睛。

天眼的五大科學目標如下:1.尋找中性氫,研究宇宙大尺度結構;2.觀測發現脈衝星,為以後星際通信做準備;3.獲得天體超精細結構;4.探測星際分子; 5.探尋地外文明。到今年的9月份為止我過天眼已經發現了132顆優質的脈衝星候選體,其中有93顆被確認為人類首次新發現的脈衝星。



前邊說到了天眼的細部結構是有小孔存在的不會積水,同時雨水漏到天眼基礎底座上會匯入無壓排水隧道,這些隧道有水平的也有垂直的,甚至還有各種洩洪通道,在某種意義上來說天眼就是想一個大篩子,不會灌滿水的。並且天眼的選址也經過慎重考慮,這個地方雨水量很小。


科學黑洞


不會啦,放心~

中國天眼,又稱FAST,學名500米口徑球面射電望遠鏡。

遠看中國天眼,的確是像口鍋……還是口不小的鍋。

感覺下場暴雨就能在鍋裡燉魚燉菜涮火鍋了有沒有~

但是如果湊近看的話,FAST其實是網眼結構,不會存水的。

再近一點:

上圖這樣。

所以完全不會在“鍋”裡存水。

中國天眼位於貴州平塘,其實貴州屬於亞熱帶溼潤季風氣候,整體來看年降水量還是比較多的,境內的年降水量平均都在800毫米以上,而且受到季風的影響,降水主要是集中在夏季。

所以呢,在建設中國天眼的時候,其實早就考慮過排水的問題了

除了天眼本身的網眼結構可以排水之外,天眼本身也建設了相當完善的排水工程。加上它所處的位置是一個天然大坑,屬於喀斯特地貌,岩石本身的透水性也很好。

事實上之所以選在這個大窪地建設天眼,除了考慮到地形符合中國天眼本身的外形以及與鄉鎮距離遠這兩方面因素之外,喀斯特地貌的高透水性也是一個原因,畢竟如果出現淤積,是可能損壞設備的。

中國天眼的建設對於我們國家的航空航天發展,甚至是人類對宇宙的探索進程都有著很重要的意義。

尋找脈衝星,檢測微弱空間信號,甚至是尋找地外文明……宇宙當中更多的秘密,都在等著它去發現。

希望我的回答能幫助到你,覺得有用的話就點個贊吧~~~


不吃腸的大腸


所謂的“天眼”就是建在貴州平塘縣的巨大的射電望遠鏡【如下圖所示】,因為需要通過拋物面來接收宇宙中的無線電信號,所以其外形像一口巨大的鍋。

如下圖所示,是一口用來煮飯炒菜的大鐵鍋,中國“天眼”是不是跟人們在生活裡見到的大鍋很相似呢?

但是,天眼可不是真的鍋。如下圖所示,天眼雖然跟一口大鍋很相似,但是實際上並不是一整塊沒有縫兒的鐵板,而是由很多個小的三角形的板材裝起來的,而三角板材之間都是有縫隙的。

另外,我們仔細看這些三角形的板材,可以看到這些板材上面有很多很小的孔,所以說在下大雨的時候,雨水都會透過這些小孔流走——雨水累積的問題肯定已經被工程師考慮到了,會有對應的排水措施來防止雨水對天眼的漫灌的。這一點你可以放心。

當然了,如果天眼真的像一口大鍋,可以裝滿水煮菜,那也沒有那麼多的食物給它做呀,所以天眼還是好好做它的射電望遠鏡,不要Cosplay大鐵鍋了【下圖是網友惡搞的天眼煮餃子】。


航小北的日常科普


非常感謝您的關心,中國名開“天眼”,建設不易,想出成果,還需要天下人細心呵護才成。當年選址頗費心思,歷經數年,才決定把它設在貴州的一處大山中,為避開電磁信號,也有防水等諸多考慮。從平面上看,它像一口光滑封閉的大鍋,其實渾身如篩,佈滿孔道,就連周圍的給排水工程也做得甚為仔細,整個工程是個大系統,把能想到的一切,都想到了。在貴州中南的黔南自治洲平塘縣克度鎮金科村,有一個天然的大窪坑,因屬於喀斯特地貌,溶洞,裂隙密佈其中,岩石亦有上佳的透水性,這真是天造地設的一處大窩凼,方便建設,方便排水,位置選得堪謂極盡周詳,找了上千處窪地,僅為選址共用了長達12年時光,才選中此處,可是,慮來思去,百密也難免一疏,科學家想不到的是,迎來了不盡的旅遊團體。作為世界第一大射電望遠鏡,任誰都想看一眼,平塘縣頓時熱鬧起來,克度鎮大為繁榮,滿足了人們瞄一眼的願望,也給“天眼”帶來不少苦惱,這裡,越安靜越好,最好無人打擾。讓我們一睹“天眼”故事吧,說說科學的寂寞。

●總師是個急性人。在東京參加國際無線電科學聯盟大會,會開了一天,人們早就進入了甜美的夢鄉,即將進入知天命之年的的他,為白天的會議,卻怎麼也睡不著,香菸抽了一根又一根,進入凌晨時分,再也按捺不住,敲開了會議中方帶隊人的房門,沒等坐下喝口水,直道,“咱們也建一個吧?”望著他急切的悠悠的報國眼神,還能好說什麼呢?報上去項目審批下來,時間就到了1994年,他被任為總師,開始選址,這裡面的事實在太多太多,故事也很精彩,總之我們的“天眼”總師南仁東,是個東北人,有故事的東北人,為了我們的大射電,十年艱苦倍尋常,極盡艱辛。與當地居民在發生利益衝突的地方,他總能認真仔細地聽完,尋找到最佳解決方案。與他打過交道的當地人,都說,他是一個和藹可親,沒有一點架子,挺樸素的一個人。2016年“天眼”建成,他於次年就去世,一生幹完了一件大事,死而無憾,可以瞑目矣。

●霍金的遺願。中國“天眼”建成,收到神秘信號,不久,霍金去世,生前遺願三條,其中之一,木有事,不要與外星人說話。應該說他的警告不是沒有道理,依年輕的地球而言,我們是鬥不過外星人的,如果外星人真的存在。中國天眼聯著世界,動靜越來越大,建成二年來,已發現了50多顆脈衝星,成果甚大,南先生生前於2006年,就曾擔任國際天文學會射電專業委員會的主席,應該說標誌著我國在國際射電領域的地位。怎麼搞,先生知道,架起這樣一口大鍋,國家投資6.67億,建成後,在月球上打手機也能被發現,能收到137億光年外的電磁信號,不是件小事。圍著它走一圈,步行的話需要40分鐘,它有100個籃球場大小,面積達到了25萬平米,這真是細思極恐。即便如此,國際上更大的一座天眼,將在十年後建成,如果我們不加緊工作,將自己已取得的成果擴大,亦將無法面對南仁東先生。

●招不到人。《科技日報》日前報道,年薪10萬,找不到為它服務的科技人才,與旅遊熱形成了明顯的對比反差,深深刺痛了國人的心。報效國家天文事業,不能急功近利,需要用生命來踐行一生誓言,南先生就是這樣的人,他為建設我們的大FAST鞠躬盡瘁,生前有語,要想進入廣袤的宇宙,必須甘於平庸,不只一輩人,或幾十輩人的時光,方得親近它的神秘和絢麗。先生是這樣的人,把一個極盡完美的大FAST留給了後世,死後倍極哀榮,榮譽接踵而來,國際上將一顆小行星以他的名字而名之,中國科學家給他塑起一座高大的雕像,被表彰為“時代楷模”,媒體呼為中國天眼之父,得到了世人更多的尊重,而他一生默默無名,為天眼建設灑盡了熱血,國家正需要這樣的人,為國從不計任何名利的人。


魂舞大漠


中國“天眼”工程做為中國的驕傲工程,建成後也是世界上最大的射電望遠鏡,從最初的想法到歷經多地考察,再到最後的建成啟用,總耗時超20年的時間,這麼龐大的前提工作可以說對“天眼”各種事件都進行了充分考慮,不管是天災還是人禍想輕易就對這口“大鍋”造成破壞那還怎麼稱得上驕傲?我們都有能力造成世界上最大的射電望遠鏡技術,那我們怎麼會解決不了整個系統的排水問題;


外形引起誤解

很多人會擔心500米口徑射電望遠鏡的積水問題,大多數是受其像“大鍋”一樣造型形成的常識錯覺,如果當初建設成為倒漏斗形狀,我想肯定不會有人擔心會積水,那就得說下射電望遠鏡的根本,射電望遠鏡原理是用來接受電磁波的,而這種球面設計容易實現共焦點,還有一種原因是天上天體在運動,而我們想移動像口徑達到500米的射電望遠鏡不現實,而球面可以是觀測範圍變大,綜合考慮,只有像“大鍋”形狀的射電望遠鏡才可以達到更精準更靈敏的觀測效果;


知其然不知其所以然

中國“天眼”FAST的建成後迅速成為世界的焦點,而只有很少很少一部分到現場親眼目睹了這項技術的真面目,大多數都是通過圖像或者視頻瞭解這口“大鍋”,不管是圖像還是視頻,要想把整個項目系統拍全,當大家看到這樣的一個整體,很多人感覺裡面每塊反射面都是緊密連接在一起,之間沒有縫隙,其實板與板之間是有縫隙的,一塊塊反射面鏡也是一個一個窟窿的鋼板組成,上面根本就不會存在積水,除了這些在外形上做了排水順暢之外,“天眼”在當初建立的時候,在天眼的結構中挖了排水隧道,這個隧道分為二部分設計,一段明挖段,一段是暗挖段,隧道總長1121米,有這樣的明暗隧道溝渠排水設計,可以說完全不用擔心存在積水問題,面對這樣浩大的工程,越細推敲你就會越發現工程師科學家們的厲害及智慧,有時候會讓人不由自主的感嘆一聲“厲害了,我的國”!


中國“天眼”可以說是20世紀最偉大工程之一,從開始啟用到現在已經帶給我們很多驚喜,它要比之前美國Arecibo 300米望遠鏡綜合性能提高約10倍,其實面對這樣的偉大壯舉,我們不能忘記一位 “中國天眼”的主要發起者和奠基人---南仁東,可以說是他把“天眼”養大成人的。從自己提出想法到長達12年的多地區親身實地考察才有“天眼”的誕生,最可惜的是在他在“天眼”建成還不到一年的時間就因病逝世,他還沒有真正親眼看到“天眼”在為人類貢獻上帶來的輝煌;

中國的科學進步離不開許多默默付出的科學家工程師,我想中國做為世界大國,會越來越多的驚喜帶給人類,或許下一個你期待的就會變成現實。歡迎關注,謝謝!


蝸牛科學



中國的天眼現在是世界上最強大的深空射電望遠鏡,天眼就像是一個被動雷達一樣接收並探測著宇宙中天體發出的電磁波信號,就算是有人在月亮上打電話,我們的天眼也能探測到他打電話的電磁波。

天眼在和平時期可以用來尋找脈衝星或者黑洞,未來還可以用來尋找外星人,在戰爭時期則可以當做被動雷達來服務國防,畢竟天眼擁有地球上最強大的探測能力,雖然不能像正常雷達一樣主動向外發射電磁波,但是可以利用其強大的探測能力來定位發射源。


天眼雖然遠遠看去像是一口大鍋,但它其實是個篩子,天眼是由4000多塊反射面板組成的,反射板之間都留有空隙,而且還是鏤空結構,在下暴雨的時候雨水會迅速流到天眼的下面從而被排水系統排出。

迄今為止我國的天眼已經探測到了44顆新脈衝星,未來這一數字還會繼續增加,天眼的科學目的之一就是利用讓我國能建立脈衝星計時陣並且研究脈衝星導航系統,為未來人類的星際時代做準備,除此之外天眼還能用來探測引力波以及可觀測宇宙的邊緣。

中國天眼的任務之一就是尋找地外文明在宇宙中可能存在的通訊信號,人類通過射電望遠鏡尋找外星人已經幾十年了可是什麼都沒發現,科學家們期待中國天眼能有新的發現,一但發現地外文明的信號,對於整個人類來說都是一個新時代了。


宇宙探索未解之迷


答:天眼的反射面板上有孔,雨水可以沿著孔流出,從而防止積水。


2016年9月25日,坐落於貴州省黔南州平塘縣克度鎮的FAST正式啟用, FAST作為世界上最大的單口徑射電望遠鏡有500米口徑,一張四面環山的“大鍋(FAST)”照片就在網絡上火起來了。

貴州天氣溫和多雨,網友就擔心一場大雨會不會把天眼給裝滿水?

FAST遠看像一口鍋,接收電波的面積相當於30個足球場那麼大,倘若給這口“鍋”裝滿水,足以讓全世界每人喝上4瓶。


對於天眼會不會盛滿水,“天眼之父”南仁東先生早就想到了,FAST的選址經過了地形、地質和水文地質環境等工程詳細勘探,選址位於喀斯特哇地大窩凼,本身具有很好的排水性能。

而且FAST的反射面板上有孔,板間有縫,遠看像“大鍋”,近看能發現天眼是一個“大篩子”。另外反射面下的天坑底部有天然溶洞和暗河,人工挖有排水管道的同時,建造了垂直與水平的立體洩洪通道。

隨著天眼的落成和運行,天眼的威力也開始顯現出來了,FAST能夠捕捉1000光年外及其微弱的無線電波,到目前為止已經探測到59顆優質的脈衝星候選體,其中已經有44顆得到認證,最遠的距離地球有1.6萬光年。


我的內容就到這裡,喜歡我們文章的讀者朋友,記得點擊關注我們——艾伯史密斯!


艾伯史密斯


作為當今世界單口徑最大的射電望遠鏡,“中國天眼(FAST)”在2016年開機運行以來備受人們的關注。這架望遠鏡的口徑達到了500米,猶如一個巨大無比的鍋,那麼,這個“大鍋”如何排水呢?它會被雨水灌滿嗎?

事實上,這個問題在設計之初就已經被考慮進去了。中國天眼的表面看起來是光滑的,似乎會像大鍋那樣盛住水。但如果近距離看一下中國天眼的表面,就能發現其中的防水玄機。

中國天眼的面板並非像光學望遠鏡那樣是光滑的,而是分佈著大量的孔洞,水會從中滲漏下去。而且組成天眼的各塊面板之間也並非無縫對接,而是刻意被設計成存在一個較大的間隙。有了這樣的功能,即便是百年一遇的大暴雨,也不會讓天眼灌滿雨水。

中國天眼本身不會積水,但它建在窪地中,它會因此而被水淹沒嗎?

同樣地,這個問題在選址的時候也被考慮進去了。除了要有足夠大的空間來建造望遠鏡和遠離電磁干擾的因素之外,選址之時還考慮了排水因素。中國天眼所在的“大窩凼”是喀斯特地貌,這為排水提供了絕佳的條件。

在主要由碳酸鈣組成的石灰岩地區,它們容易與水和二氧化碳結合成為碳酸氫鈣。雖然碳酸鈣並不溶於水,但經過化學反應所產生的碳酸氫鈣易溶於水。因此,經過長期的作用,石灰岩地區就會出現越來越多的溶洞,從而形成岩溶地貌,也就是所謂的喀斯特地貌。

中國天眼所在的區域是喀斯特地貌,它的底下存在非常多的溶洞與暗河。另外,工程師還在天眼下方設計了許多排水和洩洪通道。因此,無需擔心中國天眼被水淹的問題。

有了這樣的保障,中國天眼才能發揮它那強大的觀測能力,穿過遙遠的宇宙時空,讓我們窺探到宇宙的秘密。迄今為止,這架射電望遠鏡已經探測到了許多脈衝星,不久前還接收到了重複的快速射電暴。隨著中國天眼的持續發力,它將能為我們帶來更多的天文發現,甚至有可能接收到外星文明發來的信號。


火星一號


假如中國“天眼”遇上大暴雨,到底會不會被裝滿,又該如何排水?

天眼要是能裝滿水的話,那來一場大暴雨,然後再來點花椒辣椒再往裡面倒幾車皮各種肉類過來,來一鍋麻辣火鍋如何?

假如FAST真的是個鍋的話,這是絕對要擔心的,也是有可能會發生的!也是因為各位看到的家裡的衛星鍋都是整個鋁合金甚至薄板衝壓而成,並沒有採用多孔材料!因此認為FAST也是這樣這絕對情有可原!

當然看到這裡大家也就明白了,FAST的材料是多孔板材衝壓出來的,保留下來的網孔板材甚至少於衝壓廢料,因此FAST大水塘就不要想了,就算是海水往裡面倒也沒有問題,但有可能會留下魚!!

在射電望遠鏡上用這種材料並麼有問題,因為只要小於波長即可,當然最好是遠小於波長,此時網孔板材的效果等同於平面無孔板!

而在FAST的底部,也有超大的排水溝,即使在100年一遇的暴雨中也不會有什麼問題!

解決了排水問題,可能各位還有一個疑問,就是FAST不是固定不動的嗎?那麼它又是來如何觀測不同的天體的?問到關鍵問題了,其實這個球面射電望遠鏡的焦點就在中心,只要稍稍調整下中心接收天線的角度就可以到在這個球面範圍內的任何天體,只是有效口徑會相對小一些,但對於只能固定不動的選擇,這個應該是可以接受的吧.....

就如上圖,阿西雷博射電望遠鏡也是類似的結構,所以各位的擔心的應該都解決了吧!!


分享到:


相關文章: