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。
专题讲座3--射电望远镜综述
原理之四：地球 自转效应的利用
上图：天线A和B的运动 下图：天线B在地球自 转12小时中位置的变化。 • 地球自转一周，A天线 绕B天线一周，描绘出一 个圆路径。相当于把可移动天线逐次地放到 “ 等效大天线”各个地方。 • 由于系统的对称性，只需要12小时的观测。
计算任务繁重
• 综合孔径原理在1954年已由实验证
Jansky Antenna
旋转天线
• 天线指向银河系的某个部分，就会收到 辐射，指向银河系中心处有最大响应。
• 这些辐射与接收机耳机中产生的噪声类 似。
雷伯（Grote Reber）
• 无线电工程 师 • 研制一台9.5 米反射面射电 望远镜 • 验证了央斯 基的结果
雷伯射电望远镜 现放置在 NRAO in West Virginia
• 21厘米谱线的观测，引起了银河系结构研究中的 一场革命。
2，雷达技术的发展
• 第二次世界大战中断了射电天文学的发
展。战争中发展的雷达技术为战后射电天 文发展准备了绝好的条件（人员和技术）。 • 太阳射电爆发使英军雷达受到严重干扰。 • 雷达对无线电信号非常灵敏，可以接收 银河系、太阳的射电辐射及流星遗迹回波。 雷达接收系统就是射电望远镜。
原理之二：
只需取不同间距的数据来进行处理 • 抛物面分成许多小单元，有很多方向相同、
间距相同的单元对，其分辨率是相同的。 • 只需取不同间距和方向的数据来进行处理， 可以得到相同的效果。
问题简化了!
原理之三： 并不需要同时的观测数据
• 如果射电源是稳定的，可以用不同时间的观
测数据进行处理。 • 只用2面天线就可综合。一面固定，以它为 中心，画一个圆，等效于一个“大天线”，另一 面可以移动，逐次放到“等效大天线”的各个位 置，每放一个地方进行一次射电干涉测量。 • 各次测量的数据一起进行处理。
中国天眼：遥望深空的天文重器
精彩摘录
《中国天眼：遥望深空的天文重器》是一本关于中国天眼——FAST（Fivehundred-meter Aperture Spherical radio Telescope）的科普读物。作者通 过对FAST的介绍，向读者展示了中国在这个领域的重要贡献和地位。在这篇文章 中，我们将分享这本书中的一些精彩摘录。
这一章主要介绍了中国天眼的背景和历史。从最初提出中国需要建设大型射 电望远镜的必要性，到最终确定建设500米口径球面射电望远镜的方案，这一过 程历时多年，展示了科学家们的远见卓识和艰苦努力。该章节还介绍了中国天眼 在国际合作方面的成果和经验。
这一章重点介绍了中国天眼的主要科学目标，包括观测脉冲星、中性氢、暗 物质等。还介绍了中国天眼在探索宇宙中的贡献，比如搜寻外星文明等。通过具 体的案例和数据，读者可以了解到中国天眼在这些领域中所取得的成果。
这一部分提供了与中国天眼相关的数据和信息，包括技术参数、观测成果、 合作伙伴等。这些数据不仅可以帮助读者更好地了解中国天眼的发展状况，也为 相关研究提供了重要的参考信息。
《中国天眼：遥望深空的天文重器》这本书的目录结构合理、内容丰富、条 理清晰，全面介绍了中国天眼的相关知识。通过阅读这本书，读者可以对中国天 眼的各个方面有一个全面、系统的了解，对于提高对天文领域的认识和兴趣具有 积极意义。
作者还从书中领悟到了学习的重要性。作为一名普通人，我们可能无法像科 学家一样深入了解天文知识，但是我们可以通过不断学习来拓展自己的视野和认 知。正如书中所述，天文学不仅仅是一种科学，更是一种文化。我们可以通过学 习和探索来更好地了解这个世界。
《中国天眼：遥望深空的天文重器》这本书是一本值得一读的好书。它让作 者对天文学产生了更浓厚的兴趣，对科技发展有了更深刻的认识。通过阅读这本 书，我们可以了解更多关于中国天眼的知识，同时也可以领悟到团队协作和奉献 精神的重要性。
大型天文望远镜技术的创新与发展
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。
天眼介绍--小组任务
射电望远镜 （张耀博）
02
天眼简介 （乔子瑜）
03
天眼的价值 (肖明恩）
04
视频短片
01
射电望远镜
射电望远镜（英文名称radio telescope）是指观测和研究来自天体的射电波
的基本设备，可以测量天体射电的强度、频谱及偏振等量。包括收集射电波的定 向天线，放大射电信号的高灵敏度接收机，信息记录﹑处理和显示系统等。20世 纪60年代天文学取得了四项非常重要的发现：脉冲星、类星体、宇宙微波背景辐 射、星际有机分子，被称为“四大发现”。这四项发现都与射电望远镜有关。
04 《100秒！天眼如何建成》
THANKS
02
天眼简介
天眼简介
500米口径球面射电望远镜（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope，FAST），位于中国 贵州省黔南布依族苗族自治州境内，是中国国家“十一五” 重大科技基础设施建设项目。
中国天眼于2011年3月25日动工兴建，于2016年9月25日 进行落成启动仪式，该科技基础设施进入试运行、试调试工 作于2020年1月11日通过中国国家验收工作，正式开放运行。
世界上“体型最大”的八座射电望远镜
VLA（阵列）
“天马”（65米）
“绿岸”（110米）
“洛弗尔”（76米）
超大阵列（VLA）位于新墨西哥 州，是世界上最大的合成孔径 射电望远镜。它由27个25米长 的Y形射电望远镜组成。
抛物面射电镜是最常见的射电望远 镜。上海65米口径射电望远镜，又 称天马望远镜，位于上海松江佘山。 它能探测到100亿光年以外的物体。
RATAN-600（576米）
天眼施工方案
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
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。
中国射电望远镜(FAST)非连续性文本阅读
（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。