Крупнейший радиотелескоп современности FAST: история создания, новые открытия и поиск внеземного разума
Сразу скажу, что речь о самом большом телескопе с заполненной апертурой, что касается других систем, то есть и более масштабные. Например, SKA (Square Kilometre Array), с приемными станциями, разбросанными на расстоянии до 3000 км от центра. Есть и радиотелескоп РАТАН-600 с незаполненной апертурой, диаметр которого составляет 576 метров.
Но сегодня поговорим именно о Fast — радиотелескопе, чаша которого представляет собой единое целое. Диаметр телескопа — 500 м, а построен он для изучения формирования и эволюции галактик, темной материи и вообще изучать историю возникновения Вселенной.
История создания
Системы подобного рода проектируются не один год, но еще больше времени занимает согласование крупных и мелких нюансов, набор сотрудников и вообще всякие рутинные операции. Создание FAST стартовало задолго до его создания.
Идея появилась в начале 90-х, а разрабатывать концепт специалисты стали в июле 1994 года. Спустя 14 лет началось непосредственно проектирование. Процесс продвигался не особенно быстро, но все же продвигался.
В 2011 году стартовало строительство — оно началось в одном из отдалённых горных ущелий уезда Пинтан Цяньнань-Буи-Мяоского автономного округа провинции Гуйчжоу, Китай.
В 2015 году в радиотелескоп стали устанавливать отражающих элементов, а спустя год, в 2016, инженеры установили последний элемент из 4450.
Конечно, силами небольшой команды реализовать такой проект попросту невозможно. Поэтому к участию в подготовке концепта и строительству телескопа были привлечены сотни специалистов — ученых, строителей, инженеров и т.п. Некоторое время большинству пришлось даже жить вместе — в поселении, которое размещалось рядом с ущельем.
В 2016 году телескоп начал работу. Правда, это была своего рода тестовая программа — в эксплуатацию он был сдан лишь в январе 2020 года, после того, как прошел этап приемки государственными чиновниками.
Характеристики и возможности
Основной рабочий элемент системы — это сам рефлектор, который, как и в случае ныне разрушенного телескопа из Аресибо, размещается в естественном углублении. Отраженные от рефлектора радиоволны фокусируются на приемнике, который находится на высоте в 140 от нижней части чаши. Собственно, здесь тоже все похоже на телескоп из Аресибо — приемник тоже подвешен на тросах. Стоит отметить, что кабелями управляют специальные системы — роботы, которые подтягивают или ослабляют тросы исходя из ситуации.
Частоты, с которыми работает телескоп — от 70 МГц до 3 ГГц. Стоит отметить, что характеристики FAST лучше, чем у телескопа из Аресибо (которого, напомню, уже нет, к сожалению). Дуга у Fast — 113°—120° градусов, а вот у Аресибо — 70°. В целом, FAST примерно в 2,5 раза более чувствительный, к чем телескоп Arecibo Observatory.
Телескоп очень чувствителен к радиопомехам, в радиусе 5 км от него не должно быть никаких источников постороннего сигнала. Для выполнения этого требования китайцам пришлось переселить 8000 местных жителей.
Изучение Вселенной — весьма интересная тема, но у нас есть и другие статьи, оцените — мы рассказываем о:
→ Маленьких «малинках» в крупном дата-центре
→ Динамических ИБП в дата-центрах: как мы устанавливали Piller CPM300 с двойным преобразованием
→ Разборке редкого зверя от Nvidia — DGX A100
Открытия
Уже в ходе тестового запуска астрономам удалось зафиксировать сигнал, который исходил от пульсара, который расположен на расстоянии 1300 км от нашей планеты.
В 2018 году сообщалось, что телескоп помог обнаружить 11 новых пульсаров. Речь идет о подтвержденных объектах. Всего же за два этих года телескоп обнаружил 51 звезду, которые по своим характеристикам схожи с пульсарами.
В мае этого года стало известно, что общее количество пульсаров, обнаруженных при помощи Fast, составляет уже 201 звезду. Информация была предоставлена Государственной астрономической обсерваторией при Академии наук Китая
Ученые Китая изучают пульсары, поскольку, как считают астрономы, это идеальная «лаборатория» для изучения законов физики, действующих в экстремальных для материи условиях.
Среди прочих открытий, которые сделаны при помощи FAST — три быстрых радиовсплеска, источники которых находились в разных секторах Вселенной. FRB длятся всего несколько миллисекунд, а их источники находятся в миллионах световых лет от Земли. Ученые считают, что каждый день на Земле можно улавливать несколько тысяч FRB — конечно, при условии наличия необходимых инструментов и ресурсов.
Поиск братьев по разуму
С пульсарами и FRB все более-менее понятно — у астрономов есть достаточно четкие методики и технологии обнаружения таких объектов и событий. Но при помощи FAST реализуется и еще одно важное направление изучение Вселенной — поиск внеземных цивилизаций.
В сентябре 2020 года Китай запустил масштабную программу по поиску внеземного разума с использованием «Небесного ока» (такое прозвище получил радиотелескоп). Для этого Поднебесная стала участником
SETI (Search for extraterrestrial intelligence). Сразу после этого гигантский радиотелескоп FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope), стал работать и для поиска внеземных сигналов.
Ну, а сейчас стало известно, что FAST собираются задействовать для поиска самовоспроизводящихся зондов, которые известны в науке как «зонды Фон Неймана».
Эти зонды, будучи обнаруженными, могут стать решением парадокса Ферми. Один из вопросов в рамках парадокса состоит в том, что если во Вселенной существует множество цивилизаций, включая очень древние, то почему мы до сих пор не обнаружили следы их инструментов?
Есть и ответ на этот вопрос — мы просто потратили на наблюдения мало времени, плюс у нас нет (вернее, не было, достаточно мощных инструментов, которые позволяют вести такие наблюдения). Телескоп FAST может обнаруживать зонды такого рода (при условии, что они излучают сигналы) на относительно большом расстоянии от Солнца.
Ученые предполагают, что зонды используют частоты, которые доступны для наблюдения радиотелескопом. Скорее всего, они «общаются» друг с другом при помощи частот, которые находятся в середине спектра, в котором работает FAST. Телескоп, по предположениям ученых, сможет обнаруживать не отдельные зонды, а их «стаи», созданные представителями цивилизаций II и III типа. То есть цивилизаций, освоивших ресурсы своей звездной системы и своей галактики соответственно — по классификации Кардашева. FAST, в теории, может обнаружить роботов на расстоянии до 16 000 световых лет в случае роботов цивилизаций II типа и до 400 млн световых лет в случае зондов, созданных цивилизациями III типа.
