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



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國,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


這個想法不錯,但是天眼這口大鍋是有漏眼的,存不下水的,做不了火鍋。說正經的,天眼在設計之初就充分考慮到了排水的問題,從下面的側視圖就能看出,天眼是通過主索搭建,由4000多塊鋁製的反射面板構成了大鍋的形狀。其中每塊反射面板也都是鏤空的網眼結構,這些孔洞結構足以將雨水排開,防止這口大鍋內存水,對天眼的結構造成破壞。

其次,天眼的主要框架就是建立在天然山體中間的坑塘之中,大大減少了天眼主題建設的施工量,選址處下面是喀斯特地形,易於排水,再加上人工修建的各種排水設施,會快速的把天眼上收集下的雨水排空。

吃不了這麼大的火鍋,是不是很遺憾,還是讓天眼安靜的巡天,發現中子星和外星文明信號吧。另外,當天眼完成服役任務之後,用來當個大號燒烤架也差不多。


量子實驗室


「中國天眼」是人類有史以來最大的單體射電天文望遠鏡,用了一整座山來支撐它的結構。很多人看了圖之後,覺得「中國天眼」就是個不透風的大鍋:

開始懷疑下雨的時候會不會也像鍋一樣,在下面積水。

遠遠看起來確實也是這樣的,還閃著光澤。但如果你走近看看……

都是非常大的框架。

你可能會發現,這些板材似乎都是半透明的,是不是沒法透水、是玻璃做的?

其實這些都是打了小孔的鋁板,只是遠看看不到,下雨的時候,水都是能直接流下來的。

這個東西肯定不是玻璃,因為這是射電望遠鏡,用玻璃沒有意義,還可能把接收器給燒了…… 鋁板有孔洞沒有關係,因為這是射電望遠鏡,觀測的都是波長非常長的電磁波,這些長波長的電磁波,對於這些孔洞是不敏感的,所以可以做成鏤空的。一則減少材料消耗,二則可以解決排水問題。

然後就是整個山體的排水,這一點科學家也早就考慮了。這裡貼一個論文:

基本還是靠挖掘排水隧道、排水溝來解決山體的排水問題。


章彥博


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】。


SilentTurbine


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


天眼被設計成“鍋”的形狀,是因為這樣可以把每個鏡面接收到的微弱信號反射到中央的饋源,但它可不是一口不漏水“鍋”,所用的鏡面實際上是充滿孔洞的。

天眼索網上安裝4600個反射面單元,2400個節點下方連接下拉索和促動器裝置,促動器再與地錨連接,形成了完整的主動反射面系統,每塊都是等邊三角形構造,表面有很多孔洞,所以不必擔心水灌滿天眼,並且設計成充滿孔洞的模式,還可以降低可能受到的風力,空氣可以從孔洞中吹出,天眼口徑500米,如果用沒有孔洞的面板大風時節遭受的力很強,而天眼的面板又是經過不斷調試組裝的,比較精細。

在設計選址階段,專門選了貴州省的這處天然凹地,貴州多喀斯特地貌,下部水系孔洞比較發達,從天眼漏出的水,會通過各處的排水設施進入地下或者河流,也不必擔憂天眼鏡面下的設施被水淹沒。選址還有一個要求是天眼這麼大,總體會對地面有較大的壓力,因此地質環境的穩定也是很重要的,經過實地調研,這處山窩的地層硬度也可以支撐天眼的重量。

可以說咱能想到的問題,在設計階段就充分論證過的,天眼這種國家大型科研設施的建設更是如此。目前天眼還在測試調試階段,但已經發現了50來顆脈衝星,觀測靈敏性是頂尖水平的,未來也將發揮大作用。


來看世界呀


天眼直徑500米,它不是鐵板一塊密封的。它是由許多排列整齊的條塊狀結構組成。有大量縫隙,雨變下變漏,不要說集滿水了 ,雨後基本上可以滴水不留。


建築設計雜談001


哎呀,忘記考慮了。


胡說不一定八道


可以聯想一下鄉下一起用的衛星鍋,大的那種,下面都有一個洞的,再說每塊和每塊之間都有相應的縫隙。


吃不胖的釀巴


您以為是個盆吶?其實像個漏勺。


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