假如中国“天眼”遇上大暴雨,到底会不会被装满,又该如何排水?

missja


不会啦,放心~

中国天眼,又称FAST,学名500米口径球面射电望远镜。

远看中国天眼,的确是像口锅……还是口不小的锅。

感觉下场暴雨就能在锅里炖鱼炖菜涮火锅了有没有~

但是如果凑近看的话,FAST其实是网眼结构,不会存水的。

再近一点:

上图这样。

所以完全不会在“锅”里存水。

中国天眼位于贵州平塘,其实贵州属于亚热带湿润季风气候,整体来看年降水量还是比较多的,境内的年降水量平均都在800毫米以上,而且受到季风的影响,降水主要是集中在夏季。

所以呢,在建设中国天眼的时候,其实早就考虑过排水的问题了

除了天眼本身的网眼结构可以排水之外,天眼本身也建设了相当完善的排水工程。加上它所处的位置是一个天然大坑,属于喀斯特地貌,岩石本身的透水性也很好。

事实上之所以选在这个大洼地建设天眼,除了考虑到地形符合中国天眼本身的外形以及与乡镇距离远这两方面因素之外,喀斯特地貌的高透水性也是一个原因,毕竟如果出现淤积,是可能损坏设备的。

中国天眼的建设对于我们国家的航空航天发展,甚至是人类对宇宙的探索进程都有着很重要的意义。

寻找脉冲星,检测微弱空间信号,甚至是寻找地外文明……宇宙当中更多的秘密,都在等着它去发现。

希望我的回答能帮助到你,觉得有用的话就点个赞吧~~~


不吃肠的大肠


所谓的“天眼”就是建在贵州平塘县的巨大的射电望远镜【如下图所示】,因为需要通过抛物面来接收宇宙中的无线电信号,所以其外形像一口巨大的锅。

如下图所示,是一口用来煮饭炒菜的大铁锅,中国“天眼”是不是跟人们在生活里见到的大锅很相似呢?

但是,天眼可不是真的锅。如下图所示,天眼虽然跟一口大锅很相似,但是实际上并不是一整块没有缝儿的铁板,而是由很多个小的三角形的板材装起来的,而三角板材之间都是有缝隙的。

另外,我们仔细看这些三角形的板材,可以看到这些板材上面有很多很小的孔,所以说在下大雨的时候,雨水都会透过这些小孔流走——雨水累积的问题肯定已经被工程师考虑到了,会有对应的排水措施来防止雨水对天眼的漫灌的。这一点你可以放心。

当然了,如果天眼真的像一口大锅,可以装满水煮菜,那也没有那么多的食物给它做呀,所以天眼还是好好做它的射电望远镜,不要Cosplay大铁锅了【下图是网友恶搞的天眼煮饺子】。


航小北的日常科普


非常感谢您的关心,中国名开“天眼”,建设不易,想出成果,还需要天下人细心呵护才成。当年选址颇费心思,历经数年,才决定把它设在贵州的一处大山中,为避开电磁信号,也有防水等诸多考虑。从平面上看,它像一口光滑封闭的大锅,其实浑身如筛,布满孔道,就连周围的给排水工程也做得甚为仔细,整个工程是个大系统,把能想到的一切,都想到了。在贵州中南的黔南自治洲平塘县克度镇金科村,有一个天然的大洼坑,因属于喀斯特地貌,溶洞,裂隙密布其中,岩石亦有上佳的透水性,这真是天造地设的一处大窝凼,方便建设,方便排水,位置选得堪谓极尽周详,找了上千处洼地,仅为选址共用了长达12年时光,才选中此处,可是,虑来思去,百密也难免一疏,科学家想不到的是,迎来了不尽的旅游团体。作为世界第一大射电望远镜,任谁都想看一眼,平塘县顿时热闹起来,克度镇大为繁荣,满足了人们瞄一眼的愿望,也给“天眼”带来不少苦恼,这里,越安静越好,最好无人打扰。让我们一睹“天眼”故事吧,说说科学的寂寞。

●总师是个急性人。在东京参加国际无线电科学联盟大会,会开了一天,人们早就进入了甜美的梦乡,即将进入知天命之年的的他,为白天的会议,却怎么也睡不着,香烟抽了一根又一根,进入凌晨时分,再也按捺不住,敲开了会议中方带队人的房门,没等坐下喝口水,直道,“咱们也建一个吧?”望着他急切的悠悠的报国眼神,还能好说什么呢?报上去项目审批下来,时间就到了1994年,他被任为总师,开始选址,这里面的事实在太多太多,故事也很精彩,总之我们的“天眼”总师南仁东,是个东北人,有故事的东北人,为了我们的大射电,十年艰苦倍寻常,极尽艰辛。与当地居民在发生利益冲突的地方,他总能认真仔细地听完,寻找到最佳解决方案。与他打过交道的当地人,都说,他是一个和蔼可亲,没有一点架子,挺朴素的一个人。2016年“天眼”建成,他于次年就去世,一生干完了一件大事,死而无憾,可以瞑目矣。

●霍金的遗愿。中国“天眼”建成,收到神秘信号,不久,霍金去世,生前遗愿三条,其中之一,木有事,不要与外星人说话。应该说他的警告不是没有道理,依年轻的地球而言,我们是斗不过外星人的,如果外星人真的存在。中国天眼联着世界,动静越来越大,建成二年来,已发现了50多颗脉冲星,成果甚大,南先生生前于2006年,就曾担任国际天文学会射电专业委员会的主席,应该说标志着我国在国际射电领域的地位。怎么搞,先生知道,架起这样一口大锅,国家投资6.67亿,建成后,在月球上打手机也能被发现,能收到137亿光年外的电磁信号,不是件小事。围着它走一圈,步行的话需要40分钟,它有100个篮球场大小,面积达到了25万平米,这真是细思极恐。即便如此,国际上更大的一座天眼,将在十年后建成,如果我们不加紧工作,将自己已取得的成果扩大,亦将无法面对南仁东先生。

●招不到人。《科技日报》日前报道,年薪10万,找不到为它服务的科技人才,与旅游热形成了明显的对比反差,深深刺痛了国人的心。报效国家天文事业,不能急功近利,需要用生命来践行一生誓言,南先生就是这样的人,他为建设我们的大FAST鞠躬尽瘁,生前有语,要想进入广袤的宇宙,必须甘于平庸,不只一辈人,或几十辈人的时光,方得亲近它的神秘和绚丽。先生是这样的人,把一个极尽完美的大FAST留给了后世,死后倍极哀荣,荣誉接踵而来,国际上将一颗小行星以他的名字而名之,中国科学家给他塑起一座高大的雕像,被表彰为“时代楷模”,媒体呼为中国天眼之父,得到了世人更多的尊重,而他一生默默无名,为天眼建设洒尽了热血,国家正需要这样的人,为国从不计任何名利的人。


魂舞大漠


中国“天眼”工程做为中国的骄傲工程,建成后也是世界上最大的射电望远镜,从最初的想法到历经多地考察,再到最后的建成启用,总耗时超20年的时间,这么庞大的前提工作可以说对“天眼”各种事件都进行了充分考虑,不管是天灾还是人祸想轻易就对这口“大锅”造成破坏那还怎么称得上骄傲?我们都有能力造成世界上最大的射电望远镜技术,那我们怎么会解决不了整个系统的排水问题;

外形引起误解

很多人会担心500米口径射电望远镜的积水问题,大多数是受其像“大锅”一样造型形成的常识错觉,如果当初建设成为倒漏斗形状,我想肯定不会有人担心会积水,那就得说下射电望远镜的根本,射电望远镜原理是用来接受电磁波的,而这种球面设计容易实现共焦点,还有一种原因是天上天体在运动,而我们想移动像口径达到500米的射电望远镜不现实,而球面可以是观测范围变大,综合考虑,只有像“大锅”形状的射电望远镜才可以达到更精准更灵敏的观测效果;

知其然不知其所以然

中国“天眼”FAST的建成后迅速成为世界的焦点,而只有很少很少一部分到现场亲眼目睹了这项技术的真面目,大多数都是通过图像或者视频了解这口“大锅”,不管是图像还是视频,要想把整个项目系统拍全,当大家看到这样的一个整体,很多人感觉里面每块反射面都是紧密连接在一起,之间没有缝隙,其实板与板之间是有缝隙的,一块块反射面镜也是一个一个窟窿的钢板组成,上面根本就不会存在积水,除了这些在外形上做了排水顺畅之外,“天眼”在当初建立的时候,在天眼的结构中挖了排水隧道,这个隧道分为二部分设计,一段明挖段,一段是暗挖段,隧道总长1121米,有这样的明暗隧道沟渠排水设计,可以说完全不用担心存在积水问题,面对这样浩大的工程,越细推敲你就会越发现工程师科学家们的厉害及智慧,有时候会让人不由自主的感叹一声“厉害了,我的国”!

中国“天眼”可以说是20世纪最伟大工程之一,从开始启用到现在已经带给我们很多惊喜,它要比之前美国Arecibo 300米望远镜综合性能提高约10倍,其实面对这样的伟大壮举,我们不能忘记一位 “中国天眼”的主要发起者和奠基人---南仁东,可以说是他把“天眼”养大成人的。从自己提出想法到长达12年的多地区亲身实地考察才有“天眼”的诞生,最可惜的是在他在“天眼”建成还不到一年的时间就因病逝世,他还没有真正亲眼看到“天眼”在为人类贡献上带来的辉煌;

中国的科学进步离不开许多默默付出的科学家工程师,我想中国做为世界大国,会越来越多的惊喜带给人类,或许下一个你期待的就会变成现实。欢迎关注,谢谢!


蜗牛科学


就是下图这样500米的一口大锅的样子,很多人就担心,万一下了大雨,天眼是不是会存满水,是不是可以当个大火锅来煮点什么?

这个想法不错,但是天眼这口大锅是有漏眼的,存不下水的,做不了火锅。说正经的,天眼在设计之初就充分考虑到了排水的问题,从下面的侧视图就能看出,天眼是通过主索搭建,由4000多块铝制的反射面板构成了大锅的形状。

其中每块反射面板也都是镂空的网眼结构,这些孔洞结构足以将雨水排开,防止这口大锅内存水,对天眼的结构造成破坏。

其次,天眼的主要框架就是建立在天然山体中间的坑塘之中,大大减少了天眼主题建设的施工量,选址处下面是喀斯特地形,易于排水,再加上人工修建的各种排水设施,会快速的把天眼上收集下的雨水排空。

吃不了这么大的火锅,是不是很遗憾,还是让天眼安静的巡天,发现中子星和外星文明信号吧。另外,当天眼完成服役任务之后,用来当个大号烧烤架也差不多。

欢迎关注量子实验室,评论里请留下您的见解。


量子实验室


何为“天眼”

“天眼”是指500米口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope),简称FAST

被誉为“中国天眼”,由我国天文学家南仁东1994年提出构想,历时22年建成,于2016年9月25日落成启用。



▲俯瞰“天眼”



▲“天眼”构想提出者——南仁东在大窝凼施工现场(2013年12月31日摄)

新华社发(中科院国家天文台供图)

超级工程之“天眼”

“天眼”位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县克度镇大窝凼的喀斯特洼坑中。其接收面积达到25万平方米,有30个足球场那么大,已经突破了射电望远镜的百米极限,并拥有6770根主索4450块反射面板,是名副其实的“超级工程”

“天眼”的一些关键数据

500m:“天眼”口径500m,是目前世界上建成及计划建造的最大口径的球面射电望远镜

134m:从索网最高点到最低点

高差134m

168m:“天眼”要修建6座馈源塔,最高168m,6座塔均建在落差达百米的山崖上;

1600m,4200t:整个钢结构圈梁长度达1600m,消耗钢材4200t

8895根,1300t:“天眼”反射面索网结构8895根高强度、高精度钢索连接而成,形成重达1300t的索网。

世界之最之“天眼”

“天眼”

是由中国科学院国家天文台主导建设,具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。与号称“地面最大的机器”德国波恩100米望远镜相比,灵敏度提高约10倍;与排在阿波罗登月之前、被评为人类20世纪十大工程之首美国Arecibo 300米望远镜相比,其综合性能提高约10倍。作为世界最大的单口径望远镜“天眼”将在未来20~30年保持世界一流设备的地位。

“天眼”系统的构成

“天眼”工程

国家重大科技基础设施,该工程由主动反射面系统、馈源支撑系统、测量与控制系统、接收机与终端及观测基地等几大部分构成。


▲ “天眼”系统构成图

中国“天眼”的三大自主创新

利用天然的喀斯特洼坑作为台址,洼坑内铺设数千块单元组成冠状主动反射面,采用轻型索拖动机构和并联机器人实现接收机高精度定位,这是中国“天眼”的三大自主创新

“天眼”主要发起者和奠基人

南仁东去世

2017年9月15日晚,中国“天眼”——500米口径球面射电望远镜FAST项目首席科学家、中科院国家天文台南仁东研究员因肺癌突然恶化抢救无效去世,享年72岁。2018年12月18日,党中央、国务院授予南仁东同志改革先锋称号,颁授改革先锋奖章,并获评“中国天眼”的主要发起者和奠基人

射电望远镜


射电望远镜(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。

德国波恩埃菲尔斯伯格射电望远镜(Effelsberg)

埃菲尔斯伯格射电望远镜是目前世界上最大的全可动射电望远镜之一,位于德国波恩市西南方向约40千米的一个山谷中。这台望远镜的观测波段很宽,从90厘米到3毫米。其灵敏度和分辨率较高,率先在毫米波段观测到脉冲星的辐射,并且在射电星系、活动星系核、星际分子等方面的观测中也收获颇丰。




▲埃菲尔斯伯格射电望远镜,口径100米

阿雷西博天文台

阿雷西博射电望远镜(英文:Arecibo Radio Telescope),正式名称是阿雷西博天文台(英文:Arecibo Observatory),由史丹佛国际研究中心、美国国家科学基金会与康奈尔大学管理。

是世界上第二大的单面口径射电望远镜。



▲阿雷西博天文台

该望远镜位于波多黎各的阿雷西博(又名阿雷西沃),直径达305米,后扩建为350米。阿雷西博望远镜是固定望远镜,不能转动,只能通过改变天线馈源的位置扫描天空中的一个带状区域。


“天眼”对抗狂风暴雨的招数

①索网支撑结构

索网结构是“天眼”主动反射面的主要支撑结构,是反射面主动变位工作的关键点。“天眼”索网结构直径500米,整个索网共6670根主索、2225个主索节点及相同数量的下拉索。索网总重量约为1300余吨,索构件所使用的材料为疲劳强度不低于500MPa超高疲劳性能钢材。可见,“天眼”的结构强度是很高的,即使狂风猛刮,也是奈何不了它的。

安装反射面板的

巨型背架单元采用铝合金材质,每平方米自重为4公斤左右,而传统的钢结构背架每平方米20公斤以上,采用铝合金背架,能保证“天眼”足够敏捷



▲“天眼”的索网结构、反射面板以及安装反射面板的背架单元


②反射面板密布“汗毛孔”

“天眼”的反射面板并不是由一块块镜子制成,而是带有很多小窟窿的钢板,像个筛子一样。工程师给“天眼”设计了“汗毛孔”——FAST的半球状反射面由4450个反射单元组成,面板上密布孔洞,这样做的目的是,能够让它在太阳下不至于晒得太烫,在雨天能让雨水流下去,同时提高透光率,让发射面下能生长植物,避免水土流失。当“天眼”遇上大暴雨天气,雨水都顺着反射面板表面的孔洞流走了,是不会积起来装满的。



▲“天眼”的反射面板上密布“汗毛孔”

③天然喀斯特洼地台址

“天眼”台址选定在贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县克度镇金科村的大窝凼洼地(北纬25.647222度,东经106.85583度),此洼地直径大约800米,东北距平塘县城约85km,西南距罗甸县城约45km。总体位于贵州高原向广西丘陵过渡的斜坡地带,地势总体上北高南低,区域内碳酸盐岩广泛分布,岩溶峰丘、洼地、落水洞极为发育,地形起伏不平,低山地形。大窝凼洼地的山梁最高为东南侧山头标高1201m

,洼地的最低点标高841m最大相对高差达360m。洼地地表岩溶洼地发育,地形起伏大,坡度较陡,地貌类型简单,局部山体陡峭,形成陡崖和悬壁。



▲500米口径球面射电望远镜(FAST)台址大窝凼洼地原貌。图源:国家天文台

中科院已在贵州省贵阳市注册成立贵州射电天文台

管理该项目。

之所以选址“大窝凼”三方面原因一是地貌最接近FAST的造型,工程开挖量最小;二是这里的喀斯特地质可以保障雨水向地下渗透,不会在表面淤积而损坏和腐蚀望远镜;三是射电望远镜需要一处“静土”,“大窝凼”附近5千米半径之内没有一个乡镇,无线电环境理想。

别看这口“锅”是漏的,即使遇上大暴雨底部的坑也是不会被灌满的。因为天眼台址处属于喀斯特地质,这种地质可以保障雨水向地下渗透不会在表面淤积而损坏和腐蚀望远镜。此外天眼还有完善的排水系统,无法快速下渗的雨水,是可以通过排水系统及时排走的。




▲“天眼”排水隧洞

④完善的排水系统

天眼”的排水系统道路边沟,径向水沟,环向水沟,消能池,底部排水沟以及排水隧洞六大部分组成。


为保证天眼的安全运行,工程师们还专门设计修建了隧洞排水工程,主要采用的是无压隧洞设计方案。该隧洞总长约1121米,被分为两段:一段是明挖段长58.588米;另一端是暗挖段长1062.499米。排水系统完成后,遇到大暴雨,“天眼”底部无法快速下渗到地下的积水就可以沿着各种水沟以及隧洞及时排走,不会对“天眼”的正常使用造成影响。

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虽然天眼看起来像一口大锅,但是它真的盛不了水,看看以下都是网友大神们的S操作,用天眼炖个鱼、做一份麻小、不然就是吃火锅,作为吃货来讲还是很下饭的。但是天眼是真的不能盛水,即使下大雨也是不会积水的。


我们可以看一下天眼的细节结构,从细处看全部都是小孔,根本不会积水的。天眼从提出到建好应用都超过20年了,包括天眼的选址都非常谨慎的,应对各种天气也是充分考虑设计研究的,专家如果在这种小问题上出错那就有点可笑了。像我们这样的小白都担心下雨千万不要把天眼灌满水,专家就更需要考虑了。

天眼的全称是“500米口径球面射电望远镜”(Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope)简称FAST,和普通的天文望远镜相比更类似于人类的“耳朵”,主要接收的是肉眼看不见的射电信号,而例如哈伯太空望远镜主要是接受可见光的,就像是我们的眼睛。

天眼的五大科学目标如下:1.寻找中性氢,研究宇宙大尺度结构;2.观测发现脉冲星,为以后星际通信做准备;3.获得天体超精细结构;4.探测星际分子; 5.探寻地外文明。到今年的9月份为止我过天眼已经发现了132颗优质的脉冲星候选体,其中有93颗被确认为人类首次新发现的脉冲星。



前边说到了天眼的细部结构是有小孔存在的不会积水,同时雨水漏到天眼基础底座上会汇入无压排水隧道,这些隧道有水平的也有垂直的,甚至还有各种泄洪通道,在某种意义上来说天眼就是想一个大筛子,不会灌满水的。并且天眼的选址也经过慎重考虑,这个地方雨水量很小。


科学黑洞


想多了,天眼射电望远镜看上去好像是一口大锅,但实际上这口锅是由4450块反射面板组成,这些反射面板上有许许多多的小孔,所以就是连下一个月的暴雨,天眼射电望远镜也不会被水装满。

另外当初在建造天眼射电望远镜的时候,相关的工程人员就考虑到排水的问题,由于贵州地区的天气多阴雨,所以科学家认为如果真遇到百年一遇的暴雨,那么天眼射电望远镜的下方就会积水。

那么为了防止这个问题的发生,工程人员开挖了长达一千多米的排水隧道,所以天眼射电望远镜不会被水淹,更不会被雨水装满,这个问题根本就不成立。

毕竟这东西造价将近有10亿人民币,国家在建造如此昂贵的科学仪器之前,几乎把所有可能面临的问题都考虑到了,如果真要一下雨天眼射电望远镜就罢工,那么相关的领导和人员恐怕就要吃牢饭了

最后天眼射电望远镜是全球最大的射电望远镜,它的直径达到了500米,那么从2016年天眼射电望远镜正式运行开始,我国已经发现了50多颗脉冲星,另外从某种角度上来说,天眼射电望远镜还可以寻找外星人,甚至还可以给外星人发送信号。

例如当初阿雷西博射电望远镜改造成功的时候,科学家们就给距离25000光年的M13星系发射了一串电磁波信号,如果外星人能够接收到该信号的话,那么它们就有可能找到地球........


种植恒星


除非下冰雹,要不然不可能被填满。我国的天眼,是世界上最大的单口径球面 射电望远镜。占地面积约为30个足球场大小,建设在天然的喀斯特洼地之中。天眼的形状像极了一口大锅,那么有些人就会问了,天眼建造成这个样子,下雨的时候会不会积水呢?答案是肯定不会啦。

制造天眼耗资12个亿,这么大的一个工程,咱们正常人都能想到的问题,人家工程师不可能想不到的。在最初设计时,就在天眼旁边修建了一条排水沟,这样能保证外界的流水不流入天眼设备当中。虽然天眼形似一口大锅,但是你一走近就会发现,其实天眼的接收设备是镂空的,上面是由无数个小孔组成的,是存不住水的。并且天眼建造在天然的喀斯特地貌上,下面连接着多条地下暗河,能够把积水全部都输送出去。

理论上讲,只要天眼下方那个大坑不被填满,那么天眼设备就不可能沾到水。而且现在中国建造业已经比较成熟了,我相信即使是遇到百年不遇的大暴雨,国家也是完全有能力解决的。(个人观点,不喜勿喷)


诸葛半仙儿


假如中国“天眼”遇上大暴雨,到底会不会被装满,又该如何排水?

天眼要是能装满水的话,那来一场大暴雨,然后再来点花椒辣椒再往里面倒几车皮各种肉类过来,来一锅麻辣火锅如何?

假如FAST真的是个锅的话,这是绝对要担心的,也是有可能会发生的!也是因为各位看到的家里的卫星锅都是整个铝合金甚至薄板冲压而成,并没有采用多孔材料!因此认为FAST也是这样这绝对情有可原!

当然看到这里大家也就明白了,FAST的材料是多孔板材冲压出来的,保留下来的网孔板材甚至少于冲压废料,因此FAST大水塘就不要想了,就算是海水往里面倒也没有问题,但有可能会留下鱼!!

在射电望远镜上用这种材料并么有问题,因为只要小于波长即可,当然最好是远小于波长,此时网孔板材的效果等同于平面无孔板!

而在FAST的底部,也有超大的排水沟,即使在100年一遇的暴雨中也不会有什么问题!

解决了排水问题,可能各位还有一个疑问,就是FAST不是固定不动的吗?那么它又是来如何观测不同的天体的?问到关键问题了,其实这个球面射电望远镜的焦点就在中心,只要稍稍调整下中心接收天线的角度就可以到在这个球面范围内的任何天体,只是有效口径会相对小一些,但对于只能固定不动的选择,这个应该是可以接受的吧.....

就如上图,阿西雷博射电望远镜也是类似的结构,所以各位的担心的应该都解决了吧!!


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