斥资2.6亿元的“天眼”,如今沦为装垃圾的锅,美为何不重建它?

斥资2.6亿元的“天眼”,如今沦为装垃圾的锅,美为何不重建它?

2022年美国国家科学基金会宣布,他们将放弃阿雷西博望远镜的重建。这意味这个斥资2.6亿元左右建成的“天眼”,日后就只能沦为装垃圾的锅了。

阿雷西博望远镜的造价大约为2.6亿元

那么,阿雷西博望远镜到底是什么?它是如何陨落的?为何美国不重建它呢?

上世纪美国一边忙着发送各种探测器进行地外探索,一边试图在地球上,创造出更大的“望远镜”来观察宇宙。

人类发射探测器探索宇宙的同时也在计划造更大的望远镜

由于宇宙实在是太大,其中又有着大量的尘埃和气体云,这就使得仅仅使用光学望远镜来观察可见光,存在许多不足,因此大家便将目光转向了能够捕捉射电波的射电望远镜

所谓的宇宙射电,其实就是宇宙天体辐射发出的无线电波

射电波在可见光之外,是宇宙天体辐射发出的无线电波

它最初是在1931年,由美国的一位无线电工程师卡尔·央斯基发现的。当时,卡尔正在研究无线电波对远距离通信的干扰,却意外发现了来自银河系中心的“无线电波信息”,这让他感到十分神奇。

在进一步研究并且公布了相关的发现之后,人们才意识到,原来我们能够利用这种方法来观察宇宙中那些遥远的天体。可是那时候世界上的射电望远镜少得可怜,规模也比较小,能够收集的天体射电源能量,与几个小雨滴撞击地面所释放的能量差不多。

值得一提的是,在1954到1955年期间,苏联在克里米亚的卡齐韦利,建造了两台口径30米的射电望远镜,称其为“RT-30”。因此,在竞赛争霸中不甘示弱的美国,结合了相关需求也开始部署建立射电望远镜的计划。

苏联建造的“RT-30”以及观察到的太阳辐射数据

就这样,阿雷西博望远镜在1963年正式建成,并且在1964年就测量出了水星的自转周期。

在几十年的运行当中,阿雷西博望远镜给人类带来了许多的惊喜,但也垂垂老矣。在维护资金一再被削减的情况下,这个“老年人”终于还是在2020年8月轰然倒塌,不幸陨落。

阿雷西博望远镜不幸陨落

其实这次陨落早有预示,因为阿雷西博望远镜的建成时间毕竟是上个世纪,许多的结构都已老化,又多次遭到极端天气的袭击。在这种情况下,它的身板是一日不如一日。

2017年被飓风“玛利亚”袭击,阿雷西博望远镜的钢缆就发生了首次断裂,而2020年8月率先出故障的也是钢缆。

频繁的自然灾害使钢缆十分脆弱,最终意外垮塌

由于维护和维修都十分不到位,阿雷西博最终在同年的12月1日,结构失控发生坍塌,就这样,重量达到900吨左右的仪器平台,重重的砸在了反射面板上,砸出了一个大坑。

美国国家基金会权衡过后,便选择放弃阿雷西博望远镜,不再将其重建。这个在中国天眼出现前曾是世界上最大的无线电波望远镜,还是因各种现实的因素不得不退役。

美国国家基金会对阿雷西博望远镜毁坏情况考察之后,决定不再重建

不少人对此感到惋惜,认为应该重建它,让其为人类探索宇宙做出更多的贡献。

对此美国国家科学基金会的数学和物理科学理事会助理主任西恩·琼斯说:“不重建望远镜的决定部分原因是美国政府拥有其他雷达设施,可以完成阿雷西博曾经做过的部分任务。”

如今的阿雷西博望远镜,只有占地面积能看出其昔日的盛况,至于原貌已经难以看出了。并且,由于已经成为了“弃子”,它巨大的反射面里已经堆积了不少垃圾,未被清理。

很难想象,这个身价可达2.6亿左右的“天眼”,就这样沦为了装垃圾的大锅。

阿雷西博望远镜就这样沦为了装垃圾的大锅

那么,为什么美国会选择直接让阿雷西博望远镜就此退役,不进行重建呢?按理来说,他们是拿得出资金的。

之所以放弃重建,主要有两点原因。

第一就是阿雷西博望远镜的建设历史太长,许多结构、设备已经跟不上时代了,想在原基础上重建是很难的,只有重新规划彻底翻修。

阿雷西博望远镜的建造历史

此前负责管理阿雷西博望远镜的佛罗里达大学研究团队,曾聘请了工程师对其进行研究,寻找相关的修复翻新方法。可是最终工程师给出的报告现显示,修复的过程十分复杂也很危险,并且还需要先行拆除某些结构。

第二点就是已经有其他的设备可以替代阿雷西博望远镜了,比如美国的其它雷达设施,这些“后起之辈”能够分担阿雷西博此前承担的各项观测任务。因此,在花费大量的资金去重建这位“老人家”已经没什么必要了。

美国还有其他的设备可以替代它完成观测任务

除此之外,在世界范围内,中国天眼(FAST)也已经扛起了新一轮的观测大旗,接过了阿雷西博望远镜手中的接力棒,继续为人类寻找宇宙中更遥远天体发出的信息。

那么,中国天眼和阿雷西博望远镜相比,哪个更强一些呢?

其实单从外观来看,这两个射电望远镜是非常像的,都如同一口“大锅”。只不过在口径、选址、反射面系统等方面都有着一定的差异,这使得二者的使用性能也有明显的区别。

首先以口径来说,阿雷西博望远镜的口径是305米,而中国天眼的口径则达到了500米。有人可能会疑惑,为什么越造越大?难道不是小一点更加便捷吗,造价和工程难度也相对较低。

阿雷西博望远镜与中国天眼的口径差异

这是因为射电望远镜的口径就代表了天线的直径,所以口径越高意味着灵敏度和分辨率就越高。在这种情况下,有条件肯定要往大了造,这样才能克服天文观测当中难以接收到目标信息的问题。

其次以选址来说,二者都是以喀斯特地貌为基础,选择尺寸合适的“天然大坑”。不过相对来说,中国天眼所在的云贵高原喀斯特地貌,要比波多黎各的喀斯特地貌更加完整一些,受到的其它干扰也更少。

最后就是反射面系统了,阿雷西博望远镜的反射面之上有着二次反射系统,主要功能就是帮其进行聚焦。这个二次反射系统也就是咱们在上文中看到的坠落砸坏反射面的那一个,它的功能性很强,但是面对台风等袭击的时候却异常的脆弱。

阿雷西博望远镜和中国天眼之间有诸多差异

在吸取了阿雷西博望远镜的教训之后,中国天眼不仅增加了更多的支撑塔,还将下方本为固定的反射面,设计成了可以“变形移动”的,通过调节下方的面板来进行聚焦。这样的话,上方悬挂的馈源就不用设计得太重了,受自然灾害的威胁也相对较小一些。

由此可见,中国天眼的各项性能确实要优于阿雷西博望远镜。

不过,阿雷西博望远镜还有一个特别之处,就是拥有信号发射系统,这就使其不仅能接受外星信息,还能将地球的信息发出去。而中国天眼在建造之初并无这一功能,若是想发射信号,还需要增加信号发射模块。

阿雷西博望远镜曾用信号发射系统向宇宙发射以上信息