如何理解500m口径望远镜领跑世界射电天文？

                ---疑问、思考与建议

                    都世民          

自1931年，美国贝尔实验室的央斯基用天线阵接收到银河系中心的无线电波。后来美国格罗特·雷伯建造一口径9.5米的天线，并在1939年接收到了来自银河系中心的无线电波，射电天文学从此诞生。雷伯用的9.5米天线，是世界上第一架射电天文望远镜。

于今我国正在建造两座射电天文望远镜。一座是2008年10月底，中国科学院和上海市人民政府于联合立项的65米的射电望远镜。另一座望远镜是始于1993年，500米直径的FAST中国大科学工程。笔者先后两次看过相关报道。让人兴奋。可是仔细看后，有诸多疑问，引发笔者的一些思考：

这两个工程在建项目的介绍，这次科技日报的报道，是科普，不够专业，要点不突出，有的叙述言过其实，绝对化。最主要的是：如何领跑世界？换句话说，那些指标是世界水平？而65m望远镜介绍比较专业。

这项工程与“两弹一星”、载人航天等相提并论合适吗？有什么理由？笔者看了报道觉得理由不充分！

3.总体性能是全球第一吗？天线口径为500m，有效口径为300m。业内人士都知道，天线口经是相对工作波长，全文对此不作交待，令人费解！射电望远镜工作波长大约从不及1毫米到30米左右。FAST覆盖几个波段？天线接收效率是多少？

4.灵敏度与空间分辨率是多少？天线指向精度是多少？

5.这座望远镜探测空域是多少？天线方位与俯仰不能转动，探测空域不可能大于65m望远镜。

6.文中说：“射电”是比红外线频率还要低的电磁波段。射电望远镜，跟收卫星信号的天线锅是一回事。这种介绍不科学，应该给出工作波段。应该简要介绍方案论证，选择前馈抛物面天线的理由，不采用卫星接收用的双反射面修正卡氏天线。这不是一回事！总工程师南仁东的说法，更应该说明不采用更多小口经天线，用合成孔径的方法实现比500m还要大的天线的理由。

7.方案论证与选定

射电天文望远镜可以有以下几种天线型式：

   (1).经典形式的旋转抛物面天线，亦称前馈抛物面天线

   (2).固定反射面天线

   (3).修正型卡塞格伦天线

   (4.)射电干涉仪 

   (5).综合孔径系统。

500m天线选择固定反射面天线型式。

8.文中说：德国100米直径的“埃菲尔斯伯格”，FAST灵敏度将提高10倍。一个是美国300米直径的“阿雷西博。FAST灵敏度是全球第一吗？

9.透光率50％与型面公差、波段选择有矛盾。与雨雪对天线型面影响也有关如何优化设计？

10.天线尺寸：越大越好、天线为什么要做大？天线大小不是以宏观尺寸--直径来界定，

而是以直径与波长的比来界定。所谓越大越好的含义是什么？是电磁场强度、探测距离、波束宽度、天线噪声等指标有关。一架望远镜的分辨本领取决于它的尺寸和所用的波长。尺寸愈大﹐波长愈短﹐分辨本领就愈高。

11.天线型面公差与天线型面测量：毫米级精度。不变形，热变形30厘米。风负荷变形，自重变形、雨雪引起变形、六条400多米支撑钢索引起变形、30吨重的馈电系统引起变形等如何考虑？被六条400多米的钢索吊起。综合起来天线型面公差的均方值是多少？电气上如何处理，满足总的精度要求？激光定位系统校准。30吨重的馈电系统移动范围达200米。每一部分的位移都要控制在毫米级。天线型面公差的均方值与最大值是多少？65m天线型面公差均方根值是0.1mm。500m天线要达到型面公差均方根值是1mm还是10mm？

12.天线选址是什么原则？

为什么天线要设置在坑里？是风负荷引起大变形，超过1mm？还是为了减小电磁环境污染？测量过坑内电磁场吗？更圆、更大、积水、施工量是选址的基本原则吗？将来在此开发旅游对电磁环境污染是不希望的。绝对安静的说法不够确切！ 

13.天线及射电望远镜性能检测如何考虑？用什么方法测量？

14.FAST至少需要应用30年。这对射电望远镜维护及维修也是个难题.

15.10万次弯曲疲劳寿命的48芯动光缆，刷新了世界纪录。

以上问题和思考妥否？希望有关方面引起关注！