Радиотелескоп FAST¶

Радиотелескоп FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope, «Сферический телескоп с апертурой пятьсот метров») — крупнейший в мире радиотелескоп с заполненной апертурой, расположенный в Китае. Находится в уезде Пинтан провинции Гуйчжоу, в естественной карстовой впадине. Принадлежит Национальной астрономической обсерватории Китая (NAOC) при Академии наук КНР. Введён в эксплуатацию в январе 2020 года после трёхлетнего периода пробной работы.

¶Конструкция и характеристики

Главное зеркало FAST представляет собой сферическую поверхность диаметром 500 метров, сложенную из 4450 треугольных алюминиевых панелей. В отличие от классических радиотелескопов с жёстким параболическим рефлектором, поверхность FAST активная: панели установлены на гидравлических домкратах, что позволяет деформировать зеркало в реальном времени. Это даёт возможность формировать параболический сегмент диаметром 300 метров, направляя его на любую точку неба в пределах зенитного угла 40 градусов.

Приёмное устройство (облучатель) подвешено на шести стальных тросах над центром зеркала и позиционируется с точностью до нескольких миллиметров. Рабочий диапазон частот — от 70 МГц до 3 ГГц, что охватывает метровые и дециметровые волны. Чувствительность телескопа примерно в 2,5 раза выше, чем у обсерватории Аресибо (до её разрушения в 2020 году), а скорость обзора неба — в 5–10 раз больше.

Для снижения радиочастотных помех вокруг телескопа установлена зона радиомолчания радиусом 5 километров, из которой отселено около 9 тысяч жителей. Дополнительную защиту обеспечивает естественное экранирование горными хребтами карстовой котловины.

¶История проекта

Идея строительства гигантского сферического телескопа в Китае возникла в 1994 году. После длительного этапа проектирования и поиска подходящей геологической структуры строительство началось в марте 2011 года. Первый свет инструмент увидел 25 сентября 2016 года, когда был завершён монтаж последней панели. С 2017 по 2019 год проводились пусконаладочные работы и технические испытания. Официальный ввод в эксплуатацию состоялся 11 января 2020 года.

Стоимость строительства составила около 1,2 миллиарда юаней (примерно 180 миллионов долларов США). Финансирование осуществлялось из государственного бюджета КНР. С 2021 года телескоп открыт для международных заявок на наблюдательное время, хотя приоритет отдаётся китайским исследователям.

¶Научные задачи и достижения

FAST решает широкий круг задач радиоастрономии:

• Поиск пульсаров — главная научная цель. К концу 2024 года на телескопе открыто более 900 новых пульсаров, включая миллисекундные и двойные системы.
• Исследование нейтрального водорода — изучение распределения межзвёздного газа в Млечном Пути и других галактиках.
• Поиск быстрых радиовсплесков (FRB) — зафиксированы тысячи повторяющихся всплесков, в том числе от источника FRB 121102.
• Поиск внеземных цивилизаций (SETI) — телескоп участвует в программе сканирования неба на предмет узкополосных сигналов искусственного происхождения.
• Исследование пульсарного тайминга — наблюдения используются для построения гравитационно-волнового фона от сверхмассивных чёрных дыр.

В 2020 году телескоп обнаружил рекордно слабый сигнал от быстрого радиовсплеска, а в 2023 году — первый в мире повторяющийся FRB с субмиллисекундной структурой. Данные FAST активно используются в совместных проектах с обсерваториями России, Европы и США.

¶Сравнение с другими телескопами

До 2020 года крупнейшим радиотелескопом в мире считался Аресибо (Пуэрто-Рико, диаметр 305 метров). После его обрушения FAST остался единственным инструментом сверхбольшого класса. Европейский проект SKA (Square Kilometre Array) планирует превзойти FAST по совокупной чувствительности, но его строительство завершится не ранее конца 2020-х годов. По площади собирающей поверхности FAST в 2,7 раза превосходит Аресибо и в 30 раз — 100-метровый телескоп Грин-Бэнк в США.

¶Эксплуатационные особенности

Телескоп работает круглосуточно в автоматическом режиме. Управление осуществляется из центра в Гуйяне, расположенного в 170 километрах от площадки. Обслуживающий персонал (около 100 человек) проживает в специальном посёлке вне зоны радиомолчания. Ежегодно FAST проводит около 5000 часов наблюдений; заявки на время принимаются дважды в год и проходят конкурсный отбор по научной значимости.

СПАВН-блок не требуется.