F.A.S.T.: Η ναυαρχίδα των ραδιοτηλεσκόπιων

F.A.S.T.: Η ΝΑΥΑΡΧΙΔΑ ΤΩΝ ΡΑΔΙΟΤΗΛΕΣΚΟΠΙΩΝ

30 ΑΥΓΟΥΣΤΟΥ 2024 | Κωνσταντίνος-Χρήστος Γιουρούκαλης

“A landscape created by our human civilization.”

Nan Rendong

Εισαγωγή

Τις τελευταίες δεκαετίες η Κίνα “κυνηγάει” την Δύση στην τεχνολογική ανάπτυξη και προσπαθεί να βρεθεί στην αιχμή της ανθρώπινης εξέλιξης. Η προσπάθεια αυτή οφείλεται στον αυστηρά πειθαρχημένο λαό της Κίνας ,ο οποίος, από τα χρόνια του Κομφούκιου, έχει χαρακτηριστεί από εργατικότητα και φημίζεται για την εντυπωσιακή κατασκευαστική ταχύτητα και ικανότητά του. Παράλληλα όμως , οφείλεται και στον συνεχή ανταγωνισμό του ιδιόμορφου πολιτικού συστήματος της Κίνας το οποίο κονταροχτυπιέται με την δύση σε πολλούς τομείς και φυσικά και στο αντικείμενό μας την ράδιο-αστρονομία. Το ραδιοτηλεσκόπιο F.A.S.T. (Five hundred meter Aperture Spherical Telescope) είναι ένα επίτευγμα της Κίνας το οποίο θα ωθήσει την ανθρώπινη περιέργεια στα άκρα του σύμπαντος και θα ορίσει μια νέα πραγματικότητα για την αστρονομική έρευνα.

Εικόνα 1: Πανοραμική φωτογραφία του F.A.S.T.
Η ιστορία
Η πρώτη πρόταση για την κατασκευή ενός ραδιοτηλεσκοπίου στην Κίνα το οποίο θα ξεπερνούσε κάθε άλλο προηγούμενο, έγινε το 1994 , αλλά εγκρίθηκε το 2007. Από την έγκριση της πρότασης ξεκίνησαν πυρετωδώς οι προετοιμασίες , τα σχέδια για το έργο , τοπογραφικές και υδρογεωλογικές μελέτες για την τοποθεσία. Τελικά, κατέληξαν να επιλέξουν – από τους 300 κρατήρες και λάκκους – τον κρατήρα Dawodag στην περιοχή Guizhou στην νότιο-κεντρική Κίνα.
Εικόνα 2: Τοποθεσία του F.A.S.T.

Ο κρατήρας αυτός είναι 45 εκατομμυρίων ετών και έχει διάμετρο 800 μέτρων (οπότε ήταν κατάλληλος για το 519 μέτρα πιάτο του ραδιοτηλεσκοπίου), ενώ επίσης , διαθέτει φυσικό σύστημα αποτροπής πλημμυρών, ένα σύστημα απαραίτητο για την προστασία του F.A.S.T.. Αφού αποφασίστηκε η τοποθεσία, περίπου 9.000 άνθρωποι που κατοικούσαν σε ακτίνα 5 χιλιομέτρων γύρω από τον κρατήρα μετεγκαταστάθηκαν με σκοπό να μην υπάρχουν παρεμβολές ραδιοκυμάτων στην περιοχή γύρω από το τηλεσκόπιο. Το F.A.S.T. αποτελείται από 4.450 τριγωνικά πάνελ, έξι πύργους ύψους 150 μέτρων, 10.000 συρμάτινα σχοινιά και 2.250 μεταλλικές αρθρώσεις. Η κατασκευή του ήταν ένα κολοσσιαίο έργο που ολοκληρώθηκε σε μόλις πεντέμισι χρόνια και το συνολικό κόστος ανήλθε σε 180 εκατομμύρια δολάρια για την κατασκευή και 269 εκατομμύρια για αποζημίωσης στους ντόπιους που μετεγκαταστάθηκαν.

Πρωτοπορία στο F.A.S.T.

Το F.A.S.T. είναι το μεγαλύτερο ραδιοτηλεσκόπιο ενός πιάτου, ξεπερνώντας το προηγούμενο Arecibo κατά περίπου 200 μέτρα σε διάμετρο . Επίσης το F.A.S.T. διαθέτει ένα “σοφιστικέ” σύστημα όπως το περιγράφει ο καθηγητής Nan Rendong επικεφαλής επιστήμονας και μηχανικός στο F.A.S.T.. Ένα συρμάτινο δίχτυ, το οποίο μεταβάλλει το σχήμα του πιάτου ώστε να αποκτά παραβολικό σχήμα, και μπορεί να στραφεί μέχρι και 40° από το ζενίθ του, για να “στοχεύει” ανάλογα με την παρατήρηση.

Εικόνα 3: Ο Nan Rendong.

Μια ακόμη καινοτομία αποτελεί η καμπίνα εστίασης του τηλεσκοπίου, η οποία ανυψώνεται από 1 εκατοστό έως 140 μέτρα ύψος πάνω από την βάση, χάρης στους έξι πύργους στήριξης γύρω από το πιάτο και είναι πλήρως ελεγχόμενη από υπολογιστές.

Κατορθώματα και μελλοντικοί στόχοι

Το 2017 F.A.S.T. ανίχνευσε τα δύο πρώτα του πάλσαρ, 16.000 και 4.100 έτη φωτός μακριά. Το 2018 εντόπισε αλλά 44 ενώ μέχρι το 2021 εντόπισε αλλά 500 πάλσαρ. Υπολογίζεται ότι έχει την ικανότητα να αυξήσει τον αριθμό των γνωστών πάλσαρ σε 6.000 από 2.000 που ήταν πριν την κατασκευή του. 

Εικόνα 4: Καμπίνα εστίασης

Τον Ιούνιο του 2022 επιστήμονες εργαζόμενοι στο F.A.S.T. ανέφεραν ότι πιθανώς να ανίχνευσαν εξωγήινα σήματα, αν και είπαν ότι για να επιβεβαιωθεί ο ισχυρισμός του θα χρειαστούν περαιτέρω μελέτες. Σύντομα, όμως, η αναφορά τους καταρρίφθηκε ως λανθασμένη, καθώς ο Dan Werthimer, επικεφαλής επιστήμονας πολλών πρότζεκτ για την ανίχνευση εξωγήινης νοημοσύνης, αναγνώρισε ότι τα σήματα αυτά οφείλονταν, όπως είπε, σε “παρεμβολές από ραδιορύπανση από ανθρώπους και όχι από τον E.T.” Το F.A.S.T. μπορεί να ανιχνεύσει σήματα έως και 13 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Επιπλέον, δέχεται σήματα από 0,1 έως 4 μέτρα, που θα προσφέρουν υψηλής ακρίβειας ανάλυση για την κατανομή ουδέτερου υδρογόνου στο σύμπαν, το οποίο κατ’ επέκταση θα μας δώσει πιο αξιόλογα δεδομένα σχετικά με την επέκταση του σύμπαντος και την πραγματική φύση της σκοτεινής ύλης.

Εικόνα 5: Το πρώτο πάλσαρ που ανακάλυψε το F.A.S.T.

Ωστόσο, όπως αναφέρει και η επίσημη ιστοσελίδα του ραδιοτηλεσκοπίου, οι κύριοι στόχοι είναι πέντε και παρατίθενται επί λέξει παρακάτω:

  1. Ανίχνευση ουδέτερου υδρογόνου μέχρι τα όρια του σύμπαντος, ανακατασκευή των εικόνων του πρώιμου σύμπαντος.
  2. Ανακάλυψη πάλσαρ, δημιουργία ενός δικτύου χρονισμού πάλσαρ και συμμετοχή στη ναυσιπλοΐα με πάλσαρ και στην ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων στο μέλλον.
  3. Συμμετοχή στο Διεθνές Δίκτυο Πολύ Μακράς Βάσης Συμβολόμετρου για την απόκτηση υπέρλεπτων δομών ουράνιων σωμάτων.
  4. Εκτέλεση ραδιοφασματικής έρευνας υψηλής ανάλυσης. Ανίχνευση ασθενών διαστημικών σημάτων.
  5. Συμμετοχή στην αναζήτηση εξωγήινης νοημοσύνης.
Εικόνα 6: Το έμβλημα του F.A.S.T.
Επίλογος

Το ραδιοτηλεσκόπιο F.A.S.T. είναι ένα “κβαντικό άλμα” στην ραδιοαστρονομία. Προβλέπεται ότι θα είναι το μεγαλύτερο του είδους του για τα επόμενα 30 χρόνια και έχει να μας προσφέρει αμέτρητη γνώση και να μας φέρει πιο κοντά στην κατανόηση του σύμπαντος.

Συντακτική επιμέλεια: Εύη Κουρσουμπα
Επιστημονική επιμέλεια: Εύη Κουρσουμπα

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ