全球规模最大!稻城有个“观天神器”(2)
2023-04-26 来源:飞速影视
工人正在安装最后一个天线面。何海洋 摄
影响有多严重?受太阳爆发影响,北斗定位的误差可能从“厘米级”扩大到“百米级”;使用短波通信的电报、对讲机会全部“趴窝”;地面电网可能因超过设计负载能力而烧毁,导致大面积停电。此外卫星如果工作时遇上高能粒子打击,可能会出现各种意想不到的风险。
“子午工程关注空间天气,我们这个设备作为其中重要的组成部分,最主要科学目标就是每天盯着太阳看。看它什么时候‘打喷嚏’,喷嚏的方向和速度。这样科学家就可以利用这些数据计算,得到精确的高能粒子到达地球的时间,从而为卫星、通信设施、电网等正常运行提供空间天气预警,保障各种设备的运行安全。”武林说。
捕捉电磁波信号,抢抓空间天气预报时间差
日地距离约有1.5亿公里。从这个尺度上来看,这个地球上的望远镜阵列,何以能迅速掌握太阳的一举一动?
武林说,这要从太阳爆发射电探测的机理说起。太阳“打喷嚏”喷射出的高能粒子从太阳传播到地球,需要几十个小时。
但是,有一个“信使”腿脚更利索,可以预告高能粒子的信息。那就是电磁波。
太阳喷射出的高能粒子会在距离太阳表面不同的位置,辐射不同频率的电磁波信号。电磁波在真空中的传播速度约为每秒30万千米。这座“观天神器”通过“捕捉”电磁波信号,就可以在太阳爆发几分钟内就发现它。
接下来就是抓住宝贵的“时间差”,对空间天气进行预报。
一旦望远镜捕获到太阳爆发初期的高能粒子团辐射出的射电信号,它将迅速对其进行高精度成像和频谱探测,进而预测高能粒子到达地球的时间和强度,实现对太阳爆发活动的监测和预警。
建设中的子午工程二期圆环阵太阳射电成像望远镜。
别看一台小天线的直径只有6米,当313个小天线协同观测,就能形成虚拟的超大口径天线,从而实现对太阳爆发活动的高精度成像观测。而对于稻城这个“观天神器”建设之地而言,不仅区位优势明显、地势平坦开阔、天气条件适宜、交通通信水电要件齐备,同时还背靠喜马拉雅山脉,大气湍流较弱,观测稳定性得到有效保证。
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