八月廿五,大窝凼
二〇一六年九月二十五日,贵州平塘县克度镇。山里的雾散得晚,太阳出来以后,洼地里的水汽往上冒。
按站内历法核校,这一天是丙申年八月廿五,日干支庚戌。
上午,落成启用的仪式在洼地边上举行。台下坐的有研究人员、施工人员、当地的村民。仪式结束后,望远镜开始接收信号。这个口径五百米的家伙,从这一刻起可以用了。
为什么是洼地
望远镜的口径越大,收到的信号越多。可口径大了,结构就是问题:一个五百米的抛物面,要撑住自己的重量,还要能转,怎么做?
办法是不让它整体转。把望远镜造在一个天然的洼地里,反射面固定在坑里,靠变形来对准天上的源,靠吊在上面的接收机移动来跟踪。这样口径可以做得很大,转动的部分只剩下一个三十吨的舱。
坑必须是圆的,边坡要稳,底下要有排水。贵州的喀斯特地貌里,这样的洼地不少,是水把石灰岩溶出来的。选来选去,定了大窝凼。这个坑的直径五百多米,深度合适,形状接近球缺,周围的岩层结实。
洼地底下有暗河,雨水从落水洞走。开工之前先做排水,把水引走,免得坑里积水。
四千四百五十块面板
反射面不是一个整块,是四千四百五十块三角形的面板拼起来的。每块边长十一米左右,厚一毫米多,是用铝板冲压成形的,背面有加强筋。
面板铺在索网上。索网是几千根钢索编成的网,挂在周围的钢圈上。钢圈架在几十个混凝土基座上,基座打到岩层里。
面板之间有缝,缝里是空的,雨水能漏下去,风能透过去,这样整个结构受的风压小。面板的总面积有二十几万平方米,铺满了差不多三十个足球场。
一块面板一个编号,编号刻在边上的角钢上,也记在安装的表格里。装的时候按编号吊上去,对位,拧螺栓。装完以后要测,测每一块的位置准不准。
三十吨吊在六根索上
接收机装在馈源舱里。舱是圆的,直径十几米,重三十吨,吊在反射面上方一百多米的地方。
吊它的不是塔,是六根钢索。钢索一头连在周围的支撑塔上,另一头连在舱上,六根索从六个方向拉住,舱就悬在中间。改变六根索的长度,舱就能在空间里移动,走到需要的位置。
索很长,最长的六百多米。索长了会下垂,也会有温度变形。所以索上装了测力的装置,实时测每根索受多大力,控制系统按测到的力调整。舱的位置精度按毫米算。
舱里有接收机、有制冷设备、有数据采集的设备。信号从反射面聚到舱里,放大、变换,再用光纤传到山下的机房。
面板能动
反射面不是死的。每一块面板下面连着下拉索,索的另一头接一个促动器,促动器固定在支撑结构上。促动器伸缩,拉动索,面板就跟着上下动一点点。
两千多个促动器一起动,整个反射面就从一个球面变成一个抛物面,焦点落在馈源舱所在的位置。观测不同的天区,抛物面的方向不同,面板的形状也跟着变。这个过程叫主动变形。
变形的量不大,最多几十厘米,可要求很准。两千多块面板一起动,最后合成的面形误差要控制在毫米级。
静默区
望远镜收的是极弱的射电信号。手机、微波炉、汽车点火、电焊,都会产生干扰。所以台址周围划了一片静默区,核心区里不能有手机、不能用无线设备。
核心区原来住着人家。搬迁是按户谈的,房子、地、山林都算了补偿。搬走以后,原来的村道封了,田不种了,山坡上种了树。
来访的人进核心区要交手机、相机,用专门的相机拍照还要登记。车开到一定位置就得停,换乘台里的车。
面板背后的编号
装完以后,有人到反射面下面去看。抬头是一片面板的背面,一块挨一块,缝里透光。每块面板的边上都有一串编号,喷的白漆,被雨水冲得有些淡。
编号是按区域和行列排的,不是干支。丙申年八月廿五、日干庚戌,这一层在编号里没有;编号是给安装和检修用的,要的是一找就找得到。
下雨的时候,水从面板的缝里漏下去,落到坑底的排水沟里,顺着暗河流走。坑里很静,只有水滴的声音。