مهندسي بي‌نهايت: راديوتلسكوپ FAST؛ چشم آسمان
راديوتلسكوپ FAST عنوان بزرگ‌ترين راديوتلسكوپ تك‌ديش جهان را يدك مي‌كشد. در اين مطلب از سري مقالات مهندسي بي‌نهايت، قصد داريم با اين راديوتلسكوپ آشنا شويم. پيش از صحبت درباره‌ي اين دستاورد بزرگ مهندسي، بهتر است ابتدا با راديوتلسكوپ‌ها بيشتر آشنا شويم.
چرا به راديوتلسكوپ‌ها نياز داريم؟
اگر از علاقه‌مندان به علم نجوم و كيهان‌شناسي باشيد، احتمالا با راديوتلسكوپ‌ها و دلايل استفاده از آن‌ها آشنا هستيد. پس، شايد آنچه در اين بخش بيان شده، برايتان چندان جديد و جذاب نباشد؛ اما اگر اطلاعات كمتري در‌اين‌زمينه داريد، بهتر است به مطالعه‌ي اين بخش ادامه دهيد.
نور مرئي، تنها بخش كوچكي از طيف الكترومغناطيسي است كه چشم انسان مي‌بيند و امواجي كه طول موج آن‌ها خارج از محدوده‌ي نور مرئي باشند، چشم انسان نمي‌بيند. اگر به تصوير زير نگاه كنيد، با افزايش طول امواج در محدوده‌ي نور مرئي، بيشتر به رنگ قرمز و با كاهش طول امواج در اين محدوده، به رنگ آبي نزديك مي‌شويم.
طيف الكترومغناطيسي
افزون‌براين، مي‌دانيم جهان هستي در‌حال‌گسترش است و اجزاي اين جهان درحالدورشدن از يكديگر هستند. وقتي به پهنه‌ي بي‌كران آسمان مي‌نگريم، نور ساطع‌شده از اجسامي كه درحالدورشدن هستند، با طول موج بلندتري به ما مي‌رسند؛ به‌همين‌دليل، اجسام دورتر بيشتر به رنگ قرمز يا رنگ‌هايي نزديك به آن ديده مي‌شوند.
تصوير پايين، تصويري موسوم به «زمينه‌ي ژرف هابل» (Hubble Deep Field) است كه قسمتي از صورت فلكي خرس بزرگ (دُبّ اكبر) را نشان مي‌دهد. در اين تصوير، كهكشان‌هاي مختلفي مشاهده مي‌شوند؛ اما آنچه بيشتر مي‌تواند مهم باشد، اين است كه در اين تصوير، برخي نقاط به رنگ سفيد يا نزديك به سفيد و برخي ديگر به رنگ قرمز يا نزديك به رنگ قرمز هستند.
زمينه‌ي ژرف هابل
اين نقاط قرمزرنگ، ستاره‌ها و كهكشان‌هايي را نشان مي‌دهند كه از ما دورترودورتر مي‌شوند. بااين‌حال، اشكال اين است كه با دورترشدنِ آن‌ها، امواجي كه به ما مي‌رسند، طول موج بلندتري خواهند داشت، تا جايي‌كه از محدوده‌ي نور مرئي خارج مي‌شوند و به محدوده‌ي امواج فروسرخ تا امواج راديويي وارد مي‌شوند. اين پديده كه از آن با نام Redshift ياد مي‌شود، باعث مي‌شود براي ديدن اجسام دورتر كه با چشم ديده نمي‌شوند، نيازمند استفاده از ابزارهاي ديگري باشيم.
راديوتلسكوپ چيست؟
از مجموعه مقاله‌هاي مهندسي بي‌نهايتلايگو؛ رصدخانه تداخل‌سنج ليزري امواج گرانشي پيش رانش پالس هسته‌اي كشاورزي هوشمند و تغذيه پايدار رصدخانه آرسيبو، گوش بزرگ زمين
مانند تلسكوپ‌هاي بصري كه نور مرئي را جذب و در نقطه‌اي متمركز ميكنند تا امكان تحليل تصاوير دريافتي وجود داشته باشد، راديوتلسكوپ‌ها هم امواج ضعيف راديويي را جمع‌آوري و متمركز ميكنند تا بتوان آن‌ها را تحليل كرد. دانشمندان از راديوتلسكوپ‌ها براي مطالعه ستاره‌ها، كهكشان‌ها، سياه‌چاله‌ها و ديگر اجرام و پديده‌هاي كيهاني استفاده ميكنند.
اين ابزارها امكان مطالعه‌ي امواج راديويي و مايكروويو با طول موج ۱۰ متر تا ۱ ميلي‌متر را فراهم ميكنند كه از اجرام كيهاني ساطع مي‌شوند. اتمسفر زمين امواج راديويي را بازتاب مي‌دهد كه طول موج آن‌ها بيش از ۱۰ متر است و به سطح زمين نمي‌رسند. البته، اتمسفر بسياري از امواج را جذب مي‌كند كه طول موج آن‌ها كوتاه‌تر از يك سانتي‌متر است و به زمين نمي‌رسند. دراين‌ميان، موج‌هايي با طول ۱ تا ۲۰ سانتي‌متر با كمترين تداخل از جوّ زمين عبور ميكنند و امكان اصلاح و تحليل آن‌ها ازطريق نرم‌افزارهاي پردازش‌گر سيگنال‌هاي راديويي وجود دارد.
FAST، بزرگ‌ترين راديوتلسكوپ جهان
دليل بزرگ‌بودن راديوتلسكوپ‌ها چيست؟
همان‌گونه كه پيش‌ازاين گفته شد، كاركرد راديوتلسكوپ‌ها تاحدي شبيه به تلسكوپ‌هاي بصري است؛ اما ازآنجاكه طول امواج راديويي به‌مراتب بزرگ‌تر از طول امواج نور مرئي است، راديوتلسكوپ‌ها ابعاد بزرگي بايد داشته باشند. اين ابزارها مولفه‌اي به‌نام «قدرت تفكيك‌پذيري زاويه‌اي» يا «وضوح فضايي» دارند. اين مؤلفه نشان‌دهنده‌ي قدرت راديوتلسكوپ‌ها براي تشخيص جزئيات بيشتر در بخشي از آسمان است. بديهي است كه با بزرگ‌ترشدن تلسكوپ، وضوح فضايي آن نيز افزايش مي‌يابد.
ديش ۵۰۰ متري FAST، بزرگ‌ترين نمونه‌ي موجود در جهان است
به‌همين‌دليل، راديوتلسكوپ‌هايي مانند آرسيبو و FAST ابعاد بسيار بزرگي دارند تا بتوانند جزئيات بيشتري دريافت كنند. علاوه‌براين، امواجي كه از اجرام آسماني به سطح زمين مي‌رسند، بسيار ضعيف هستند تا جايي‌كه سيگنال‌هاي تلفن‌همراه مي‌توانند يك‌ميليون بار از اين امواج قوي‌تر باشند. باتوجه‌به اين موضوع، اكثر راديوتلسكوپ‌ها علاوه‌بر بزرگ‌بودن، در نقاطي دور از مناطق مسكوني قرار دارند.
پيشينه‌ي راديوتلسكوپ FAST
حال كه با راديوتلسكوپ‌ها و چگونگي كاركردشان و دلايل بزرگ‌بودن آن‌ها آشنا شديم، مي‌توانيم صحبت درباره‌ي FAST را شروع كنيم. اولين‌بار طرح ساخت اين راديوتلسكوپ در سال ۱۹۹۴ ارائه شد تا اينكه در سال ۲۰۰۷، كميسيون ملي توسعه و اصلاحات چين طرح نهايي پروژه را تأييد كرد. مأموريت رهبري اين پروژه نيز به پروفسور نان رندونگ، اخترشناس سرشناس و فقيد چيني واگذار شد.
نان رندونگ
يكي از اشكالات اصلي، پيداكردن مكاني مناسب براي ساخت FAST بود. به‌منظور پيداكردن مكان مناسب، تحقيقات متعددي درزمينه‌ي توپوگرافي، آب‌شناسي، اشكالات ساخت تلسكوپ و بناهاي همراه آن انجام شدند. پس از ۱۴ سال تحقيقات جغرافيايي، اقليمي و اجتماعي و انجام شبيه‌سازي مهندسي در مقياس وسيع روي ۴۰۰ منطقه براي ساخت تلسكوپ، ۳۰۰ درّه به‌عنوان نامزدهاي نهايي انتخاب شدند. از ميان اين ۳۰۰ درّه، درّه‌ي داوودانگ در منطقه‌ي پينگ‌تانگ در استان گويژو چين براي ساخت FAST انتخاب شد.
وجود مسير طبيعي براي خروج آب، قرارگرفتن در ميان كوه‌هاي بلند كه نقش نوعي حفاظ طبيعي را بازي ميكنند و فاصله‌ي ۵ كيلومتري از منابع اصلي امواج راديويي ازجمله دلايل انتخاب اين منطقه بودند. علاوه‌براين، تحقيقات نشان داده بودند پيش‌ازاين، هيچ زلزله‌ي درخورتوجهي در اين منطقه ثبت نشده است. همچنين، داده‌هاي هواشناسي نيز نشان مي‌دهند بارش برف در اين منطقه بسيار محدود است و سابقه‌ي يخ‌بندان در پيشينه‌ي هواشناسي اين درّه وجود ندارد. عمق درّه نيز به‌گونه‌اي است كه زاويه‌ي اوج ۴۰ درجه‌اي را براي تلسكوپ فراهم مي‌كند. عرض جغرافيايي اين منطقه (۲۶ درجه‌ي شمالي) هم امكان مشاهده‌ي بيشتر اجرام كهكشاني جنوبي را فراهم مي‌سازد.
مراحل اوليه‌ي ساخت FAST
پيش از شروع پروژه، روستاي كوچكي با ۶۵ سرنشين تخليه شد كه در اين دره سكونت داشتند و ساكنان آن به مكان ديگري منتقل شدند. براي پيش‌گيري از تداخلات راديويي، بيش از ۹,۰۰۰ نفر كه در شعاع ۵ كيلومتري اين منطقه سكونت داشتند، به مكان‌هاي ديگري انتقال داده شدند. اين نقل‌‌مكان‌ها چندان هم بي‌دردسر نبودند. براي نمونه، حدود ۵۰۰ خانواده از دولت محلي شكايت كردند. به‌ادعاي اين خانواده‌ها، آن‌ها نه‌تنها خسارتي از دولت دريافت نكرده بودند؛ بلكه در برخي مواقع، به‌صورت غيرقانوني بازداشت هم شده بودند. جابه‌جايي جمعيتي نزديك به ۱۰,۰۰۰ نفر براي چيني‌ها بدون هزينه نبود و دولت چين مجبور شد تا مبلغي درحدود ۲۶۹ ميليون دلار را به اين افراد اختصاص دهد. اين مبلغ در قالب كمك‌هاي نقدي و وام‌هاي بانكي با هدف تهيه‌ي مسكن به مردم پرداخت شد.
كلنگ احداث اين راديوتلسكوپ در ۲۶دسامبر۲۰۰۸ (برابر با ۶دي۱۳۸۷) به زمين زده شد؛ اما به‌واسطه‌ي زمان‌بربودن فرايند آماده‌سازي محل احداث تلسكوپ، بيش از دو سال بعد و در مارس۲۰۱۱ فرايند اصلي ساختش شروع شد. براي آماده‌سازي محل ساخت‌وساز، جاده‌هاي زيادي به‌سمت درّه‌ي اصلي بايد احداث شوند. خروج مواد تخليه‌شده از درّه و رساندن تجهيزات و ملاخبار تخصصيات ساخت‌وساز به درّه نيز با اشكالات فراواني روبه‌رو بود. باايناوصاف، فرايند اصلي ساخت تلسكوپ ۵ سال بعد و در ۳ژوئيه‌ي۲۰۱۶ (برابر با ۱۳تير۱۳۹۵)، با نصب آخرين پنل از ديش تلسكوپ به‌پايان رسيد.
لحظه‌ي نصب آخرين پنل FAST
بودجه‌ي اوليه براي ساخت FAST مبلغ ۷۰۰ ميليون يوآن (معادل ۱۰۴ ميليون دلار) بود؛ اما درنهايت، توسعه و ساخت اين ابزار بيش از ۱.۲ ميليارد يوآن (معادل ۱۷۸ ميليون دلار) بودجه را به‌خود اختصاص داد. دورافتاده‌بودن محل قرارگيري تلسكوپ و تهيه‌ي پوشش محافظ براي محافظت از تلسكوپ درمقابل تداخلات راديويي، ازجمله دلايل افزايش هزينه‌ي پروژه بودند.
درحالحاضر، اين تلسكوپ با نام «تلسكوپ كروي با ديافراگم پانصدمتري» (Five hundred meter Aperture Spherical Telescope) يا به‌اختصار FAST شناخته مي‌شود؛ هرچند چيني‌ها از آن به‌نام «تيان‌يان» به‌معناي «چشم آسمان» ياد ميكنند.
طراحي FAST
براساس امواج راديويي دريافتي و نوعِ متخصصي، راديوتلسكوپ‌ها در اشكال مختلف ساخته مي‌شوند. برخي از آن‌ها همچون ALMA و SKA ساختاري آرايه‌اي دارند و از گيرنده‌هاي متعدد تشكيل مي‌شوند. برخي ديگر همچون FAST و آرسيبو نيز، از نوع تك‌ديش هستند كه بهدليل ديش‌هاي بزرگشان شناخته مي‌شوند.
ميزان حساسيت FAST سه‌برابر بيشتر از آرسيبو است
هركدام از انواع راديوتلسكوپ متخصصدهاي خاص خود را دارند. به‌طور نمونه، براي اندازه‌گيري دقيقِ ساختارهاي بزرگ در بخشي از آسمان، تلسكوپ‌هاي تك‌ديش، تنها انتخاب پيش روي ستاره‌شناسان خواهد بود؛ اما درصورت نياز به افزايش وضوح فضايي در مقياس‌هاي بسيار بزرگ، از تلسكوپ‌هاي آرايه‌اي استفاده مي‌شود.
ساختار ديش FAST
همان‌گونه كه گفته‌شد، FAST از انواع راديوتلسكوپ‌هاي تك‌ديش است. در اين راديوتلسكوپ، امواج راديوييِ تابيده‌شده به‌‌سمتِ ديش، در نقطه‌اي متمركز مي‌شوند و به‌طور معمول گيرنده‌ي نصب‌شده در بالاي ديش آن را دريافت مي‌كند.
ديش ۵۰۰ متري FAST بزرگ‌ترين نمونه‌ي موجود در جهان است و به‌واسطه‌ي طراحي نوآورانه‌ي خود از توانايي تغيير شكل برخوردار است. به‌لطف ويژگي تغييرشكل، برخلاف تلسكوپ‌هايي همچون آرسيبو، در چشم آسمان نقطه‌ي تمركز ديش متغير است و اين تلسكوپ مي‌تواند بخش‌هاي مختلفي از پهنه‌ي آسمان را هدف قرار دهد.
نحوه‌ي تغييروضعيت ديش
درحقيقت، ديش FAST از ۴,۴۵۰ پنل كوچك ساخته شده كه همچون قطعات پازل كنارهم قرار گرفته‌اند. ده‌هزار كابل هم ازطريق ۲,۲۵۰ مفصل متحرك به اين پنل‌ها نصب شده‌اند تا امكان تغيير شكل و نقطه‌ي تمركز ديش وجود داشته باشد. گفتني است نرم‌افزاري اختصاصي نيز وظيفه‌ي كنترل شكل ديش را برعهده دارد. براي كاهش وزن، پنل‌هاي ديش از توري‌هاي فلزي تهيه شده‌اند. اين ساختار امكان عبور نورخورشيد از پنل‌ها را فراهم مي‌كند تا گياهاني كه پشت ديش قرار دارند، بتوانند به رشد خود ادامه دهند. اين موضوع بدين‌دليل مهم است كه همين گياهان موجب تثبيت خاك و محكم‌ترشدن زمين مي‌شوند كه خود نوعي مزيت طبيعي است.
از اين تلسكوپ با عنوان تلسكوپي با ديافراگم ۵۰۰ متري نام برده مي‌شود؛ اما درعمل، اين تلسكوپ مي‌تواند در هر لحظه يك سهمي با شعاع ۳۰۰ متر تشكيل و پهنه‌اي از آسمان را هدف قرار دهد. قطعات متحرك ديش امكان اصلاح هرگونه ابيراهي كروي را به‌صورت لحظه‌اي فراهم ميكنند تا امكان دستيابي به پولاريزاسيون كامل و محدوده‌ي گسترده‌اي از باندها بدون نياز به سيستم‌هاي تغذيه‌ي پيچيده وجود داشته باشد. ابيراهي كروي به‌هم‌ريختگي‌هاي سيگنال است كه بهدليل نامناسب‌بودن سطح ديش پديد مي‌آيند. وظيفه‌ي طراحي و ساخت اين ديش برعهده‌ي شركت صنايع فناوري الكترونيك چين است و شركت مهندسي صنايع سنگين ووچانگ آن را نصب كرده است.
محدوده‌ي پوشش ديش
كابين گيرنده‌ي معلق
كابين گيرنده‌ي معلق يا «كابين تمركز»، ابزاري به وزن ۳۰ تُن است كه به‌صورت معلق بالاي ديش FAST نصب شده است. گيرنده‌هاي نصب‌شده درون كابين وظيفه‌ي دريافت سيگنال‌هاي متمركزشده به‌وسيله‌ي ديش را برعهده دارند و كلّ كابين با ۶ كابل كه به ۶ ستون نگه‌دارنده وصل شده‌اند، در بالاي ديش قرار گرفته است.
كابين گيرنده با كابل‌هاي اتصال
براي حفظ تعادل كابين، از نرم‌افزاري اختصاصي استفاده مي‌شود كه ميزان بارِ واردشده بر هر كابل را به‌صورت جداگانه تنظيم مي‌كند. باتوجه‌به وضعيت ديش، اين سيستم مي‌تواند كابين را به‌دقت ۱۰ ميلي‌متر در نقطه‌ي موردنياز براي دريافت سيگنال قرار دهد. جالب اينجا است كه امواج راديويي ساطع‌شده از ابزارهاي درونِ اين كابين به محيط بيرون نشت نمي‌كنند و ازاين‌لحاظ تداخل راديويي با امواج دريافتي از آسمان به‌وجود نمي‌آيد.
گيرنده‌هاي درون كابين باند‌هاي مختلفي در محدوده‌ي فركانس ۷۰ مگاهرتز تا ۳ گيگاهرتز پوشش مي‌دهند. اين گيرنده‌ها روي نوعي پلتفرم استوارت نصب شده‌اند تا امكان تنظيم جهت آن‌ها وجود داشته باشد. دو حسگر ليزري وظيفه‌ي كنترل جهت‌گيريِ گيرنده‌ها را برعهده دارند و چهار حسگر ليزري ديگر هم براي كنترل موقعيت كابين استفاده مي‌شوند.
گيرنده‌ي نصب‌شده روي پلتفرم استوارت
جالب اين است كه مكان كابين و گيرنده‌ها و ديش تلسكوپ پيش از دريافت سيگنال تنظيم نمي‌شود؛ بلكه دانشمندان مي‌توانند به‌صورت آني و در هر لحظه، ساختار و موقعيت ديش و كابين و گيرنده‌هاي سيگنال را تغيير دهند. براي مثال، در موقعيتي كه تلسكوپ در‌حال‌تعقيب هدف در آسمان است، امكان تغيير زاويه‌ي ديش و ديگر اجزاء با حداكثر سرعت ۱۵ درجه در ساعت وجود دارد.
ديگر اجزاي FAST
علاوه‌بر ديش و كابين معلق، بخش‌هاي ديگري نيز براي كنترل تلسكوپ و انتقال و پردازش داده‌هاي دريافي توسعه يافته‌اند. مجموعه‌ي فيبر نوري با پهناي باند فراوان وظيفه‌ي انتقال سريع داده‌ها تا فاصله‌ي سه كيلومتري را برعهده دارند. ترمينال‌هاي پردازش داده‌هاي ديجيتال نيز پردازش داده‌هاي دريافتي را برعهده دارند. ساعتي هيدروژني دركنار استاندارد زمان فراهم‌شده به‌وسيله‌ي GPS هم براي تعيين دقيق زمان به‌كار گرفته مي‌شوند. مجموعه‌اي از سيستم‌هاي نظارت و عيب‌يابي نيز براي نظارت و رفع سريع عيوب در سيستم‌هاي مختلف ايجاد شده‌اند.
سيستم پردازش داده‌ي FAST را به‌طور مشترك مركز بين‌المللي اخترشناسي راديويي و رصدخانه‌ي جنوبي اروپا توسعه داده‌اند تا داده‌هاي جمع‌آوري‌شده‌ي تلسكوپ را تجزيه‌و‌تحليل كنند. اين نرم‌افزار نسل جديد سيستم بايگاني (Next Generation Archive System) يا به‌اختصار NGAS شناخته مي‌شود. اين نرم‌افزار به‌ويژه در مطالعات مربوط‌به ستاره‌هاي نوتروني چرخان و جست‌وجو براي نشانه‌هاي حيات فرازميني استفاده مي‌شود. NGAS امكان جمع‌آوري و جابه‌جايي و ذخيره‌سازي حداكثر سه پتابايت داده‌ي جمع‌آوري‌شده در سال را براي محققان فراهم مي‌كند.
يكي از اتاق‌هاي كنترل FAST
اشكالات كنوني
اتمام فرايند ساخت FAST، تنها به‌منزله‌ي پايان اشكالات نبود. ازآنجاكه اين راديوتلسكوپ در نوع خود بي‌نظير است، نه‌تنها ساخت آن، بلكه استفاده از آن هم اشكالاتي براي سازمان‌هاي علمي چين و دست‌اندركاران آن‌ها ايجاد كرده است.
يكي از اين اشكالات، پيداكردن افراد زبده و توانمند براي به‌كارگيري اين تلسكوپ است. از يك سو، استفاده از اين دستاورد تحسين‌برانگيز مهندسي به استخدام كاركنان زيادي نياز دارد و از سوي ديگر، قرارداشتنِ آن در منطقه‌اي دورافتاده باعث مي‌شود بسياري از مهندسان و اخترشناسان به كار در رصدخانه‌ي FAST بي‌علاقه باشند. اشكال بزرگ‌تر اين است كه فقط تعداد انگشت‌شماري از دانشمندان چيني در حوزه‌ي ستاره‌شناسي راديويي تخصص دارند. همين معضل مقام‌هاي چيني را وادار كرده دانشمنداني از ديگر نقاط جهان استخدام كنند.
ضريب خرابي بخش‌هاي متحرك تلسكوپ بيش از مقدار پيش‌بيني‌شده است
علاوه‌بر مسئله‌ي كمبود كاركنان، بسياري از پژوهشگران هنوز نمي‌دانند چگونه مي‌توان از تمامي ظرفيت‌هاي FAST استفاده كرد. هرچند بخش سخت‌افزاري كار به‌پايان رسيده، براي استفاده‌ي بهينه از اين سخت‌افزار، نرم‌افزارهاي جديد و متعددي براي پردازش و تحليل سيگنال‌هاي دريافتيِ تلسكوپ بايد توسعه پيدا كنند.
مفاصل متحرك FAST امكان تغييرشكل ديش را فراهم ميكنند
سختي‌ها و پيچيدگي‌هاي مرتبط با حفظ و نگه‌داري اين راديوتلسكوپ هم روي ديگرِ سكه است. با وجود توضيحات پيشين، نمي‌توان كتمان كرد FAST سازه‌اي بسيار پيچيده است و نگه‌داري و تعمير آن كار آساني نيست. درحالحاضر، ضريب خرابي بخش‌هاي متحرك اين راديوتلسكوپ بيش از ميزان پيش‌بيني‌شده است و تلاش براي رفع اين مسئله ادامه دارد.
درنهايت، نبايد جذابيت FAST براي گردشگران را هم فراموش كرد. بسياري از افراد، ازجمله اخترشناسي، دوست دارند اين راديوتلسكوپ را از نزديك ببينند و مقام‌هاي محلي نيز اين مسئله را به‌عنوان موقعيتي اقتصادي قلمداد ميكنند. بااين‌حال از نگاه دانشمندان، ابزارهاي ارتباطي روزمره كه گردشگران با خود حمل ميكنند، يكي از منابع اصلي تداخل راديويي هستند و ممكن است استفاده از FAST را با اشكال روبه‌رو كنند.
سكوي اختصاصي بازديدكنندگان FAST
مأموريت و يافته‌هاي FAST
مهندسي بي‌نظير استفاده‌شده در FAST باعث شده اين راديوتلسكوپ ازلحاظ حساسيت به سيگنال‌هاي دريافتي، سه‌برابر حساس‌تر از آرسيبو باشد؛ اما هدف از ساخت اين تلسكوپ چيست و تاكنون چه دستاوردي داشته است؟ به‌طوركلي، تحقيق درباره‌ي قوانين حاكم بر جهان هستي، ازجمله اهداف ساخت اين راديوتلسكوپ است. اين تحقيقاتي مي‌توانند نگاه ما به جهان را تغيير دهند.
يكي از فعاليت‌هاي اصلي تحقيقاتي انجام‌شده به‌كمك FAST، مشاهده‌ي تپ‌اخترها است. اندازه‌ي بزرگ‌تر و حساسيت بيشتر به چشم آسمان اجازه مي‌دهد تا تپ‌اخترها را از فواصل دورتري شناسايي كند. تپ‌اخترهاي ميلي‌ثانيه‌اي و تپ‌اخترهاي دوتايي و تپ‌اخترهاي فراكهكشاني ازجمله اهداف پژوهشي اين راديوتلسكوپ هستند.
حدودا يك سال پس از شروع فعاليت آزمايشي FAST، دانشمندان توانستند دو تپ‌اختر را به‌كمك اين تلسكوپ كشف كنند. اين دو تپ‌اختر كه با نام‌هاي PSR J1859-01 و PSR J1931-01 ثبت شده‌اند، در اوت۲۰۱۷ كشف شده‌اند و چند ماه بعد، تلسكوپ پاركس در استراليا نيز آن‌ها را تأييد كرده است. در فوريه‌ي۲۰۱۸ نيز پژوهشگران موفق شدند تپ‌اختر ميلي‌ثانيه‌اي را به‌كمك FAST كشف كنند. مدتي بعد، تحقيقاتي تلسكوپ «فرمي» اين كشف را نيز تأييد كرد. براساس آمار موجود، دست‌ِكم تا آوريل۲۰۱۸، FAST توانسته ۲۰ تپ‌اختر جديد شناسايي كند.
FAST مي‌تواند تپ‌اخترها را از فواصل دورتري شناسايي كند
پيوستن به شبكه‌ي تداخل‌سنجي خطپايهي بسيار طولاني (VLBI) از ديگر اهداف FAST است. در تكنيك «تداخل‌سنجي خطپايهي بسيار طولاني»، سيگنال‌هاي دريافتيتلسكوپ‌هاي مختلف تركيب مي‌شوند تا با مقايسه‌ي آن‌ها، داده‌هايي دقيق‌تر با جزئيات بيشتر حاصل شوند. علاوه‌براين، تكنيك تداخل‌سنجي خطپايهي بسيار طولاني به دانشمندان اجازه مي‌دهد تا جابه‌جايي صفحات تكتونيكي زمين را هم مطالعه كنند. تعيين مكان دقيق قاره‌ها و كشورها و نظارت بر جهت‌گيري زمين در فضا ازجمله ديگر دستاورد‌هاي تكنيك تداخل‌سنجي خطپايهي بسيار طولاني هستند.
از ديگر اهداف طراحي و ساخت چشم آسمان كشف ارتباطات بين‌سياره‌اي و جست‌وجو براي هوش فرازميني هستند. فرصت ما براي كشف حيات فرازميني ممكن است بسيار محدود باشد؛ اما چنين كشفي مي‌تواند جهان را تحت‌تأثير قرار دهد. در جست‌وجو براي هوش فرازميني، دانشمندان به‌طور خاص به‌دنبال يافتن امواج الكترومغناطيسي مصنوعي هستند كه موجودات داراي آگاهي توليد كرده‌اند. با وجود تداخل حاصل ديگر امواج كهكشاني و محدوديت امواجي كه به سطح زمين مي‌رسند، پژوهشگران معتقدند بايد روي امواجي با بسامد ۱ تا ۳ گيگاهرتز متمركز شد.
جست‌وجو براي هوش فرازميني يكي از اهداف FAST است
درحالحاضر، تلسكوپ ۶۵ متري پاركس در استراليا ازجمله تلسكوپ‌هايي است كه براي جست‌وجوي حيات فرازميني به‌كار مي‌رود و مي‌تواند سيگنال‌هايي را تا مسافت ۴.۵ سال نوري كشف كند. آرسيبو نيز حداكثر مي‌تواند سيگنال‌هايي تا مسافت ۱۸ سال نوري را كشف كند؛ اما اين رقم براي FAST به ۲۸ سال نوري مي‌رسد و باايناوصاف، چشم آسمان مي‌تواند سيگنال‌هاي ارسال‌شده از ۱۴۰۰ ستاره‌ي مختلف را كاوش كند. تلسكوپ غول‌پيكر چيني‌ها در اكتبر۲۰۱۶ به پروژه‌ي Breakthrough Listen پيوست تا دركنار تلسكوپ Green Banks و پاركس، نشانه‌هاي هوش فرازميني را جست‌وجو.
جالب اين است كه در ژانويه‌ي۲۰۱۹، برخي وب‌سايت‌ها اخباري منتشر كردند كه به دريافت سيگنال‌هايي از موجودات فرازميني به‌وسيله‌ي FAST اشاره مي‌كردند. باوجوداين، دانشمندان با رد اين ادعاها، احتمال دادند اين سيگنال‌ها درواقع، پالس‌هاي راديويي سريعي (FRB) هستند كه به‌طور معمول، ديگر راديوتلسكوپ‌ها هم كشف ميكنند. هرچند منبع اين سيگنال‌ها به‌طور قطع مشخص نيست، دليلي براي نسبت‌دادن آن‌ها به موجودات فرازميني هم وجود ندارد.
تحقيقات گسترده درباره‌ي هيدروژن خنثي و آرايه‌ي زمان‌سنجي تپ‌اخترها و كشف مولكول‌هاي بين‌ستاره‌اي نيز از ديگر اهداف پژوهشي FAST هستند.
جمع‌بندي
احتمالا در يك يا دو دهه‌ي آينده، چشم آسمان همچنان عنوان بزرگ‌ترين راديوتلسكوپ تك‌ديش جهان را يدك خواهد كشيد. FAST فقط دستاورد خيره‌كننده‌ي مهندسي نيست؛ بلكه ابزاري است كه مي‌تواند دنياي اخترشناسي راديويي را متحول كند. اين ابزار مي‌تواند به انسان‌ها كمك كند به يافته‌هاي دقيق‌تري درباره‌ي سرمنشأ جهان هستي دست پيدا كنند و نادانسته‌هاي مربوط‌به وجود سياره‌ها و ستاره‌ها را كشف و هوش فرازميني را جست‌وجو كنند.
اين راديوتلسكوپ را مي‌توان به‌عنوان نمادي از امتداد قانون مور قلمداد كرد؛ چراكه دركنار سازه‌ي عظيم ديش و كابين گيرنده، هزاران رايانه وظيفه‌ي كنترل و تحليل داده‌هاي دريافتي آن را برعهده دارند. اين داده‌ها مي‌توانند نگاه ما به جهان هستي را تغيير دهند.
هم انديشي ها