世界最大射电望远镜将开建,投资约154亿,比“中国天眼”更强?

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500米口径球面射电望远镜——中国天眼(FAST),是目前世界上最大 最灵敏的单口径射电望远镜 ,也是中国建造的射电望远镜 首次在灵敏度这个参数上占据世界制高点 ,为中国在天文学上做出卓越贡献的前提 。

而近日,又将开建一个 “世界最大射电望远镜 ”它的名字叫“SKA”,它预计在今年中旬开工 ,而且注定会为世界天文学作出伟大贡献 。

那些吹嘘“天眼设计之初已经落伍”的人士如果否认它的先进性,请拿出直接证据在评论区留言讨论。

SKA是什么样望远镜呢?

中国天眼和SKA有哪些区别 ?

中国天眼会被SKA所替代吗?

带着这些疑问,我们接着往下看:

“中国天眼 ”是什么 ?
中国天眼——500米口径球面射电望远镜(简称中国天眼),专业名称 :“Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope”。

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中国天眼之父——南仁东老师

1994年我国著名天文学家南仁东首次提出建设 “中国天眼 ”这一构想 ,2007年正式立项 ,2016年的9月25日中国天眼正式完工 ,2021年中国宣布中国天眼对全球科学家开放 。

中国天眼它有着约500m的直径,据说有30个足球场那么大;至今为止,它是世界上最大的单口径射电望远镜 ,而令人不敢相信的是中国天眼总设计工程师说:“这整个设计建造完成下来 ,还没有两公里地铁的成本那么多 。”

这是多么的不可思议 ,要知道中国天眼的建造是在深山之中 ,很多大型的机械设备都没有办法运进去,很多都是需要靠人力才能完成的 。

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而在中国天眼之前 ,美国也有过一台射电望远镜 “阿雷西博 ”,它曾是20世纪人类工程之首 ,和中国天眼一样 ,它也是单口径射电望远镜 ;在“阿雷西博 ”退出世界舞台之后 ,取而代之的就是现在我们国家所建造的中国天眼。

阿雷西博和中国天眼曾经并称为地球的两大 “眼睛 ” ,后来阿雷西博被永久关闭 ,也就独剩中国天眼一只“眼睛 ”,这也从侧面说明了中国天眼所具有的独特性 。

之后我们来了解为什么我们要来建造中国天眼?

首先我们需要的知道 :中国天眼面向的不仅仅是中国 ,还有全世界的战略需求 。

建造中国天眼,代表着可以让中国的天文学更进一步的伟大战略计划 ;建造更大更强的科学望远镜 ,是古往今来科学家们的梦想 ;人们好奇 除了地球以外的世界,可以更好的探索地球以外的世界 ,这必然离不开更加强大的望远镜的支持 。

而中国天眼就可以为科学家们提供支持 ;中国天眼具有耐气候性 ,并且每天可以工作20小时 ,每年可以工作7000小时 ;可以给科学家们提供充足的时间做科学研究 ,不用担心气候问题和时间问题 。

中国天眼有什么用?
中国天眼可以帮助我国更好地探索宇宙 ,探测空间信号和物质,满足于人类对未知宇宙的探索 ,为世界天文学进步做出卓越贡献 ,为我国天文学跻身世界一流水平和建设世界科技强国作出贡献 。

截止2020年11月06日 ,中国天眼已发现240余颗脉冲星,可是发现这么多的脉冲星有什么意义 ?

脉冲星又是什么呢 ?

脉冲星(Pulsar),又称波霎;由于不断发出电磁脉冲信号 ,所以取名为脉冲星 。

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(1.)脉冲星是在坍缩的超新星残骸中发现的 ,探索到脉冲星有助于我们了解星体坍缩时发生的情况 。

(2.)脉冲星虽然不能发光发热 ,但是他一直处在对外辐射出脉冲信号的状态 ,并且脉冲星一直处在高速自转的状态, 它自转周期是高速稳定的 ,所以脉冲信号也会非常稳定 ,稳定的脉冲信号可以用来做时间标准 ;

脉冲信号可比已知人类精准度最高的原子钟还准 ,我们就可以运用它 ,时间的准确是直接关系到航天器的运行 。

(3.)我们所熟知的北斗卫星导航系统,它只能为地球提供导航这一服务 ,但是它并不能为地球外的事物提供导航服务 ;这个时候 ,脉冲星就派上了用场 ,因为脉冲星散布在宇宙深处 ,只要我们能找到足够多的脉冲星, 我们就可以根据脉冲星发出的脉冲信号去搭建一个宇宙导航系统 ,给地球外的事物提供导航 。

而发现脉冲星 ,仅仅是中国天眼其中的一个作用而已 ;中国天眼可以作为被动雷达,用于建设国家安全 ;也可以跟踪探测日冕物质抛射事件,为太空的天气预报提供服务 ;甚至还有可能探索到外星人 ,解开宇宙起源之谜 …………

这些都是中国天眼为我们国家提供的服务和帮助 。

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即将新建的世界最大望远镜 ——“SKA”
这个即将新建的世界最大望远镜是——平方公里阵列射电望远镜(Square Kilometre Array, 简称SKA)。

这是由全球多方合作促成的人类有史以来最大望远镜建设的项目 ;由中国、南非、澳大利亚 等十个成员国作为项目的基石,全球超过20个国家的100个多个组织参与了SKA的设计和开发(来源SKA官网 )。

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SKA将分为两个部分设计 :分别是上千面反射面天线和100万个低频天线 ,它们将会分布在不同的地区:高中频反射面天线将主要建设在以南非台地高原沙漠为核心的非洲大陆,低频天线将主要建设在澳大利亚莫奇森郡;

这意味着它们将会对空中大片区域拥有成像的能力 ,科学家可以运用这大片成像的能力观测整片星空 ;这与其他巡天望远镜相比是从未展开过如此规模的壮举 。相信它将引领科学技术迎来巨大的改变 ,也一定会在天文观测领域开辟出新的天地 。

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SKA是目前国际天文界计划建造的世界最大综合孔径射电望远镜,要知道它是从上个世纪就有建造这个的思想了 ,算得上是准备已久 。如此预谋已久的项目也相信SKA将会为现阶段的工程技术和研发水平带来质的飞跃 ;并且从官网上了解到目前准备工作及详细计划进展顺利(预计2024年前后完工 ,2030年投入使用 ), 它将会作为历史上最大的科学工程之一 。

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SKA项目如此重要 ,它的造价肯定也不一般 ,据了解它的投资约为154亿人民币,运行费每年高达6亿人民币 ,当SKA全功率运行的时候 ,需要2~3个核电站才能满足它的供电 。

这么多供电的SKA有哪些功能呢?

首先我们要知道它是平方公里阵列的射电望远镜,它与平时普通的射电望远镜是不一样的 ! 它分布在南非和澳大利亚也就代表着它可以观测到那里的整片星空,要知道 从南非到澳大利亚相隔约 10389公里,假设你需要坐500km 一小时的飞机 ,也需要坐足足20小时。

这么广阔的研究区域 ,供科学家们研究 ,哪怕随便一位科学家研究出什么震惊世人的东西 ,SKA也就值了 。

SKA这么厉害 ,那么中国天眼岂不是会被取代 ?
的确有这个可能 ;在中国科学院第十九次院士大会全体院士学术报告会上,中国科学院院士、中国科学院国家天文台研究员武向平做报告时说,“中国天眼保持领先地位,大概只有十年时间,一旦SKA建成,不管我们愿不愿意,中国天眼的领先优势终将被其所取代”。

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但这是可怕的吗 ?并不是 ,有竞争才会有压力 ,有压力 我们才能研究出更好的东西 。要知道在美国的封锁下 ,华为能突出重围 ,开始研发属于中国自己的芯片 ,不就正说明了这些问题吗 。相信哪怕SKA取代了中国天眼,我们也会奋勇直前 ,研究出可以取代SKA的更先进的望远镜 。

但是我们还是不能忽略一点问题 ,当SKA一旦建成 , 中国天眼真的就会变得毫无用处吗 ?两者之中真的就没有一点区别吗 ?

首先我们要知道 中国天眼是单口径的射电望远镜 ,而SKA是平方公里列阵型望远镜 ,虽然都是射电望远镜 ,但名字的不同代表它们的功能是一定有区别的,并不是因为SKA一旦建成 ,中国天眼就一定会变得毫无用处 。

就像上文中我所说的 ,SKA是可以观测到从南非到澳大利亚那一片的区域 ,那么中国天眼就可以观测到它所在的区域的那片星空,虽然没有SKA那么大,但是观测的区域不同 ,就一定是不能被完全取代的 ,也自然在现在新的射电望远镜没有研发出来之前 ,两者都是有不可取代性的 。

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虽然SKA可能在某些性能方面远远领先中国天眼,但是有些性能以及所处的地理位置的不一样 它就是不一样 ,或许某些功能可能会被代替 ,但是绝对不会被完全取代 。

当然 ,最终的结果 我们还是要等 SKA建成 ,我们才能知道 它和中国天眼究竟谁更胜一筹 。

我们需要知道一个很重要的一点: SKA的建造中国是作为其中的成员国之一 。对于SKA,中国肯定也是出人出钱出力的 。SKA建成对于中国来说 肯定是利大于弊 。

并且从大局观来看 ,SKA和中国天眼又何尝不是一个同一目的呢 ,它们共同的所求是为了推进世界天文学的进步 ,是为了方便人类了解太空了解宇宙 。

为接下来人类移居太空的梦想做足准备 ,是为了从古至今人类登上天的愿望 ,甚至是在外太空发现外星人的轨迹 ,发现宇宙的起源 ,发现人类的奇迹 ;SKA说不定在将来也是人类科学历史上也是 一个重要的节点 。

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历史的发展是有一定的必然性 ,而我们需要等候的就是由这些射电望远镜 ,无论是SKA还是中国天眼为未来创造的奇迹 ,而我们和我们的下一代 ,需要的是去慢慢等候历史的变迁 ,需要的是努力成为可以成就历史的人。

让固碳减排和稳粮增收“和平相处”

当今世界,气候变化对农业生产的影响越来越明显,必须寻找新的农业发展模式,既能够使资源利用更加高效、产出更加稳定、抵御风险能力更强,也能够通过减少单位土地和农业产品的温室气体排放量,提高碳汇能力,减缓气候变化。因此,旨在构建农业高产、集约、弹性、可持续和低排放的“气候智慧型农业”应运而生。
  近日,“气候智慧型农业——华北平原与东北地区秸秆还田与土壤健康项目”技术培训班及田间开放日活动在辽宁省阜新市举行。该活动由联合国开发计划署驻华代表处、农业农村部科技教育司、农业农村部农业生态与资源保护总站主办,辽宁省农科院与省农业发展服务中心、先正达集团中国联合承办。
  项目专家组组长、辽宁省农科院副院长孙占祥说,此次技术培训班及田间开放日活动的举办,可以助力培养和储备气候智慧型农业方面的人才,能够为中国在应对气候变化研究和示范推广提供技术支撑,为农田环境保护和农业高质量发展做出贡献,并可为发展中国家提供“中国经验”。
找寻绿色低碳模式,确保稳产增收
  东北黑土区涵盖黑龙江、辽宁、吉林三省和内蒙古自治区东四盟,约有耕地5.38亿亩,生产了全国25%以上的粮食,调出商品粮占全国33%以上。是我国最重要的粮食主产区和最大的优质商品粮生产基地,是国家粮食安全的“压舱石”和“稳压器”。
  为满足人口快速增长对粮食总量的需求,我国不断加大黑土地开发利用的强度,导致黑土区农田土壤持续恶化,土壤微生态环境变得更加脆弱,适应气候变化的缓冲能力不断降低。同时,作为全球气候变化最敏感地区之一,近年来东北地区气候呈现温度逐年升高、降雨逐年减少态势,暖干化趋势愈加明显。传统的单一作物种植模式导致农田生态系统弹性差、稳产性能变弱,已经难以适应气候变化;过度依靠化肥和多次耕翻,则会促进土壤肥力劣化,并增加温室气体排放。
  孙占祥认为,要构建集适应气候变化、粮食产量稳步提高、资源可持续利用、固碳减排等于一体的东北地区气候智慧型农业模式,并形成配套综合技术体系,实现东北旱地高产稳产,保障国家粮食安全。
  辽宁省农科院旱地耕作制度团队多年研究发现,采用秸秆覆盖免耕播种为主的秸秆还田技术模式,在丰水年和平水年玉米产量与传统生产方式相比增产不显著,但在欠水年则表现出极大的增产效果,是一种兼具培肥土壤和稳产双赢的模式;而采用玉米和花生间作的种植模式,则显著提高了农田稳产性能,其适应气候变化的“弹性”更强。
  农业农村部农业生态与资源保护总站总农艺师李惠斌介绍,“气候智慧型农业——华北平原与东北地区秸秆还田与土壤健康项目”,旨在推动东北与华北平原基于秸秆还田的气候智慧型农业技术模式的集成与创新。针对东北、华北平原粮食主产区秸秆还田限制因素,筛选、集成、示范、推广促进土壤健康的秸秆还田技术模式;探索国际化企业、政府、科研教学单位、生产经营主体共同推动的气候智慧型农业发展的合作机制;形成促进秸秆科学还田与土壤健康的区域气候智慧型农业新模式。
推动秸秆还田,农业“增产又减排”
  推进秸秆科学高效还田,是农业绿色发展的重要举措之一,也是支撑我国农业适应和减缓气候变化,在稳粮增收的基础上,实现农业减排固碳的关键技术。
  农业资源的永续利用是农业绿色低碳发展的核心关键。秸秆既是重要的农副产品,也是重要的农业资源。农作物光合作用的产物一半在籽实,一半在秸秆。推进秸秆综合利用,有利于推进农业化学品投入减量,提升耕地质量,改善农产品品质,减轻环境污染,对支撑农业绿色低碳发展具有重要意义。
  近年来,农业农村部会同有关部门,把秸秆综合利用置于农业农村发展大局之中,作为北方农村地区清洁取暖的务实举措,作为推动农业农村减排固碳的重要抓手,坚持农用为主,“五化”并举,不断加大工作力度,创新实用技术,探索有效模式。
  目前,全国秸秆综合利用率超过86%,形成了农用为主、多元为辅的发展格局。秸秆露天焚烧现象得到明显改善,2019年全国秸秆露天焚烧火点数较2015年减少40%以上,农业生产实现了“增产又减排”。
  农业农村部农业生态与资源保护总站王全辉处长介绍,农业农村部自2014年起就与世界银行一道,在河南和安徽两省开展了包括秸秆还田技术在内的气候智慧型农业生产技术集成创新示范,总结出集“固碳技术、减排技术、适应技术和增效技术”于一体的气候智慧型农业技术体系,在项目区初步实现了“固碳减排和稳粮增收”多重目标的兼顾,为农业减排固碳摸索出了机制模式。
  “气候智慧型农业——华北平原与东北地区秸秆还田与土壤健康项目”的实施,有助于农业固碳减排。据辽宁省农科院前期研究发现,采用秸秆全量还田免耕播种的秸秆还田技术模式,农田温室气体排放可以减少19.6%。
  先正达集团中国首席发展官姜业奎表示,作为全球知名的植保与种子行业领先者,先正达在中国的玉米和小麦品种满足秸秆还田和保护性耕作耕地条件下的特殊需求,在种子包衣技术研发与服务体系建设方面实力强大,可为秸秆还田后的病虫害综合防治提供完善的解决方案。
推广气候智慧型农业,实现“藏粮于技”
  地处辽西的阜新地区干旱少雨,2020年遭受近60年来最严重的伏旱,但是项目区通过现场测产后发现,各技术模式的产量显著高于传统种植,秸秆还田技术模式的产量效应得到了充分体现。
  承担辽宁项目示范任务的阜蒙县通达农机专业合作社,去年推广应用3种技术模式共1003亩,其中玉米秸秆全量覆盖还田宽窄行免耕作业模式800亩、玉米秸秆全量覆盖还田少耕模式23亩、玉米秸秆集行全量覆盖还田二比空免耕播种技术模式180亩。
  合作社理事长马亮告诉记者:“应用秸秆覆盖还田播种前不耕整土地,一亩地能省机械作业费40-90元。但增加一次苗后除草及二次病虫害预防,综合算下来一亩地种地成本是326元,虽然比正常种地成本多了32元,但产量增加了,亩收益较传统耕作提高了100元以上。”
  秸秆覆盖免耕技术抗逆效果突显,辽宁省农科院栽培所所长白伟说,土壤风蚀较传统种植降低93%,播前耕层土壤含水量提高44%,1米土体储水量增加26毫米,玉米出苗率提高8-12个百分点,玉米抵御旱灾能力显著增强,增产效果非常明显。
  本次“田间开放日”,通过秸秆覆盖还田技术模式示范、先进机具操作演示、现场培训及指导等,积极探索阜新地区秸秆科学还田的新模式、新方法和新途径,为提高区域粮食产能,促进土壤可持续利用,实现“藏粮于地、藏粮于技”和碳达峰、碳中和起到了积极的示范和引领作用。
  “气候智慧型农业——华北平原和东北地区秸秆还田与土壤健康促进项目”启动以来,通过在东北和华北平原粮食主产区建立核心示范区,在气候智慧型农业框架下,筛选并优化秸秆还田技术,集成秸秆还田下的土壤耕作技术、养分管理技术、病虫草害防治技术与秸秆促腐技术,推动秸秆还田区域主流技术的应用,促进农田土壤健康,提升农田生产能力,强化固碳减排功能,为应对气候变化和发展气候智慧型农业做出了贡献。

来源:农民日报 作者:张玉鑫 农民日报·中国农网记者 于险峰 孙眉

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