当代工程观与科技创新课程报告浅谈中国天眼军事科技领域应用
当代工程观与科技创新
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浅谈中国天眼在军事科技领域的应用
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浅谈中国天眼在军事科技领域的应用
摘要：
天眼 FAST 作为世界上最大的单口径球面射电望远镜，建成以来备受世界关注。建成以来应用在空间飞行器的测控与通讯、脉冲星计时阵和自主导航、非相干散射雷达接收系统、高分辨率微波巡视等多个领域，打破了多项世界纪录，本文主要研究了中国天眼在科技以及军事领域的应用。
关健字：
中国天眼 军事 科技 卫星通信 宇宙探索
引言：
中国天眼坐落于贵州省平塘县,是我国具有自主知识 产权,世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜.它对宇宙的深 入探测,有助于人类加深对宇宙起源和演化进行更深层次的探究。中国天眼建成以来已经发现了多颗脉冲星，截至 2019 年 8 月 28 日，500米口径球面射电望远镜已发现 132颗优质的脉冲星候选体，其中有 93 颗已被确认为新发现的脉冲星。
1. 中国天眼功能简介 500 米口径球面射电望远镜被誉为“中国天眼”，由我国天文学家南仁东于 1994年提出构想，历时 22 年建成，于 2016 年 9月 25 日落成启用。是由中国科学院国家天文台主导建设，具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。综合性能是著名的射电望远镜阿雷西博的十倍。
FAST 是世界上最大的单口径球面射电望远镜，是由国家科教领导小组审议确定的国家九大科技基础设施之一，采用中国科学家独创设计和我国贵州南部喀斯特洼地的独特地形条件，建设的一个约 30 个足球场大小的高灵敏度巨型射电望远镜。
FAST 可把中国空间测控能力由地球同步轨道延伸至太阳系外缘，将深空通讯数据下行速率提高 100 倍。其应用价值可以是为自主导航这一前瞻性研究制作脉冲星钟；诊断识别微弱的空间讯号，为国家安全服务；提供高分辨率和高效率的地面观测；跟踪探测日冕物质抛射事件，服务于太空天气预报。
FAST 的设计技术方案除了在观测中性氢线及其他厘米波段谱线，开展从宇宙起源到星际物质结构的探讨、对暗弱脉冲星及其他暗弱射电源的搜索、高效率开展对地外理性生命的搜索等 6 个方面实现科学和技术的重大突破外，还将作为一个多学科基础研究平台，有能力将中性氢观测延伸至宇宙边缘，观测暗物质和暗能量，寻找第一代天体。
2. 中国天眼在科技与军事领域的应用 2.1 中国天眼的科学目标 FAST 作为世界最大的单口径望远镜，将在未来 20 至 30 年保持世界一流地位。全新的设计思路，加之得天独厚的台址优势，使其突破了望远镜的百米工程极限，开创了建造巨型射电望远镜的新模式。它的创新在于利用独一无二的贵州天然喀斯特洼地台址，以及应用主动反射面技术在地面改正球差和应用轻型索拖动馈源支撑将万吨平台降至几十吨。
中国天眼 FAST 共有七项科学目标：
（1）FAST 有能力将中性氢观测延伸至宇宙边缘，重现宇宙早期图像。
（2）能用一年时间发现数千颗脉冲星，建立脉冲星计时阵，参与未来脉冲星自主导航和引力波探测。
（3）主导国际甚长基线干涉测量网，获得天体 超精细结构。
（4）进行高分辨率微波巡视，检测微弱空间信号。
（5）参与地外文明搜寻。
（6）参与子午链工程，提高非相干散射雷达双机系统性能。
（7）将深空通讯能力延伸至太阳系外缘行星，将卫星数据接收能力提高 100 倍。
FAST 项目的科学意义非常重大。建望远镜是瞄准 21 世纪的科学前沿，寻找暗物质、暗能量。宇宙中有 99%的质量和能量知道它的存在，但不知道它的特性是什么。FAST不仅让中国的天文学家为之振奋，全世界的天文学家也在紧盯着它——寄希望于这个最大的“天眼”或许能找到外星人，并解开宇宙起源之谜。
2.2 中国天眼应用与卫星通信 2.2.1 军事防御应用
FSAT 天眼的军事应用体现在它的基本功能卫星通信上。数字战场与信息战争是相伴而生的。数字空间框架是数字战场的基础。很明显，指挥、控制、计算机、情报、侦察系统的构建与运行，军事互联网——全球信息网格的建立，战场环境的模拟、军事地理信息系统的建设等，都需要使用卫星遥感图像等空间信息来 搭建战场环境空间框架。可以说，在现代信息战争中，来自卫星遥感图像源源不断的实时或现实的信息，是军队训练、作战、指挥等方面信息保障的基石。
测制军事地图是卫星遥感图像十分重要的用途。一般说来，高分辨率的卫星图像大都能够用于测制军事地图。目前，不仅美国、俄罗斯、法国、中国等航天大国能够发射成像卫星，连以色列、日本、印度、台湾都先后发射了成像卫星。随着卫星遥感技术的发展，卫星遥感图像的种类越来越多，分辨率越来越高，为测制高精度的军事地图包括电子地图提供 了良好的条件。天眼的卫星通信为军事领域的发展提供了有效可靠的保障。
2 2.2.2 科技应用
FAST 在科技领域的建树颇丰，能把中国空间测控能力由地球同步轨道延伸至太阳系外缘，将深空通讯数据下行速率提高100 倍。脉冲星到达时间测量精度由 120 纳秒提高至 30 纳秒，成为国际上最精确的脉冲星计时阵，为自主导航这一前瞻性研究制作脉冲星钟。进行高分辨率微波巡视，以1HZ 的分辩率诊断识别微弱的空间讯号，作为被动战略雷达为国家安全服务。
基于 FAST 的强大功能，如果银河系(直径约为 15 万光年)内存在外星人，他们的信息就很可能被发现。国际科研项目“搜寻外星人计划”(SETI)的首席科学家丹·沃西默
最近向中方提出，希望在 FAST 加装设备，可合作搜索外星人信号。
3.结束语
具有中国独立自主知识产权的 FAST，是世界上目前口径最大、最具威力的单天线射电望远镜，其设计综合体现了我国高技术创新能力。它将在基础研究众多领域，例如宇宙大尺度物理学、物质深层次结构和规律等方向提供发现和突破的机遇，也将在日地环境研究、国防建设和国家安全等方面发挥不可替代的作用。其建设将推动众多高科技领域的发展，提高原始创新能力、集成创新能力和引进消化吸收再创新能力。它的建设与运行将促进西部经济的繁荣和社会进步，符合国家区域发展总体战略。
4.参考文献 [1]王树连.现代战争的神奇天眼——卫星遥 感 图 像 的 军 事 应 用 [J]. 中 国 测绘,2005(01):36-39. [2]王金聚.中国“天眼”——FAST[J].湖南中学物理,2017,32(08):95-96+84.
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