Nýlega vann FAST (fimm-hundruð-metra ljósop kúlulaga útvarpssjónauki í Kína)-oft kallaður "Eye of Heaven"- stóru afreki: hann kom í stað "augnvöðva" sem stjórna "augakúlunni" fyrir alveg nýtt sett. Þessir „vöðvar“ eru engir aðrir en sex stórfelldu stálstrengirnir sem stjórna fóðurklefa sjónaukans.
Þessir sex stálstrengir eru samtals tæplega 4.000 metrar að lengd og vegur hver strengur yfir 6 tonn. Skiptingarferlið hófst í byrjun maí á þessu ári, lauk um miðjan-júní og stóðst í kjölfarið skoðun sérfræðinga. FAST hefur nú hafið athuganir á ný og farið í nýjan áfanga í djúpum-geimkönnun.
[Mynd]
Á yfirborðinu gæti þetta hljómað eins og einfalt mál að skipta út nokkrum reipi. Hins vegar, á sviði háþróaðrar framleiðslu, eru undirliggjandi kröfur-sem spanna efnisfræði, framleiðsluferla og staðfestingu við erfiðar rekstraraðstæður-allt annað en einfaldar.
Hvað eru þessir "augvöðvar" eiginlega?
Til að skilja þá þurfum við fyrst að skoða uppbyggingu FAST.
FAST státar af 500 metra ljósopi, með -merkjamóttökusvæði sem jafngildir 30 venjulegum fótboltavöllum. Byggt innan náttúrulegrar karstlægðar í Guizhou héraði, var verkefnið fyrst hugsað af kínverska stjörnufræðingnum Nan Rendong árið 1994. Það tók 22 ár að klára það og var formlega vígt 25. september 2016.
[Mynd]
Þessi risastóri "diskur" ber ábyrgð á að safna rafsegulbylgjumerkjum frá alheiminum. Samt er bara innheimta ekki nóg; merkin verða líka að vera nákvæmlega „fanguð“. Tækið sem fangar þessi merki er þekkt sem fóðrunarklefinn.
Fóðurskálinn er 30 tonn að þyngd og er upphengdur í 140 metra hæð yfir jörðu. Það virkar eins og "augakúla" þessa risastóra "auga sem horfir á himininn." Hins vegar er þetta "augahnöttur" ekki kyrrstæður; það verður að hreyfast sveigjanlega innan 206-metra þvermálssviðs og ná mjög-hári-nákvæmni, rauntíma staðsetningu.
Hvað stjórnar þessum 30 tonna „augakúlu“? Stálstrengirnir sex.
Augnsteinar reiða sig á samræmdan samdrátt sex vöðva utan augna til að ná sveigjanlegum snúningi og nákvæmum fókus. FAST fóðrunarklefinn starfar á svipaðan hátt: snúru-drifið kerfi notar þessar sex stálkaplar til að draga 30-tonna hylkin í gegnum loftið, sem gerir honum kleift að framkvæma ýmsar flóknar hreyfingar. Þess vegna er rétt að vísa til þessara sex stálkapla sem „augnvöðva“ „Auga himinsins“. „Kína himins auga“ fær innlenda „augnvöðva“ – hágæða þróun – 21st Century Business Herald
Hver stálstrengur verður að standast hundruð beygjulota og púlsálags daglega. Þetta stig rekstrarstyrks gerir miklar kröfur til þreytulífs kapalsins: það verður að tryggja fimm ára samfellt notkun án þess að einn vír slitni.
Af hverju skiptin? Var upprunalega snúran ekki nógu góð?
Síðan FAST (Fimm-hundruð-metra Aperture Spherical radio Telescope) tók til starfa árið 2016, höfðu togstrengirnir fyrir fóðurklefann verið innfluttar vörur. Fyrsta skiptingin hafði meira að segja verið framkvæmd árið 2021.
Hins vegar var vandamál með innfluttu kapalana: olíukennda eðjan sem lak hægt út við notkun truflaði eðlilegar athuganir sjónaukans. Fyrir útvarpssjónauka sem er hannaður til að fanga dauf rafsegulmerki frá djúpum alheimsins, eru allar truflanir stórt vandamál.
Ennfremur,-langtímaáreiðan á innflutningi fyrir kjarnahluta fylgir birgðakeðjuáhætta. Hvað ef snúrurnar yrðu ófáanlegar, eða birgirinn hækkaði verð eða lokaði framboði? Hvað myndi verða um þennan mikilvæga hluta innlendra vísindamannvirkja?
Þar af leiðandi ákvað FAST teymið að skipta út innflutningnum fyrir innlenda framleidda kapla.
Hversu erfitt er það að framleiða þennan „kínverska kapal“?
Það kann að hljóma eins og einfalt reipi, en framleiðsla þess er mun erfiðari en flestir ímynda sér.
Snúran er aðeins 46 mm í þvermál. En ekki láta þessa mynd blekkja þig-það inniheldur 381 einstaka stálvíra með 10 mismunandi þvermál. Ytri vírarnir verða að vera mjög harðir og slitþolnir, á meðan innri vírarnir þurfa að viðhalda mikilli hörku og höggþol. Vírar í mismunandi stöðum gegna mismunandi hlutverkum meðan þeir vinna saman.
Hvað þýðir það fyrir "China Sky Eye"-mikil þjóðarvísindaleg eign- að opna sig fyrir heiminum?|Mikil þjóðareign|Sky Eye|Samfélag|Sina fréttir
R&D teymið setti fjögur ströng viðmið fyrir kapalinn:
Í fyrsta lagi brotþol sem er ekki minna en 1.825 kílónewton (kN). Kílónóton er krafteining; 1.825 kN jafngildir nokkurn veginn 186 tonna þyngd. Með öðrum orðum, þessi kapall-með þvermál sem er aðeins 46 millimetrar- verður að geta staðist togkraft upp á 186 tonn án þess að klikka.
Í öðru lagi, kyrrstöðuprófun. Við 1.825 kN álag má ekki vera með sprungur eða brot á festingarhausnum og stálvírarnir mega ekki dragast út úr festingarhausnum.
Í þriðja lagi, púlsþreytuprófið. Eftir að hafa gengið í gegnum 200.000 lotur af púlsþreytu undir víxlálagi á bilinu 120 kN til 400 kN, má stálvírreipið sýna enga slitna víra á yfirborði þess og brotstyrkur þess skal vera ekki minni en 1.800 kN.
Í fjórða lagi beygja þreytuprófið. Undir álagi upp á 400 kN, er stálvírareipi beitt 62.000 lotum af endurteknum aðgerðum yfir trissu; í kjölfarið mega ekki vera slitnir vírar og brotstyrkurinn má ekki vera minni en 1.800 kN.
Í stuttu máli þarf reipið að vera bæði „hart“ (sterkt) og „hart“ (seigur). Það verður að standast gríðarlega togkrafta án þess að smella á meðan það heldur frammistöðu sinni án niðurbrots við erfiðar rekstraraðstæður sem fela í sér endurtekna beygju og púlsárekstur.
Til að uppfylla þessar forskriftir tók R&D teymið yfirgripsmikið tækniþróunarátak sem spannar alla framleiðslukeðjuna, allt frá stálframleiðslustigi. Þeir þróuðu sjálfstætt sérhæfða stálflokk með styrkleika 2.100 MPa, sem er betri en 1.960 MPa styrkur hefðbundinna stálafbrigða. Þetta efni er einstakt í Kína og er ekki hægt að kaupa það á almennum markaði.
Yfir 1.000 dagar í samvinnu við rannsóknir og þróun
Það var ekkert afrek á einni nóttu að búa til þessa innlenda framleiddu stálvírareipi.
FAST teymið tók þátt í yfir 1.000 daga samvinnu við rannsóknir og þróun með innlendum framleiðendum. Í júlí 2022 tók Liaoning Jinsuoju Material Technology Co., Ltd.-dótturfyrirtæki Ansteel Group- frumkvæði að því að leggja til sjálf-tæknilausn fyrir FAST rekstrarteymi. Árið 2023 hófu National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences opinberlega sjálfstætt rannsóknar- og þróunarverkefni fyrir stálvírastrengi kapaldrifskerfisins.
Tæplega 10.000 stálkaplar „China's Eye“ birtast fullkomlega beint frá öllum sjónarhornum! _Pekingartími
Til að sannreyna frammistöðu, setti teymið sýnishorn af reipi í 62.000 lotur af trissuaðgerð og lauk 200.000 lotum af púlsþreytuprófum. Í ágúst 2025 náði nýja innanlandsframleidda stálvírreipi velgengni eftir að hafa gengist undir þrjár umferðir af endurteknum prófunum.
Hver voru lokaniðurstöður prófsins? Eftir að hafa gengist undir 62.000 lotur af beygjuþreytuprófun, hélst brotstyrkur stálstrengsins sem framleiddur er innanlands í 1.968 kN. Þetta fór yfir 1.825 kN um 143 kN -afgangur eitt og sér sem nægir til að lyfta 11 fjölskyldubílum samtímis.
[Mynd]
Þann 28. apríl 2026 stóðust kaðall-stálkaðlar framleiddir af Ansteel viðtökuskoðun sem framkvæmd var af National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences. Skiptingarvinna hófst í byrjun maí og um miðjan -júní höfðu allir sex innlenda kaplarnir verið fullkomlega settir upp.
Þessi skipti fól í sér meira en bara snúrurnar sjálfar.
Yao Rui, forstöðumaður mælinga- og stjórnunarverkfræðideildar FAST rekstrar- og þróunarmiðstöðvarinnar, benti á mikilvægan punkt: „Frá efni til framleiðsluferla, þar á meðal loka yfirgripsmikla frammistöðuprófun, tókst okkur að ljúka-keðju tæknibyltingunni með góðum árangri.
Þetta þýðir að við framleiddum ekki bara samhæfða stálkapla; við komum á fullkomnu tæknikerfi sem nær yfir allt frá efnislegum rannsóknum og þróun og-kaplagerð til árangursmats og prófunar/staðfestingar.
Verðmæti þessa kerfis er langt umfram kapalana sex sjálfa. Það þýðir að ef svipaðar þarfir fyrir háa-stálkapla koma upp í framtíðinni þurfum við ekki að byrja frá grunni. Þetta kerfi er afritanlegt og framseljanlegt og býður upp á endurtekið líkan til að staðsetja íhluti í öðrum stórum vísinda- og tæknilegum innviðaverkefnum.
Þar að auki var rannsóknar- og þróunarkostnaður aðeins helmingur á við innfluttar vörur.
Hvað hefur FAST uppgötvað í gegnum árin?
Frá og með ágúst 2026 hefur FAST uppgötvað næstum 1.300 tólfstjörnur. Þessi tala er langt umfram samanlagðan heildaruppgötvun annarra sjónauka um allan heim á sama tímabili.
[Mynd]
Hvað er pulsar? Þú getur hugsað um það-í einföldu máli-sem „vita“ í alheiminum: nifteindastjörnu sem snýst hratt og sendir frá sér rafsegulbylgjumerki reglulega. Að rannsaka tjaldstjörnur hjálpar okkur að skilja ástand efnis við erfiðar líkamlegar aðstæður og styður rannsóknir á sviðum eins og þyngdarbylgjugreiningu og siglingum/staðsetningu.
Auk tjaldsara hefur FAST framleitt mikið af-rannsóknarniðurstöðum á háu stigi á sviði hröðra útvarpsbyra (FRB), sem eru næstum 50% af heildarfjölda heimsins undanfarin fimm ár. Það hefur einnig skilað tölfræðilega marktækustu athugunarniðurstöðum til þessa varðandi uppgötvun nanóhertz þyngdarbylgju.
Hvað gerist eftir að "augvöðvum" er skipt út?
Þegar búið var að skipta um stálstrengjum hefur FAST hafið athuganir sínar á ný. En þetta er bara byrjunin.
Áfram munu stálstrengirnir gangast undir „heilbrigðisskoðun“ á sex mánaða fresti til að tryggja örugga virkni útvarpssjónaukans. Á sama tíma er FAST teymið nú þegar að íhuga hvað eigi að uppfæra næst.
Eftir að hafa verið starfrækt í áratug sýnir þessi mikilvæga vísindaaðstaða-með sífelldum hátækniuppfærslum-að sannur hugarró kemur aðeins þegar kjarnatækni er í eigin höndum.
