提到航天探索,美国一直给人技术强、敢花钱的印象,从阿波罗登月到哈勃望远镜,搞出了不少科研大新闻。
可谁能想到,曾经的“全球射电天文一哥”阿雷西博望远镜,花2.6亿美元建成后,2020年塌了就成了堆垃圾的废墟。
按理说以美国的实力重建不难,可他们为啥偏偏不建?
美国射电天文的新算盘
阿雷西博没人重建,根本不是钱的事,而是美国早就换了科研赛道。
美国计划升级甚大天线阵(VLA),砸钱提升它的观测精度,还要让太空望远镜和地面设备联手干活,从头到尾没提过要重建单口径望远镜,等于直接给阿雷西博判了“死刑”。
这个甚大天线阵到底有啥本事,能让美国放弃阿雷西博?
它坐落在新墨西哥州,不是一口单独的“大锅”,而是27个可移动的天线摆成Y字形,这27个天线能组成一个“虚拟大望远镜”,观测精度堪比一口36公里宽的大锅,灵敏度也远超阿雷西博。
更关键的是它能随便转,全天空的目标都能盯,不像阿雷西博只能看头顶一小块。
再加上太空里的哈勃望远镜帮忙,情况就更不一样了,哈勃在590公里高空,不受大气干扰,能拍更清楚的深空照片。
NSF心里早算过账:哈勃加甚大天线阵的组合,能把阿雷西博的活儿全接了,还干得更利索。既然有更好的替代品,犯不着再花冤枉钱重建旧设备。
阿雷西博的致命短板
美国敢轻易放弃阿雷西博,还因为这台设备本身就有先天缺陷,1963年建它的时候,图省事选了波多黎各的天然洼地,不用费劲挖地基,成本是省了不少。
可代价就是反射面固定死了,只能盯着头顶正上方一小块天空看,范围特别窄,用天文学家的话说,就是“天生近视眼还不能转眼珠”。
为了弥补这个毛病,阿雷西博在服役的57年里改了三次。
1972年缩小观测波段,1980年把天线口径从305米扩到366米,1997年又拓宽了观测频率。
但这些改动都是“治标不治本”,核心的固定结构没法动,反而越改设备越沉,给支架和钢缆增加了不少负担。
真正把它压垮的,是经费砍半加上天灾,2006年他们把阿雷西博的年度维护费砍了一半,从800万美元降到400万。
这点钱连钢缆都换不起,要知道望远镜全靠钢缆拽着,常年受力后,钢缆的金属接头会慢慢老化失效,这在行业里叫“锌蠕变”。
到了后期,不少钢缆的承重能力只剩原来的六成,可就是没钱换。
2017年飓风玛丽亚一来,辅助天线被吹毁,反射面也砸出好几道裂缝,本就脆弱的结构彻底遭了殃。
2020年8月和11月,先是辅助钢缆断了,接着主电缆也崩了,30米长的反射面直接塌了一块。
那时候疫情正严重,维修队进不去,NSF检查后发现没法修了,只能宣布退役,12天后整台设备就塌了。
重建是笔亏本买卖
就算不考虑战略和技术问题,单算经济账,重建阿雷西博也划不来,佛罗里达中央大学的工程师去现场看过,给出的账单一算,谁看了都摇头。
现在的遗址到处是坍塌的钢筋和碎片,不少结构还存在安全隐患,要重建的话,先得把70%的旧东西拆了,光拆和清理场地就得花2.3亿美元。
拆完再建,按现在的技术标准,反射面、钢缆、支架都得换新的,整体算下来要花12亿美元,是当初建造成本的近5倍。
这个数字放在美国的科研预算里,简直是个“吞金兽”。
NSF每年给射电天文领域的总预算也就3.2亿美元,要是重建阿雷西博,未来五年近八成的经费都得砸在这一个项目上。
到时候其他项目比如太空观测、引力波研究,都得饿着肚子干活,这显然不现实。
反观现在的处理方式,清理废墟花了5000万美元,再拿500万美元建个教育中心,花小钱还能办大事。
更关键的是,就算花12亿重建了,性能还是跟不上。
工程师说了,受限于洼地地形,反射面还是没法大范围转动,观测范围顶多比原来大一点,远不如甚大天线阵能全天空覆盖。
简单说,重建就是花12亿买个“过时货”,这种亏本买卖,谁也不会做。
中国天眼的逆袭
同样是建在天然洼地的射电望远镜,中国天眼FAST却活得风生水起,刚好对比出阿雷西博的问题出在哪,不是单口径不行,是没解决好设计和运维。
FAST建在贵州的喀斯特洼地,口径比阿雷西博还大,有500米,但咱们的工程师早想到了固定反射面的毛病,给它加了“变形”技能。
通过控制4450块反射面板的形状,FAST能在观测方向形成一个300米的抛物面,相当于能“转眼珠”了,观测范围是阿雷西博的两倍,灵敏度更是达到2.5倍。
光设计好还不够,后期维护更关键,FAST有套成熟的“保养方案”:每天有人清理反射面上的灰尘和杂物,防止影响信号。
每季度全面检查钢索、面板这些关键部件;每年还会根据科研需求升级技术。
这么精心维护,设备状态自然好,FAST每年能稳定观测5300小时,就算这样,想申请用它观测的科研团队还得排队,获批率只有五分之一。
投入总有回报,中科院2025年10月公布的最新数据显示,FAST已经发现了1152颗脉冲星,其中包括170颗毫秒脉冲星和120颗双星脉冲星。
这个数量,比同期全球其他望远镜发现的总和还多,作为国际大项目SKA的先导设备,FAST还给全球同行提供了技术参考,真正做到了“领跑”。
对比阿雷西博后期“没钱修、没人管”的惨状,FAST的成功说白了就是:建好更要养好,持续投入才能出成果。
阿雷西博的新身份
美国不重建阿雷西博,但也没让这片废墟闲着,反而给它找了新活计,最主要的就是改成教育基地。
他们要在原址建一个叫C3的STEM教育中心,这个项目只花500万美元,会把一些还能用的观测设备比如雷达接收机、馈源臂模型保留下来,给学生做科普和实践教学用。
现在已经和波多黎各的6所高校合作,开发了12门相关课程,预计每年能接待1.2万名学生来动手实践,比单纯堆着当垃圾有价值多了。
除了建教育中心,阿雷西博留下的57年观测数据更是宝贝,美国国家射电天文台已经把这些数据整理好,对全世界的科学家开放。
到2025年为止,这些老数据已经支撑发表了1200多篇学术论文,全球30多个团队还在用它研究引力波、脉冲星这些前沿课题,科研生命还在延续。
而且这里曾是电影《超时空接触》的取景地,不少影迷和天文爱好者会来打卡。
别只看废墟
回头看阿雷西博的一生,再看看中国的天眼,不得不说,大型科研设备不是建完就万事大吉了,后续的规划、维护更重要。
美国不重建,说白了是栽在了“短视”上,2006年一刀把维护费砍半,看似省了钱,实则断了设备的“活路”,最后57年的积累全毁了,反而更可惜。
中国天眼的成功刚好反过来,从设计时就破解技术难题,建成后持续投入维护,形成了“建好-养好-出成果”的良性循环。
真正的科学遗产,从来不是那口冰冷的“大锅”,而是持续投入的耐心、开放共享的态度,还有着眼长远的眼光。
#冬日生活打卡季#
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