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来源：美国国家科学基金会、《自然》新闻、《科学》新闻等
编译： 魏潇 李姗珊
当地韶光 11 月 19 日，美国国家科学基金会（National Science Foundation, NSF）宣告，位于加勒比海波多黎各的 305 米单口径射电望远镜阿雷西博（Arecibo）将被永久关停并拆除。今年 8 月和 11 月，阿雷西博望远镜两根关键性支撑钢缆先后断裂，造成的损伤已经无法确保修复作业安全进行，也不能担保在天文台中事情的学者们的安全。作为阿雷西博的上级部门，NSF 表示将在接下来的几周内制订望远镜的拆除操持，个中可能包含利用爆破技能拆除悬吊在其巨型主反射面上的仪器平台。
致命打击
在中国建成 500 米口径球面射电望远镜（FAST）前， 305 米口径的阿雷西博是天下上最大的单口径射电望远镜。它建成于 1963 年，利用山谷中石灰岩受到流水堕落后形成的碗型大坑作为底座，紧张部件包括一个直径 305 米的主反射面，和一个悬吊在这口“大锅”上方 137 米处、重约 900 吨的仪器平台。这个仪器平台中安置了阿雷西博的第二和第三反射面，以及雷达发射机和微波吸收机，紧张依赖周围三座索塔架设的十几根直径约 8 厘米的钢缆支撑。
阿雷西博望远镜的仪器平台。图片来源：Mario RobertoDuránOrtiz
2020 年 8 月 10 日，个中一条支撑钢缆从索塔的插孔中滑脱，将下方的主反射面边缘砸出一道 30 米长的缺口，阿雷西博的正常运作就此停息。
NSF 发布的称，第一次事件发生后，阿雷西博天文台及其运营方中佛罗里达大学（University of Central Florida）开始动手维修，并表示仅在第一阶段就须要一千多万美元的经费支持，此外事件调查还创造望远镜近半数支撑钢缆都有滑脱的迹象。就在工程师们研究如何修复这次破坏，并评估整体构造的完全性时，11 月 6 日，又一根支撑钢缆断裂，“大锅”的中心部分也遭到了破坏。
第二次事件彻底冲破了阿雷西博的修复操持，技能职员在之后的调查中创造，钢缆发生事件时的受力情形仅为其预期最小断裂强度的 60%，这解释其他钢缆的强度也可能低于预期。进一步的调查创造，多根紧张支撑钢缆上涌现了新的缆线断缝隙迹。上世纪 90 年代，阿雷西博的仪器平台曾有过一次改装导致的重量增加，当时添加上去的一些赞助钢缆的插孔也涌现了明显的滑脱。如果再有钢缆涌现问题，那么重达 900 吨的仪器平台可能会从 137 米的高度坠入主反射面，给阿雷西博天文台带来灾害性的毁灭。
卖力评估阿雷西博整体构造的第三方工程公司表示，考虑到其他钢缆可能会发生故障，望远镜的整体维修事情将是不屈安的。该公司的工程师 Thornton Tomasetti 称，对余下的支撑钢缆进行强度测试可能会导致构造坍塌。根据上述技能性评估的结果，NSF 决定关停阿雷西博望远镜并开始操持性拆除，规避意外倒塌的风险。
传奇闭幕
NSF 的决定震荡了天文学界。不少天文学家、工程师以及其他学者纷纭在社交媒体发起了 #WhatAreciboMeansToMe 活动，分享阿雷西博如何影响自己的职业生涯的故事。
这个生动了半个多世纪的射电望远镜不仅帮助科学家在 1992 年创造了首个太阳系系生手星存在的证据，还是宇宙的神秘旗子暗记——重复快速射电暴（repeating Fast Radio Burst）的首个“记录者”。1974 年，阿雷西博天文台向一个距地球 12000 光年的星系发射了天下首条星际信息，这也让它成为了探索外星文明的象征与符号。
对付研究小行星的天文学家来说，失落去阿雷西博望远镜意味着失落去一个主要的研究阵地。它的仪器平台包含一台强大的无线电发射机，能够将无线电波聚拢成非常小的辐射束发射出去。这些电波碰上太阳系中的天体（例如小行星）后会被反射回来，但回波的能量很小，只有阿雷西博这样口径巨大、灵敏度非常高的射电望远镜才能吸收。通过研究这些物体反射的无线电旗子暗记，行星科学家能够得到行星轨道的信息，布局出行星表面的舆图，还能研究它们的构成身分。事实上，阿雷西博在 NASA 的行星防御操持中扮演了主要角色——他们的目标是对那些可能威胁地球安全的天体进行监测和处置。
阿雷西博望远镜的主反射面。图片来源：Mario RobertoDuránOrtiz
NSF 天文学部门卖力人 Ralph Gaume 表示，望远镜的一些科研项目或许能被转移到其他研究举动步伐上去，干系学者该当会有类似的转移发起或申请。但是由于一些设备组仅在阿雷西博望远镜上运行，因此也有一些项目找不到备用的不雅观测举动步伐。
何去何从
在关停之前，阿雷西博望远镜一贯在接管常规性更新与升级。如果没有涌现今年这两次钢缆损毁事件，它的仪器平台年夜将多出一架代价 580 万美元（约合公民币 3812 万元）的天线，能够大幅提升望远镜的灵敏度。现在，卖力这个天线项目的美国杨百翰大学团队表示，将和 NSF 商榷这架天线到底该当何去何从。但比起天线，他们更担心阿雷西博天文台浩瀚精良的科学、技能、管理和支持职员未来的出路。
作为波多黎各紧张的科教中央，天文台为许多天文学家和工程师供应了职业支持，还是一个著名的盛行文化圣地。一位来自波多黎各大学的天文学家在接管《自然》新闻的采访时表示，失落去阿雷西博望远镜对科学、行星防御操持以及波多黎各都会造成重大丢失。
不过，望远镜并不是阿雷西博天文台的全部。根据 NSF 发布的，一些小型科学项目仍旧可以在阿雷西博天文台的其他举动步伐内连续进行，例如两个激光雷达（LiDAR）举动步伐仍会通过向大气层发射激光来研究大气征象；天文台运营方中佛罗里达大学通过与微软互助，对干系数据进行云端储存与剖析，现在正在努力将现场数据迁移至未受影响的做事器上。此外，NSF 还在磋商将天文台的资源用于教诲目的的可能性。
阿雷西博天文台标志。图片来源：Mutante
拆除阿雷西博望远镜所需的本钱目前尚不明确。NSF 数学和物理科学部门副主任 Sean Jones 表示：“我们明白阿雷西博对天文学界和波多黎各有多么主要，这是个困难的决定。”
紧张参考资料：
https://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=301674
https://www.nature.com/articles/d41586-020-03270-9
https://www.sciencemag.org/news/2020/11/famed-arecibo-telescope-brink-collapse-will-be-dismantled
https://www.linkresearcher.com/information/e4bb7359-c675-47f4-9ad7-86e770554d67
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来源： 中科院物理所
