Nedavno je kineski FAST (pet{0}}sto-metarski sferični radioteleskop s otvorom blende)-koji se često naziva "Oko neba"-ostvario veliki podvig: zamijenio je "očne mišiće" koji kontroliraju njegovu "očnu jabučicu" s potpuno novim setom. Ovi "mišići" nisu ništa drugo nego šest masivnih čeličnih sajli koje upravljaju kabinom za uvođenje teleskopa.
Ovih šest čeličnih sajli imaju zajedničku duljinu od gotovo 4000 metara, a svaka pojedinačna sajla teži preko 6 tona. Proces zamjene započeo je početkom svibnja ove godine, završio je sredinom-lipnja te je nakon toga prošao stručni nadzor. FAST je sada nastavio s promatranjem, započinjajući novu fazu istraživanja dubokog-svemira.
[Slika]
Na površini, ovo bi moglo zvučati kao jednostavna stvar zamjene nekoliko užadi. Međutim, unutar područja napredne proizvodnje, temeljni zahtjevi-koji obuhvaćaju znanost o materijalima, procese izrade i validaciju u ekstremnim uvjetima rada-su sve samo ne jednostavni.
Što su zapravo ti "očni mišići"?
Da bismo ih razumjeli, prvo moramo pogledati strukturu FAST-a.
FAST se može pohvaliti otvorom blende od 500 metara, s-područjem prijema signala ekvivalentnim 30 standardnih nogometnih igrališta. Izgrađen unutar prirodne kraške depresije u provinciji Guizhou, projekt je prvi zamislio kineski astronom Nan Rendong 1994. Bile su potrebne 22 godine da se dovrši, a službeno je otvoren 25. rujna 2016.
[Slika]
Ovaj masivni "tanjur" odgovoran je za prikupljanje signala elektromagnetskih valova iz svemira. Ipak, samo prikupljanje nije dovoljno; signali također moraju biti precizno "uhvaćeni". Uređaj koji hvata te signale poznat je kao kabina za napajanje.
Teška 30 tona, kabina za hranu visi 140 metara iznad tla. Djeluje kao "očna jabučica" ovog divovskog "oka koje gleda u nebesa". Međutim, ova "očna jabučica" nije nepomična; mora se kretati fleksibilno unutar raspona promjera od 206-metara, postižući ultra-visoku-preciznost, pozicioniranje u stvarnom vremenu.
Čime manevrira ova 30-tonska "očna jabučica"? Šest čeličnih sajli.
Ljudske očne jabučice oslanjaju se na koordiniranu kontrakciju šest ekstraokularnih mišića za postizanje fleksibilne rotacije i preciznog fokusa. FAST kabina za hranjenje radi slično: sustav-pokretan sajlama koristi ovih šest čeličnih sajli da povuče behemota od 30-tona kroz zrak, omogućujući mu da izvodi različite zamršene pokrete. Stoga se ovih šest čeličnih sajli prikladno naziva "očnim mišićima" "nebeskog oka". "Kinesko nebesko oko" dobiva domaće "očne mišiće" – Visokokvalitetni razvoj – 21st Century Business Herald
Svaki čelični kabel mora izdržati stotine ciklusa savijanja i pulsnih opterećenja dnevno. Ova razina radnog intenziteta postavlja ekstremne zahtjeve za vijek trajanja kabela: mora jamčiti pet uzastopnih godina rada bez puknuća i jedne žice.
Zašto prekidač? Zar originalni kabel nije bio dovoljno dobar?
Otkako je FAST (pet{0}}sto-metarski sferični radioteleskop) počeo s radom 2016., vučni kabeli za njegovu kabinu za napajanje bili su uvezeni proizvodi. Prva zamjena čak je obavljena 2021.
Međutim, uvezeni kabeli imali su problem: zauljeni mulj koji je polako curio tijekom uporabe ometao je normalna promatranja teleskopa. Za radioteleskop dizajniran za hvatanje slabih elektromagnetskih signala iz dubina svemira, svaka smetnja predstavlja veliki problem.
Nadalje, dugoročno-oslanjanje na uvoz za glavnu komponentu nosi inherentne rizike opskrbnog lanca. Što ako kabeli postanu nedostupni ili dobavljač povisi cijene ili prekine opskrbu? Što bi se dogodilo s tim vitalnim dijelom nacionalne znanstvene infrastrukture?
Stoga je FAST tim odlučio zamijeniti uvozne kabele domaće proizvodnje.
Koliko je teško proizvesti ovaj "kineski kabel"?
Možda zvuči kao obično uže, ali njegova proizvodnja daleko je izazovnija nego što većina ljudi zamišlja.
Kabel ima promjer od samo 46 milimetara. Ali neka vas ta brojka ne zavara-ona sadrži 381 pojedinačnu čeličnu žicu 10 različitih promjera. Vanjske žice moraju biti vrlo tvrde i otporne-na habanje, dok unutarnje žice moraju održavati visoku žilavost i otpornost na udarce. Žice u različitim položajima obavljaju različite funkcije dok rade zajedno.
Što znači da se "China Sky Eye"-veliko nacionalno znanstveno bogatstvo-otvori prema svijetu?|Velika nacionalna vrijednost|Nebesko oko|Zajednica|Sina Vijesti
Tim za istraživanje i razvoj uspostavio je četiri stroga mjerila za kabel:
Prvo, vlačna čvrstoća na kidanje ne manja od 1,825 kilonewtona (kN). Kilonewton je jedinica sile; 1.825 kN je otprilike ekvivalentno težini od 186 tona. Drugim riječima, ovaj kabel-s promjerom od samo 46 milimetara-mora moći izdržati vlačnu silu od 186 tona bez pucanja.
Drugo, ispitivanje statičkog opterećenja. Pod opterećenjem od 1825 kN glava sidrišta ne smije imati pukotine ili lomove, a čelične žice se ne smiju izvlačiti iz glave sidrišta.
Treće, test zamora pulsa. Nakon podvrgavanja 200.000 ciklusa pulsnog zamora pod izmjeničnim opterećenjem u rasponu od 120 kN do 400 kN, čelično uže ne smije pokazivati niti jednu polomljenu žicu na svojoj površini, a njegova prekidna čvrstoća ne smije biti manja od 1.800 kN.
Četvrto, ispitivanje zamora savijanjem. Pod opterećenjem od 400 kN, čelično uže je podvrgnuto 62.000 ciklusa ponovljenog rada preko kolotura; nakon toga ne smije biti prekinutih žica, a prekidna čvrstoća ne smije biti manja od 1.800 kN.
Ukratko, uže mora biti i "tvrdo" (jako) i "žilavo" (otporno). Mora izdržati goleme vlačne sile bez pucanja, a istovremeno zadržati svoje performanse bez degradacije u teškim radnim uvjetima koji uključuju ponovljeno savijanje i pulsirajuće udare.
Kako bi zadovoljio ove specifikacije, tim za istraživanje i razvoj poduzeo je sveobuhvatan tehnički razvoj koji obuhvaća cijeli proizvodni lanac, počevši od faze proizvodnje čelika. Neovisno su razvili specijaliziranu vrstu čelika čvrstoće od 2.100 MPa, nadmašujući čvrstoću od 1.960 MPa konvencionalnih vrsta čelika. Ovaj materijal je jedinstven u Kini i ne može se kupiti na otvorenom tržištu.
Više od 1000 dana zajedničkog istraživanja i razvoja
Stvaranje ovog domaćeg čeličnog užeta nije bilo postignuće preko noći.
Tim FAST-a sudjelovao je u više od 1000 dana suradničkog istraživanja i razvoja s domaćim proizvođačima. U srpnju 2022. Liaoning Jinsuoju Material Technology Co., Ltd.-podružnica Ansteel Group-preuzela je inicijativu da operativnom timu FAST-a predloži tehničko-razvijeno tehničko rješenje. Godine 2023. Nacionalni astronomski opservatoriji Kineske akademije znanosti službeno su pokrenuli neovisni projekt istraživanja i razvoja čeličnih žičanih užadi za sustav pogona kabelom.
Gotovo 10 000 čeličnih sajli "Kineskog oka" izgleda savršeno ravno iz svakog kuta! _Pekinško vrijeme
Kako bi provjerili izvedbu, tim je uzorke užadi podvrgao 62.000 ciklusa rada kolotura i dovršio 200.000 ciklusa ispitivanja pulsnog zamora. U kolovozu 2025. novo čelično uže proizvedeno u zemlji postiglo je uspjeh nakon što je prošlo tri runde iterativnog testiranja.
Kakvi su bili konačni rezultati testa? Nakon podvrgavanja 62.000 ciklusa ispitivanja zamora savijanjem, lomna čvrstoća domaće proizvedene čelične užadi ostala je na 1.968 kN. To je premašilo potrebnih 1825 kN za 143 kN-što je samo višak dovoljan za podizanje 11 obiteljskih limuzina istovremeno.
[Slika]
Dana 28. travnja 2026., čelični kabel-za pogon tvrtke Ansteel prošao je inspekciju prihvaćanja koju su provele Nacionalne astronomske zvjezdarnice Kineske akademije znanosti. Radovi na zamjeni započeli su početkom svibnja, a sredinom-lipnja u potpunosti je instalirano svih šest domaćih kabela.
Ova zamjena uključuje više od samih kabela.
Yao Rui, direktor Odjela za mjerenje i kontrolu inženjeringa u FAST operativnom i razvojnom centru, iznio je ključnu točku: "Od materijala do proizvodnih procesa, uključujući konačno sveobuhvatno testiranje performansi, uspješno smo dovršili puni-lanac tehnološkog proboja."
To znači da nismo samo proizveli usklađeni čelični kabel; uspostavili smo kompletan tehnički sustav koji pokriva sve, od istraživanja i razvoja materijala i procesa-izrade kabela do procjene performansi i testiranja/verifikacije.
Vrijednost ovog sustava daleko premašuje samih šest kabela. To znači da, ako se u budućnosti pojave slične potrebe za-čeličnim kabelima, nećemo morati početi od nule. Ovaj sustav je repliciran i prenosiv, nudi ponovljiv model za lokalizaciju komponenti u drugim velikim znanstvenim i tehnološkim infrastrukturnim projektima.
Štoviše, troškovi istraživanja i razvoja bili su samo upola manji od troškova uvezenih proizvoda.
Što je FAST otkrio tijekom godina?
Od kolovoza 2026. FAST je otkrio gotovo 1300 pulsara. Ova brojka daleko premašuje ukupni ukupni broj otkrića drugih teleskopa u svijetu tijekom istog razdoblja.
[Slika]
Što je pulsar? Možete ga zamisliti-jednostavno-kao "svjetionik" u svemiru: brzo rotirajuća neutronska zvijezda koja povremeno emitira signale elektromagnetskih valova. Proučavanje pulsara pomaže nam razumjeti stanje materije u ekstremnim fizičkim uvjetima i podupire istraživanja u područjima kao što su detekcija gravitacijskih valova i navigacija/pozicioniranje.
Osim pulsara, FAST je proizveo mnoštvo -istraživačkih nalaza na polju brzih radio burstova (FRB), što čini gotovo 50% globalnog ukupnog broja u posljednjih pet godina. Također je dao statistički najznačajnije rezultate promatranja do danas u vezi s detekcijom gravitacijskih valova nanoherca.
Što se događa nakon zamjene "očnih mišića"?
Nakon što su čelične sajle uspješno zamijenjene, FAST je nastavio svoja promatranja. Ali ovo je tek početak.
Ubuduće, čelični kablovi će prolaziti "zdravstveni pregled" svakih šest mjeseci kako bi se osigurao siguran rad radioteleskopa. U međuvremenu, FAST tim već razmatra što će sljedeće nadograditi.
Budući da radi već desetljeće, ova velika znanstvena ustanova pokazuje-kroz uzastopne,-nadogradnje visoke-tehnologije-da pravi mir dolazi samo kada su ključne tehnologije čvrsto u vlastitim rukama.
