Falls es in „Die drei Sonnen“ einen Prototyp der Red Coast Base gibt, könnte er in diesem Nadelwald versteckt sein.

Wenn Sie an die mysteriöse „Basis an der Roten Küste“ in Liu Cixins „Die drei Sonnen“ denken, kommt Ihnen dieses Bild in den Sinn?

Auf dem schwarzen Boden im Nordosten Chinas, im dichten Nadelwald, steht eine riesige Parabolantenne ...

Tatsächlich gibt es einen solchen Ort im wirklichen Leben, aber er steht nicht auf einem hohen Gipfel wie die „Red Coast Base“. Stattdessen handelt es sich um ein real existierendes und funktionierendes Teleskop, das der Beschreibung der Red Coast Base am nächsten kommt – das 66-Meter-Radioteleskop Jiamusi des China Xi'an Satellite Tracking and Control Center.

Abbildung 1: Das 66-Meter-Radioteleskop von Jiamusi, umgeben von Wäldern (Foto: Lv Binghong, Xi'an Satellite Tracking and Control Center)

Das 66-Meter-Radioteleskop Jiamusi ist, wie der Name schon sagt, ein Radioteleskop mit einem Durchmesser von 66 Metern in der Stadt Jiamusi in der Provinz Heilongjiang. Häufiger wird sie jedoch als Deep-Space-Antenne bezeichnet.

Woher kommt die „Deep Space Antenna“?

Freunde, die mit dem Monderkundungsprojekt vertraut sind, kennen möglicherweise den Begriff „Erkundung des Weltraums“. Der Mond ist jedoch nur der Außenposten der Erforschung des Weltraums. Wir werden in Zukunft auch den Mars und noch weiter entfernte Ziele erforschen. Wenn wir den Mond oder sogar den Mars erforschen, müssen wir die Sonde steuern und die von der Sonde zurückgesendeten Daten empfangen, und für all dies ist der Einsatz einer „Deep Space-Antenne“ erforderlich.

Man kann sich vorstellen, dass wir, um mit weit entfernten Sonden zu kommunizieren, nicht nur eine laute Stimme, sondern auch gute und empfindliche Ohren haben müssen. Die 66 Meter hohe Jiamusi-Weltraumantenne ist die größte voll bewegliche Antenne Asiens und vereint eine „laute Stimme“ und „gute Ohren“. Allerdings senden und empfangen diese Stimme und Ohren keine Schallwellen, sondern elektromagnetische Wellen. Die 66 Meter hohe Tiefseeantenne von Jiamusi kann über elektromagnetische Wellen gut mit Mondsonden kommunizieren und ist eines der Hauptgeräte des Monderkundungsprojekts meines Landes.

Abbildung 2: 66 Meter hohe Weltraumantenne und Beobachtungsraum von Jiamusi (Foto: Lv Binghong, Xi'an Satellite Tracking and Control Center)

Abbildung 3: Mitarbeiter bedienen das Teleskop im Beobachtungsraum (Foto: Lv Binghong, Xi'an Satellite Tracking and Control Center)

Handelt es sich um eine „Antenne“ oder ein „Radioteleskop“?

Ob es sich nun um die 66 Meter lange Deep-Space-Antenne von Jiamusi oder das bekannte „Sky Eye“-Teleskop FAST aus Guizhou handelt, sie alle können zusammenfassend als „Antennen“ bezeichnet werden, aber „sentimentale“ Astronomen nennen Antennen, die für astronomische Beobachtungen verwendet werden, im Allgemeinen „Teleskope“. Darüber hinaus ist das elektromagnetische Wellenfrequenzband, in dem die Antenne arbeitet, das Radiowellenband. Genauer gesagt handelt es sich also um ein „Radioteleskop“.

Von Menschen erzeugte Signale, wie sie etwa von Mobiltelefonen, künstlichen Satelliten und Weltraumsonden ausgesendet werden, sind normalerweise viel stärker als die Signale von Himmelskörpern, die Astronomen beobachten möchten. Daher sind für die Antennen, die üblicherweise zum Empfang künstlich erzeugter Signale verwendet werden, keine besonders empfindlichen „Ohren“ erforderlich. Doch die 66-Meter-Antenne von Jiamusi ist anders, ihr Ziel ist das weiter entfernte Sternenmeer! Um mit zukünftigen Weltraumsonden kommunizieren zu können, die in noch weiter entfernte Gebiete gestartet werden, ist die Signalempfangskapazität der 66 Meter großen Jiamusi-Antenne mit der eines Radioteleskops vergleichbar und ermöglicht daher die Durchführung astronomischer Beobachtungen. Tatsächlich führt es auch astronomische Beobachtungen durch. Daher kann es auch als „Jiamusi 66-Meter-Radioteleskop“ bezeichnet werden.

Ich bin ein anspruchsvoller Mensch, deshalb nenne ich es gerne das 66-Meter-Radioteleskop von Jiamusi.

Es ist erwähnenswert, dass für allgemeine astronomische Beobachtungen lediglich der Empfang von Signalen erforderlich ist. Inländische Radioteleskope, mit Ausnahme desjenigen in Jiamusi, sind nicht in der Lage, Signale zu senden. Also, welches Cosplay der Red Coast Base ist das beste? Das 66-Meter-Radioteleskop von Jiamusi ist die beste Wahl!

Abbildung 4 Das 66-Meter-Radioteleskop von Jiamusi unter den Sternen (Foto: Lv Binghong, Xi'an Satellite Tracking and Control Center)

Pulsare – Vielleicht können sie uns weiterbringen

Das wichtigste astronomische Beobachtungsziel des 66-Meter-Radioteleskops Jiamusi sind derzeit Pulsare. Sie sagten, es sei eine Raumstation für die Tiefen des Weltraums. Warum soll sie dann Pulsare beobachten? Ganz zu schweigen davon, dass wir möglicherweise auf Pulsare angewiesen sein werden, wenn wir das weiter entfernte Sternenmeer erobern wollen.

In unseren früheren populärwissenschaftlichen Artikeln (https://mp.weixin.qq.com/s/y5Y3uLPl4XRkd36nIyZaBg und https://mp.weixin.qq.com/s/udGn8VC45n3SQNVGCbueHw) haben wir festgestellt, dass Pulsare Neutronensterne sind, deren Strahlen während ihrer Rotation periodisch über die Erde streichen. Stellen Sie sich einen Leuchtturm vor, dessen Strahl ständig umherschweift. Wenn wir an einer Stelle stehen, von der aus wir das Licht überblicken können, können wir es regelmäßig spüren. Pulsare sind Leuchttürme im Universum.

Abbildung 5: Schematische Darstellung eines Pulsars. Das obere Feld zeigt einen rotierenden Neutronenstern (violette Kugel) und seine beiden Strahlungsbündel (gelbe Strahlen). Die roten Punkte im unteren Teil zeigen die Helligkeit des Neutronensterns an, den wir im entsprechenden Moment sehen. Die gelbe Kurve stellt die Helligkeitsänderung des Neutronensterns während einer Rotation dar.

(Bildquelle: http://www.ligo.org/science/Publication-S6VSR24KnownPulsar/)

Wenn unsere Sonde das Sonnensystem verlässt und in den entfernten interstellaren Raum gelangt, wo die Antennen auf der Erde nicht mehr mit ihr kommunizieren können, wie kann die Sonde, die die Bodenkontrolle verliert, dann erfolgreich ihr Ziel erreichen? Eine mögliche Lösung besteht darin, der Sonde die Nutzung von Pulsaren zur autonomen Navigation zu ermöglichen.

Bevor Pulsare zur Navigation verwendet werden können, müssen zunächst erdgebundene Radioteleskope verwendet werden, um detaillierte Beobachtungen der Pulsare durchzuführen, festzustellen, welche Pulsare für die Navigation geeignet sind, und für jeden Pulsar eine „Datei“ zu erstellen, die zur Navigation verwendet werden kann. Bei diesen Dateien handelt es sich um die Karten, die zukünftige interstellare Sonden für interstellare Reisen benötigen. Obwohl interstellare Sonden auf der Erde nicht mehr von Menschen gesteuert werden, können sie Pulsare selbstständig beobachten und dann anhand der mitgeführten „Karten“ ihre eigene Position im Weltraum bestimmen.

Im Rahmen eines aktuellen wissenschaftlichen Forschungsfortschritts beobachteten Astronomen des Nationalen Astronomischen Observatoriums der Volksrepublik China mit dem 66-Meter-Radioteleskop Jiamusi zehn Pulsare und analysierten deren Phänomen des „interstellaren Funkelns“.

Viele Menschen haben diese Szene vielleicht schon einmal gesehen: Sonnenlicht scheint durch klares Wasser auf den Grund des Gewässers, und während die Wasseroberfläche schwankt, bewegen und verändern sich auch Licht und Schatten auf dem Grund des Gewässers.

In ähnlicher Weise strahlen die von Pulsaren ausgesendeten elektromagnetischen Wellen durch das interstellare Medium auf die Erde und verändern aufgrund der Schwankungen des interstellaren Mediums ebenfalls ihre Helligkeit. Wir nennen dieses Phänomen „interstellare Szintillation“. Aus Beobachtungen können wir ersehen, dass die Helligkeit elektromagnetischer Wellen unterschiedlicher Frequenzen von Pulsaren im Laufe der Zeit variiert (siehe Abbildung 7).

Abbildung 7 Interstellare Szintillation des Pulsars B0355+54, beobachtet vom 66-Meter-Radioteleskop Jiamusi (PFWang et al. 2018). Die Farbe stellt die Helligkeit der Pulsarstrahlung dar, die horizontale Achse ist die Zeit und die vertikale Achse ist die Frequenz der elektromagnetischen Welle.

Durch eine eingehende Verarbeitung dieser sich ändernden Daten können nicht nur einige Informationen über das interstellare Medium gewonnen, sondern auch Rückschlüsse auf Informationen wie die laterale Geschwindigkeit des Pulsars gezogen werden. Auch für die „Karte“ der interstellaren Navigation sind die Bewegungsinformationen der Pulsare unverzichtbar.

Die reale Version der „Red Coast Base“ trägt die Sehnsucht der Menschheit nach dem Universum

Anders als die Red Coast Base im Roman „Die drei Sonnen“ wird das 66-Meter-Radioteleskop von Jiamusi nicht dazu verwendet, direkten Kontakt mit außerirdischen Zivilisationen herzustellen, sondern um menschliche Raumschiffe dabei zu unterstützen, in tiefere Tiefen des Weltraums vorzudringen. Doch ähnlich wie die Hong'an-Basis trägt auch das 66-Meter-Radioteleskop von Jiamusi die unendliche Sehnsucht der Menschheit nach dem Weltraum in sich!

Abbildung 8 Gruppenfoto einiger Mitarbeiter der Jiamusi Deep Space Station

Quellen:

1. Die Jiamusi Deep Space Station hat die Bremsmission des Relaissatelliten „Queqiao“ in der Nähe des Mondes erfolgreich abgeschlossen https://mp.weixin.qq.com/s/saOhD1ZK8XywQPqjh8GCkw

2.Xu, Dezhen, et al. "Erste geodätische VLBI-Sitzungen mit den chinesischen Deep Space Stations Jiamusi und Kashi." Fortschritte in der Weltraumforschung 58.9 (2016): 1638-1647.

3. Wang, PF, et al. „Jiamusi-Pulsarbeobachtungen: II. Szintillationen von 10 Pulsaren.“ arXiv-Vorabdruck arXiv:1808.06406(2018).