由国家科学基金会 阿雷西博天文台2020年11月的305米望远镜
学分:中佛罗里达大学 在对工程评估进行审查后,发现阿雷西博天文台的损坏无法在不对建筑工人和设施工作人员造成风险的情况下得到稳定
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美国国家科学基金会将开始计划让这台305米的望远镜退役。57年来,这台望远镜一直是射电天文学、行星、太阳系和地球空间研究的世界级资源
在做出这一决定之前,国家科学基金会评估了独立工程公司的多项评估,发现望远镜结构有发生灾难性故障的危险,其电缆可能不再能够承载其设计支持的载荷
此外,一些评估指出,任何修理尝试都可能使工人处于潜在的生命危险之中
即使在未来进行维修的情况下,工程师发现该结构可能会出现长期稳定性问题
“国家科学基金会优先考虑工人、阿雷西博天文台的工作人员和游客的安全,这使得这个决定是必要的,尽管很不幸,”国家科学基金会主任塞图拉曼·潘查纳坦说
“近60年来,阿雷西博天文台一直是突破性科学的灯塔,也是与社区合作的典范
虽然这是一个深刻的变化,但我们将寻找方法来协助科学界,并保持与波多黎各人民的牢固关系
" 工程师们从8月份开始检查阿雷西博天文台305米望远镜,当时它的一根支撑电缆脱落了
国家科学基金会授权管理阿雷西博的中佛罗里达大学采取一切合理的措施,使用可用的资金来解决这种情况,同时确保安全仍然是最高优先事项
UCF行动迅速,考虑到设施的年龄、设计的复杂性和对工人的潜在风险,评估过程按照预期的时间表进行
工程团队已经设计并准备实施辅助电缆系统的紧急结构稳定
当天文台正在安排运送两根替换的辅助电缆以及两根临时电缆时,同一座塔的一根主电缆在11月11日断裂
六
基于第二根断裂的电缆上的应力——该电缆应该在其正常工作能力范围内,不会断裂——工程师得出结论,剩余的电缆可能比最初预计的要弱
“阿雷西博天文台和UCF的领导在解决这种情况方面做了值得称赞的工作,迅速采取行动,并寻求一切可能的选择来拯救这种不可思议的仪器,”国家科学基金会天文科学部主任拉尔夫·高梅说
“在这些评估出来之前,我们的问题不是天文台是否应该修复,而是如何修复
但最终,大量数据表明,我们根本无法安全地做到这一点
这是我们不能跨越的界限
" 国家科学基金会的退役计划的范围将只集中在305米的望远镜上,并打算安全地保护天文台的其他部分,以免在计划外的灾难性坍塌事件中被损坏或摧毁
该计划旨在尽可能保留阿雷西博天文台的剩余基础设施,以便将来的研究和教育任务能够使用
退役过程包括制定技术执行计划,并确保在未来几周内符合一系列法律、环境、安全和文化要求
国家科学基金会已经授权使用无人机进行高分辨率摄影测量,并正在考虑对断裂的电缆进行法医评估的选项——如果这样的行动可以安全进行的话——看看是否有任何新的证据可以为正在进行的计划提供信息
这项工作已经开始,并将在整个退役规划过程中继续进行
设备和其他材料将被暂时转移到危险区域以外的建筑物
当所有必要的准备工作完成后,望远镜将接受可控拆卸
望远镜退役后,国家科学基金会打算恢复阿雷西博天文台激光雷达设施(一种有价值的地球空间研究工具)等资产的运行,以及vi sitor中心和库莱布拉设施的运行,后者分析云层和降水数据
国家科学基金会还将寻求扩大学习中心教育能力的可能性
新冠肺炎大流行导致的安全预防措施将酌情保留
一些阿雷西博操作,包括对望远镜收集的存档数据进行分析和编目,将继续进行
2019年,UCF通过与微软的协议获得了增强的云存储和分析能力,天文台正在努力将现场数据迁移到受影响地区以外的服务器
自去年11月电缆断裂以来,可能会受到失控坍塌影响的天文台区域已经疏散,在停止运行期间,将对未经授权的人员关闭
国家科学基金会和UCF将致力于在发生意外坍塌时将该地区的风险降至最低
国家科学基金会优先考虑快速、彻底的流程,以避免此类事件
国家科学基金会认识到阿雷西博天文台对波多黎各的文化和经济意义,以及该望远镜如何启发波多黎各人考虑在科学、技术、工程和数学方面的教育和就业
国家科学基金会的目标是与波多黎各政府和其他利益攸关方和合作伙伴合作,探索将阿雷西博天文台的资源用于教育目的的可能性
“阿雷西博天文台在其一生中帮助我们改变了对电离层的理解,向我们展示了密度、成分和其他因素是如何相互作用来塑造地球大气与空间相遇的这个关键区域的,”国家科学基金会地球空间部门负责人迈克尔·威尔伯格说
“虽然我对调查能力的丧失感到失望,但我相信这一过程是保持研究团体使用阿雷西博天文台其他资产的能力的必要步骤,并有望确保重要的工作能够在该设施中继续进行
" 工程总结 阿雷西博天文台的望远镜由一个直径1000英尺(305米)宽的射电望远镜和一个悬挂在450英尺上方的900吨重的仪器平台组成
这个平台由连接到三个塔的电缆悬挂着
八月
2020年10月10日,一根辅助电缆发生故障,从其中一个塔的插座上滑落,在下面的盘子上留下了一个100英尺长的裂缝
国家科学基金会授权阿雷西博天文台采取一切合理的措施,使用可获得的数百万美元的资金,以确保解决这种情况所需的分析和设备
11月11日,当连接到同一座塔的一根主电缆断裂时,工程师们正在努力确定如何修复损坏并确定结构的完整性
六
第二根断裂的电缆出乎意料——辅助电缆故障后的工程评估表明,结构稳定,望远镜恢复运行的计划过程正在进行中
工程师们随后发现,这条3英寸长的主电缆在风平浪静的天气条件下,断裂强度只有其最低断裂强度的60%,这增加了其他电缆比预期更弱的可能性
对其他电缆的检查显示,一些主电缆上出现了新的断丝,这是该结构的原始情况,并且有证据表明,容纳其余辅助电缆的几个插座出现了明显的滑动,这些电缆是在20世纪90年代的一次改装中添加的,该改装增加了仪器平台的重量
UCF雇佣的工程公司桑顿·托马塞特评估了该结构,发现考虑到另一根电缆故障的可能性,望远镜的维修工作——包括为额外工作稳定它的缓解措施——将是不安全的
桑顿·托马塞特发现,通过压力测试来获取剩余电缆强度的更精确测量值可能会导致结构坍塌
该公司建议进行有控制的拆除,以消除意外坍塌的危险
桑顿·托马塞特提交的行动建议信中写道:“尽管提出这个建议让我们很难过,但我们认为应该以一种可控的方式,尽可能务实地尽快拆除这个建筑。”
“因此,我们建议尽快规划天文台的退役,并对望远镜进行有控制的拆除
" UCF还雇佣了另外两家工程公司来评估形势
一项建议是立即采取稳定行动
另一个人在回顾了桑顿·托马塞特的模型后,同意没有任何方法可以安全地验证结构的稳定性,并建议不要让人员进入望远镜的平台或塔上
“在大气科学、行星科学、射电天文学和雷达天文学领域,关键的工作仍有待完成,”UCF总统亚历山大·N
卡特赖特说
“UCF随时准备利用其在天文台的经验,与其他利益攸关方一道,寻求继续和扩大阿雷西博对科学的贡献所需的承诺和资金
" 在收到合同评估后,国家科学基金会请来了一家独立的工程公司和陆军工程兵部队来审查调查结果
国家科学基金会雇佣的公司同意桑顿·托马塞特的建议,并对不受控制的崩溃的重大危险表示担忧
陆军工程兵部队建议收集该设施的额外照片证据,并对断裂的电缆进行完整的法医评估
考虑到任何稳定或维修方案都需要工作人员在望远镜结构上或附近,电缆强度的不确定性程度和工作中的极端力,国家科学基金会接受了为305米望远镜的受控退役做准备的建议
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