克服多重技術難題 我國自主研發「觀天巨眼」今天啟用

央廣網黔南9月25日消息（記者潘毅 貴州黔南台記者熊育權）據中國之聲《新聞縱橫》報道，現在是北京時間8點15分，再過幾個小時，位於貴州省平塘縣，具有我國獨立自主知識產權的國家重大科技基礎設施、直徑500米的球面射電望遠鏡「FAST」就要正式啟用了。

射電望遠鏡就像一個巨型的衛星信號接收天線。它坐落在貴州平塘的「大窩凼」山間，四周高山環繞，中國科學家就利用這裡的喀斯特地形，將大射電望遠鏡建在這裡。大射電望遠鏡由4000多塊反射面板組成，總面積約25萬平方米，相當於30個足球場的大小。周圍還建有6個鋼架塔，大射電望遠鏡球面就架在6個鋼架塔之間，猶如一口大鍋放在崇山峻岭中。

FAST作為一個多學科基礎研究平台，為科學家提供了一個強大的探測無線電波的一個工具，在國家重大需求方面具有重要應用價值。主要有三個方面的科學目標，首先，它的強大敏感性，能接收到137億光年外的電磁信號，接近於宇宙的邊緣；第二方面是除了巡視宇宙中的中性氫，研究宇宙大尺度物理學，以探索宇宙起源和演化，還將觀測脈衝星，研究極端狀態下的物質結構與物理規律，甚至可以搜索星際通訊信號，開展對地外文明的探索。第三個方面是，未來，FAST將有能力把中國中性氫觀測能力從地球同步軌道延伸至太陽系外緣，將深空通訊數據下行速率提高100倍，觀測暗物質和暗能量，尋找第一代天體等其他一些的應用。

生態方面是這樣的。望遠鏡的反射面板可以看到它上面透了很多孔，這個孔透孔率達到50%以上，完全可以把雨水、陽光透過去，所以地面的植被還可以照樣去生長，對環境保護還是很有利的。

FAST的建設使邊遠閉塞的黔南喀斯特山區變成世人矚目的國際天文學術中心，成為把貴州展現給世界的新窗口。黔南州還在平塘縣克度鎮配套建設天文體驗中心、天文教育園等項目，積極打造旅遊天文小鎮，推動當地經濟發展。

跟曾經世界最大的阿雷西博射電望遠鏡相比，FAST的綜合性能提高了約10倍，能夠看到更遠、更暗的天體。那麼如此的龐然大物是如何架設起來的，讓「天眼」睜眼看宇宙的又付出了怎樣的艱辛。

「假設你在月球上打電話，FAST可以探測到你的信號。」這是中國科學院國家天文台「FAST」項目總工藝師王啟明，對這台目前世界上最大的單口徑射電望遠鏡靈敏度的形容。

對於射電望遠鏡來說，口徑越大，看得越遠。全世界的射電天文學家都追求建造更大口徑的望遠鏡，以提高靈敏度。早在1994年4月，中科院國家天文台就開始了這項工程的選址工作。大口徑射電望遠鏡的選址，地貌要最接近天線鍋的形狀，這樣方便建造，工程量小，不用開山炸石，同時附近5至10公里範圍內不能有電磁波信號發射。李菂這樣描述：真正開始運行的時候，可以想像它就是在一口500米的鍋裡頭，然後有一隻300米的碗。這隻300米的碗在500米的鍋里運動，等效地構成一個主動、可動、能夠克服地球自轉的，非常準確靈敏觀測太空的儀器。

為了給這口「大鍋」安家，團隊成員幾乎把貴州的喀斯特地貌區「挖」了個遍，同時有兩路人馬獨立搜尋，初步確定了300多個候選窪坑。然後又通過計算機模擬工程填挖量，從中選出30多個實地考察，最後才選中了不大不小、深度合適、形狀很圓、適於施工建設的「大窩凼」，「大窩凼」的喀斯特地質條件可以保障雨水向地下泄流,不在表面淤積而損壞望遠鏡。

2014年7月17日，FAST工程一大技術難點開始啟動：製造和安裝索網。這是世界上跨度最大、精度最高的索網結構，也是世界上第一個採用變位工作方式的索網體系，6670根主索和2225根下拉索完整地拼出了「天眼」的索網。

索網建成，反射面安裝工程隨之開始。反射面是FAST望遠鏡的重要組成部分，共有4450塊的反射面板單元。中船重工武船集團有限公司副總經理王渭齡介紹稱，4450個單元在吊裝轉運的過程中，是不許有任何的磕碰。在現場實際應用過程中，武船公司實現了每一個單元的一次精準裝加和提升空中運輸、轉接和全位置定位。最後，全部精準地將4千多塊面板定位安裝在2000多個球面支點上，從研發到製造用了兩年多時間，完成了國家天文台交付的任務。

搜尋地球之外是否還有文明存在，是公眾對於這台巨大「眼睛」的期待。實際上，這台從材料到工藝基本都是「中國製造」的巨型射電望遠鏡，未來將為自然科學，尤其是物理學和天文學領域的研究提供一個全新平台，為我國火星探測等深空研究奠定重要基礎。中科院國家天文台FAST項目副總工程師李菂說，我們要研究宇宙中間主要物質的組成成分，宇宙演化和宇宙中間極端物質和場下面的效應。它可以承擔深空探測，比如小行星甚至於更遠一點的火星。建成以後，它將是中國在某一個射電波段第一次擁有世界上最好的儀器，真正有了站到世界前沿的機會。

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