中國青年網(wǎng)北京11月25日電(記者 李正穹 陳琛)浩瀚星空，廣袤蒼穹，自古以來寄托著人類的科學(xué)憧憬。
神舟十一號返回艙成功著陸后，航天員景海鵬、陳冬曾在太空中朗讀的一封特別的“家書”，引起了大家的關(guān)注。這封家書來自貴州平塘克度鎮(zhèn)第一小學(xué)的一位學(xué)生，信中寫道：
“親愛的航天員叔叔：我是貴州大山里的一個小學(xué)生，今年在我的家鄉(xiāng)建成了世界最大的‘天眼’射電望遠(yuǎn)鏡，你們在太空能看到它嗎?我期待，未來有一天，我能自己在中國的空間站看到它?！跛假??！?/p>
這封來自貴州大山深處的“家書”提到了一個詞——“天眼”。它也被人們形象地稱為“鍋”。當(dāng)景海鵬、陳冬在地球之外為實現(xiàn)人類沖出地球、走向太空的夢想努力工作時，地球之上，這口99%中國制造的“鍋”正仰望星空，將人類目光延伸到宇宙邊緣、時間盡頭。
這口“鍋”，位于中國西南貴州省平塘縣大窩凼(dàng)洼地，全名500米口徑射電望遠(yuǎn)鏡(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope，F(xiàn)AST)。它的反射面面積有30個足球場大小，由4450塊反射面單元組成。
在終年常綠的重山中，這項凝聚中國天文人二十多年夢想的大工程，建造耗時僅5年半，擁有多項自主知識產(chǎn)權(quán)，更領(lǐng)先世界同類設(shè)備20年。
2016年9月25日，F(xiàn)AST正式落成啟用，成為目前世界上最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡。
(一)
起點，1993年，日本東京，國際無線電科學(xué)聯(lián)盟大會。
“希望在全球電波環(huán)境惡化到不可收拾之前，可以建造新一代的射電‘大望遠(yuǎn)鏡’?！?/p>
在會上聽到這個想法，時任中國科學(xué)院北京天文臺副臺長、現(xiàn)中國科學(xué)院國家天文臺FAST工程總工程師兼首席科學(xué)家的南仁東只冒出一個念頭：
“別人都有自己的大設(shè)備，我們沒有，咱們也建一個吧!”
“大設(shè)備”，是指大口徑射電望遠(yuǎn)鏡(簡稱“大射電”)，也就是后來逐漸成型的FAST項目。
(二)
大射電，當(dāng)代中國天文學(xué)家夢寐以求的尖端設(shè)備，在對更遙遠(yuǎn)的宇宙空間、天體運動進(jìn)行更精準(zhǔn)探索時不可或缺。
然而，1993年的中國，僅在北京、上海等地建有40米、25米口徑射電望遠(yuǎn)鏡。中國天文學(xué)家如果想使用大射電，只能去美國、歐洲，唯有那里才有當(dāng)時全世界最先進(jìn)的大口徑射電望遠(yuǎn)鏡。
“天文學(xué)是孕育重大原創(chuàng)發(fā)現(xiàn)的前沿科學(xué)，也是推動科學(xué)進(jìn)步和創(chuàng)新的戰(zhàn)略制高點。”習(xí)近平在致我國500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡落成啟用的賀信中說。
作為中國古代科技成就最輝煌的學(xué)科之一，天文學(xué)足以讓每個中國人驕傲。只是，這輝煌的時間屬性是“曾經(jīng)”，它滯留在“中國古代”。
“現(xiàn)代天文學(xué)領(lǐng)域，中國已遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于世界”。在設(shè)備不足、不夠先進(jìn)的條件下，這幾乎已成定論。
為了改變現(xiàn)狀，為了扭轉(zhuǎn)頹勢，為了彎道超車，F(xiàn)AST拔地而起，橫空出世。
(三)
建設(shè)FAST絕非易事，堪稱一場現(xiàn)代科研長征，而且從1994年持續(xù)到2016年，一走就是22載。
首先，便是選址難題。
1994年4月，幾個人影走進(jìn)貴州的崇山峻嶺。
林深樹茂，人跡罕至，這里是世界上最大的喀斯特區(qū)之一。
所謂喀斯特地貌，就是石灰?guī)r地區(qū)所出現(xiàn)的地表山峰奇特、洼地和落水洞眾多、地下多洞穴和地下河有大量巖溶泉出露的自然景觀。桂林山水甲天下，便是這一地貌的典型代表。
對于不遠(yuǎn)萬里從北京來到貴州的這幾個人來說，貴州喀斯特地貌最可貴的不是秀麗風(fēng)景，而是這里不僅與世隔絕，電磁干擾近乎零，而且地形條件穩(wěn)定，巖石透水性極高。
這幾個人中的“帶頭大哥”，就是在給大射電找合適建設(shè)場所的南仁東。
中外科學(xué)家考察大窩凼時與當(dāng)?shù)刈∶裨谶x址現(xiàn)場合影。資料圖
在發(fā)現(xiàn)貴州喀斯特地貌所特有的窩凼前，南仁東為了選址，抽了不知多少煙。那時，他最常做的，就是抽著煙在辦公室周圍找人聊，覺得說得好就記一下。直到有一次，有人向他提到云貴的喀斯特洼地。
南仁東迅速請遙感所出了三百多幅洼地的衛(wèi)星遙感圖，黃黃綠綠的圖上顯示當(dāng)?shù)氐母C凼。
于是便有了前面那一幕，幾個人影不辭勞苦徒步入深林的情景。
自此直到2005年的12年間，南仁東等大射電項目發(fā)起人對1000多個洼地進(jìn)行比選，又實地走遍上百個窩凼，終于選定大窩凼洼地作為臺址。
據(jù)估算，以當(dāng)時的道路條件，南仁東們每天最多走1到2個窩凼，晚上回到縣城，白天再跋涉過來。
(四)
選址確定只是第一步。
工程成本、難度過高的第二道難題，隨之而來。
大口徑意味著容納接收器的巨型饋源艙、數(shù)量龐大的反射面板、用于支撐設(shè)備的復(fù)雜框架……如何破解?
2011年3月5日，F(xiàn)AST正式開工建設(shè)。
于是，一項神乎其技的工程開始在貴州黔南州的深山中高速展開。
大窩凼舊貌
圈梁安裝過程
FAST索網(wǎng)安裝工程
大窩凼全景
反射面系統(tǒng)由支撐塔、索網(wǎng)結(jié)構(gòu)和反射面面板等組成，索網(wǎng)結(jié)構(gòu)可以隨著天體的移動變化，帶動索網(wǎng)上的4450個反射單元，在射電電源方向形成300米口徑瞬時拋物面，極大提升觀測效率;
4450個反射單元面板上均有孔洞，既減少風(fēng)負(fù)載，又能提高透光率，對生態(tài)環(huán)境無公害，還大大降低了反射單元的自重;
輕型索支撐饋源艙的方案，則將饋源艙減重到30噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于阿雷西博望遠(yuǎn)鏡的900噸，再加上并聯(lián)機器人的使用，實現(xiàn)了望遠(yuǎn)鏡接收機的高精度指向跟蹤……
一項項創(chuàng)新技術(shù)的提出、實現(xiàn)和完成，是FAST對大口徑射電望遠(yuǎn)鏡工程更上一層樓的突破。
而這也意味著，中國射電天文學(xué)界首次擁有世界排名第一的設(shè)備!
自此，中國將可以用自己的望遠(yuǎn)鏡收聽來自太空深處的無線電波，接收137億光年以外的電磁信號;可以窺探星際之間互動的信息;可以觀測暗物質(zhì);可以測定黑洞質(zhì)量;可以搜尋可能存在的星外文明……
突破同類設(shè)備的創(chuàng)新技術(shù)，除少部分是與國際合作外，F(xiàn)AST中國設(shè)計、中國制造的純度達(dá)到99%;與號稱“地面最大的機器”的德國波恩100米望遠(yuǎn)鏡相比，F(xiàn)AST靈敏度提高約10倍;與美國阿雷西博305米望遠(yuǎn)鏡相比，F(xiàn)AST綜合性能提高約10倍……數(shù)據(jù)只說明一件事：FAST預(yù)計對國際同類設(shè)備至少保持二十年以上的領(lǐng)先地位!
從無中生有，敢為天下先。
這就是貫穿FAST從立項到建成全過程的精神品質(zhì)。
FAST的建成，將亙古以來深埋于中國人基因的宇宙夢再次喚醒。
終于，在探索宇宙極限的道路上，中國人也能喊出這句經(jīng)典：我們的征途是星辰大海!
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