世界最大單口徑射電天文望遠(yuǎn)鏡將捕捉“天外之聲”

十月中旬，貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣大窩凼洼地依然青山環(huán)繞。一個(gè)直徑500米的圈梁在群山的臂膀中“橫空出世”，被50根6米到50米高低不等的鋼柱支在半空，其周長(zhǎng)達(dá)1.6公里。放眼望去，其圈梁上安裝的巨大黑色索網(wǎng)、索繩約莫有一顆雞蛋的粗細(xì)。

這正是中國(guó)“500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡”（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“FAST”）施工現(xiàn)場(chǎng)。“國(guó)慶節(jié)期間，我們拼裝現(xiàn)場(chǎng)仍然一片繁忙。4450塊面板的生產(chǎn)和拼裝是個(gè)巨大的任務(wù)，因?yàn)樗鼈冇缮习偃f(wàn)個(gè)零件組成。” 10月15日下午，中國(guó)電科第54所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“54所”）高級(jí)工程師、FAST工程反射面單元設(shè)計(jì)與制造項(xiàng)目副總設(shè)計(jì)師張萬(wàn)才在施工現(xiàn)場(chǎng)接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)說(shuō)。

“按照工程進(jìn)度，每天需要提交至少20余塊面板，即2000個(gè)子單元和上萬(wàn)個(gè)零件的生產(chǎn)與拼裝。”張萬(wàn)才向記者介紹說(shuō)。從7月25日開(kāi)始拼裝第一塊面板，兩個(gè)多月來(lái)，項(xiàng)目組已經(jīng)拼裝完成800余塊反射面。“國(guó)慶長(zhǎng)假結(jié)束后，完工的工程量又提升了3個(gè)百分點(diǎn)，雖然勞累，但我們項(xiàng)目組的成員都覺(jué)得很踏實(shí)。”張萬(wàn)才補(bǔ)充說(shuō)。

世界“第一天眼”

FAST有著世界“第一天眼”之稱(chēng)，它是目前世界上計(jì)劃及正在建造中的口徑最大、威力最強(qiáng)的單天線(xiàn)射電望遠(yuǎn)鏡，擁有30個(gè)足球場(chǎng)大的接收面積。FAST比號(hào)稱(chēng)“地面最大機(jī)器”的德國(guó)波恩100米望遠(yuǎn)鏡靈敏度提高了約10倍。建成后，它將成為世界第一大單口徑射電天文望遠(yuǎn)鏡，并在未來(lái)二三十年繼續(xù)保持世界領(lǐng)先地位。

反射面面板是決定FAST探測(cè)威力和探測(cè)精度的核心要素。據(jù)了解，F(xiàn)AST反射面由4450個(gè)單元構(gòu)成，每個(gè)單元由100塊基礎(chǔ)面板組成，總面積為25萬(wàn)平方米，它們均由54所研制。

拼裝完成后，巨大的反射面看起來(lái)就像一口“超級(jí)大鍋”，6個(gè)支撐塔高高豎起，網(wǎng)格逐漸爬滿(mǎn)了“鍋”底，向上延伸“咬住”環(huán)梁，反射面面板一圈一圈鋪滿(mǎn)索網(wǎng)的空隙，織完巨網(wǎng)。

反射面板最終將要被安裝在這些索網(wǎng)上，張萬(wàn)才告訴記者，但在此之前，首先要把面板拼裝在網(wǎng)架上。拼裝地點(diǎn)就在大窩凼旁邊一個(gè)1萬(wàn)平方米的空地上，被稱(chēng)為“小窩凼”。

依據(jù)最初規(guī)劃，F(xiàn)AST的主要目標(biāo)不是在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益，而是要探測(cè)宇宙中的遙遠(yuǎn)信號(hào)和物質(zhì)，中國(guó)電科產(chǎn)業(yè)部主任楊定江介紹說(shuō)。

作為一個(gè)多學(xué)科基礎(chǔ)研究平臺(tái)，記者了解到，F(xiàn)AST建成后將用于捕獲“天外之聲”，探析宇宙奧秘。它有能力將中性氫觀測(cè)延伸至百億光年外的宇宙邊緣，用以觀測(cè)暗物質(zhì)和暗能量，尋找第一代天體；有能力將深空測(cè)控由地球同步軌道延伸至太陽(yáng)系外緣，將衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收能力提高100倍。它將在從宇宙起源到星際物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探索、對(duì)暗弱脈沖星及其他暗弱射電源的搜索、對(duì)地外理性生命的搜索等6個(gè)方面實(shí)現(xiàn)科學(xué)和技術(shù)的重大突破。