“天眼”FAST主體工程完工 為最大單口徑射電望遠鏡

□揭秘

中國“天眼”強在哪

體型大：

FAST工程總工藝師王啟明說，僅圈梁、索網(wǎng)和支撐饋源艙的6座高塔就用掉1萬多噸鋼材?！巴h鏡反射面總面積為25萬平方米，相當于30個標準足球場那么大。盡管反射面板才1毫米多厚，也用掉2000多噸鋁合金?！?/p>

精度高：

大射電望遠鏡絕不是金屬堆砌的“傻大粗”，它是最精密的天文儀器。由于采用光機電一體化的饋源平臺，加之饋源艙內(nèi)的并聯(lián)機器人二次調(diào)整，它在饋源與反射面之間無剛性連接的情況下，可實現(xiàn)毫米級指向跟蹤，確保精確地聚集和監(jiān)聽宇宙中微弱的射電信號。大射電望遠鏡的建造工藝也是精益求精?！畮酌组L的索，誤差不準超過1毫米，生產(chǎn)流程必須用恒溫裝置，確保所有材料是在20攝氏度溫度場生產(chǎn)的。

——公里尺度的鋼索支撐體系，位姿精度卻在毫米級。大連華銳重工集團高級工程師武榮陽說，觀測天體時因為地球有自傳，需要補償?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)。饋源艙直徑13米，位姿精度誤差不能超過48毫米，角度不超過1度。

——要能靈敏觀測浩瀚星空，拼裝面板子單元邊界的精準定位是首要問題?？蒲腥藛T為此專門設(shè)計的定位夾具，它能對每塊面板的水平位置以及軸向高度進行精準定位，每個等邊三角形交點孔位精度保持在0.1毫米至0.15毫米。——主動反射面的索網(wǎng)具備高彈性、抗拉伸、抗疲勞特征，其500兆帕的超高應(yīng)力幅，是國家標準的2.5倍。

——幫助反射面變位的2000多個液壓促動器通過伸縮實現(xiàn)精確定位、協(xié)同運動，還可將自身各項狀態(tài)信息上報給控制系統(tǒng)，滿足適時跟蹤、換源等運動要求。

——承擔著傳輸各種數(shù)據(jù)信息使命的動光纜可經(jīng)受反復彎曲、卷繞和扭轉(zhuǎn)等機械性能和惡劣自然環(huán)境考驗。

視野廣：

“我們的最初設(shè)計理念源自美國阿雷西博望遠鏡。但跟阿雷西博相比，主動反射面系統(tǒng)是我們最大的創(chuàng)新?！敝袊茖W院國家天文臺研究員、FAST工程副經(jīng)理彭勃說，大射電望遠鏡的索網(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。

阿雷西博望遠鏡是固定望遠鏡，只能通過改變天線潰源的位置掃描天空中的一個約20度的帶狀區(qū)域。而主動反射面讓中國大射電望遠鏡擁有更廣的觀測范圍，能覆蓋40度的天頂角。

大射電望遠鏡的工作頻率比較廣。彭勃說，饋源艙內(nèi)配置了覆蓋頻率70MHz～3GHz的多波段、多波束饋源和接收機系統(tǒng)。

□關(guān)注

觀天巨眼要找啥

“跟其他射電望遠鏡一樣，中國大射電望遠鏡最主要的兩大科學目標是巡視宇宙中的中性氫和觀測脈沖星，前者是研究宇宙大尺度物理學，以探索宇宙起源和演化，后者是研究極端狀態(tài)下的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與物理規(guī)律?！敝锌圃簢姨煳呐_副臺長鄭曉年說。

地球大氣層留給人類探索宇宙兩個窗口，一個是光學，一個是射電。對天文學家來說，如果光學望遠鏡是顯微鏡，那么射電望遠鏡就是CT機，可以獲得天體的超精細結(jié)構(gòu)。

“有7套接收機，因為不同的波段觀測的頻率不一樣，觀測和研究目標就不一樣?！敝袊茖W院國家天文臺研究員、FAST工程副經(jīng)理彭勃說，在大射電望遠鏡眼中，宇宙和宇宙天體是一種立體的呈現(xiàn)。

半個多世紀以來，全世界所有射電望遠鏡收集的能量尚翻不動一頁紙，中國大射電望遠鏡的加盟將大大加快這一速度。而收集的能量，意味著解讀宇宙深處奧秘的信息量。

“從射電望遠鏡誕生至今，人類共發(fā)現(xiàn)了約2500顆脈沖星，如果中國大射電望遠鏡的工作時間全部用于觀測脈沖星，它一年時間內(nèi)就有望將這個數(shù)量翻倍。”彭勃說，脈沖星可以用于脈沖星導航、脈沖星計時陣等應(yīng)用目標。

“宇宙空間混雜各種輻射，遙遠的信號像雷聲中的蟬鳴，沒有超級靈敏的‘耳朵’，根本就分辨不出來。”FAST工程首席科學家、總工程師南仁東認為，大射電望遠鏡還有可能會發(fā)現(xiàn)一些前所未見的脈沖星現(xiàn)象，比如說一個脈沖星和一個黑洞結(jié)對，那么就可能產(chǎn)生突破性的理論。

物理學發(fā)展中的每一次小小的進步，都伴隨著極大的艱難與曲折。但在人類文明進步的每個階段，物理學始終站在解放生產(chǎn)力的前沿。彭勃說，科學家利用阿雷西博望遠鏡發(fā)現(xiàn)引力波，并獲得諾貝爾物理學獎，中國大射電望遠鏡則為自然科學特別是物理學相關(guān)領(lǐng)域提供了重大發(fā)現(xiàn)的機會。

“針對大眾十分關(guān)心的大射電望遠鏡能否用于尋找地外文明，答案是肯定的?！迸聿硎?，它是探測系外行星尤其是類地行星的利器。由于靈敏度提高，它能看到更遠、更暗弱的天體，通過探測星際分子、搜索可能的星際通訊信號，尋找地外文明的幾率比現(xiàn)有設(shè)備提升了5至10倍。

京華時報記者潘珊菊新華社