中國(guó)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(lái)寄托著人類的科學(xué)憧憬,。
神舟十一號(hào)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(shū)”,，引起了大家的關(guān)注,。這封家書(shū)來(lái)自貴州平塘克度鎮(zhèn)第一小學(xué)的一位學(xué)生,，信中寫(xiě)道：
“親愛(ài)的航天員叔叔：我是貴州大山里的一個(gè)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?cè)谔漳芸吹剿鼏?我期待，未來(lái)有一天，我能自己在中國(guó)的空間站看到它,?！跛假弧,！?/p>
這封來(lái)自貴州大山深處的“家書(shū)”提到了一個(gè)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(shí)現(xiàn)人類沖出地球、走向太空的夢(mèng)想努力工作時(shí),，地球之上,，這口99%中國(guó)制造的“鍋”正仰望星空，將人類目光延伸到宇宙邊緣、時(shí)間盡頭,。
這口“鍋”,，位于中國(guó)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(gè)足球場(chǎng)大小，由4450塊反射面單元組成,。
在終年常綠的重山中,，這項(xiàng)凝聚中國(guó)天文人二十多年夢(mèng)想的大工程，建造耗時(shí)僅5年半,，擁有多項(xiàng)自主知識(shí)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(diǎn),，1993年,，日本東京，國(guó)際無(wú)線電科學(xué)聯(lián)盟大會(huì),。
“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(huì)上聽(tīng)到這個(gè)想法,，時(shí)任中國(guó)科學(xué)院北京天文臺(tái)副臺(tái)長(zhǎng)、現(xiàn)中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)FAST工程總工程師兼首席科學(xué)家的南仁東只冒出一個(gè)念頭：
“別人都有自己的大設(shè)備,，我們沒(méi)有,，咱們也建一個(gè)吧!”
“大設(shè)備”，是指大口徑射電望遠(yuǎn)鏡(簡(jiǎn)稱“大射電”),，也就是后來(lái)逐漸成型的FAST項(xiàng)目,。
(二)
大射電，當(dāng)代中國(guó)天文學(xué)家夢(mèng)寐以求的尖端設(shè)備,，在對(duì)更遙遠(yuǎn)的宇宙空間,、天體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行更精準(zhǔn)探索時(shí)不可或缺。
然而,，1993年的中國(guó),，僅在北京、上海等地建有40米,、25米口徑射電望遠(yuǎn)鏡,。中國(guó)天文學(xué)家如果想使用大射電，只能去美國(guó)、歐洲,，唯有那里才有當(dāng)時(shí)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(dòng)科學(xué)進(jìn)步和創(chuàng)新的戰(zhàn)略制高點(diǎn),?！绷?xí)近平在致我國(guó)500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡落成啟用的賀信中說(shuō)。
作為中國(guó)古代科技成就最輝煌的學(xué)科之一,，天文學(xué)足以讓每個(gè)中國(guó)人驕傲,。只是，這輝煌的時(shí)間屬性是“曾經(jīng)”,，它滯留在“中國(guó)古代”,。
“現(xiàn)代天文學(xué)領(lǐng)域，中國(guó)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(shì)，為了彎道超車(chē),，F(xiàn)AST拔地而起,，橫空出世。
(三)
建設(shè)FAST絕非易事,，堪稱一場(chǎng)現(xiàn)代科研長(zhǎng)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(gè)人影走進(jìn)貴州的崇山峻嶺,。
林深樹(shù)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(duì)于不遠(yuǎn)萬(wàn)里從北京來(lái)到貴州的這幾個(gè)人來(lái)說(shuō)，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(gè)人中的“帶頭大哥”，就是在給大射電找合適建設(shè)場(chǎng)所的南仁東,。
中外科學(xué)家考察大窩凼時(shí)與當(dāng)?shù)刈∶裨谶x址現(xiàn)場(chǎng)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(shí)，他最常做的,，就是抽著煙在辦公室周?chē)胰肆?，覺(jué)得說(shuō)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(qǐng)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(gè)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(xiàng)目發(fā)起人對(duì)1000多個(gè)洼地進(jìn)行比選,，又實(shí)地走遍上百個(gè)窩凼，終于選定大窩凼洼地作為臺(tái)址,。
據(jù)估算,，以當(dāng)時(shí)的道路條件，南仁東們每天最多走1到2個(gè)窩凼,，晚上回到縣城,，白天再跋涉過(guò)來(lái)。
(四)
選址確定只是第一步,。
工程成本,、難度過(guò)高的第二道難題，隨之而來(lái),。
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(kāi)工建設(shè),。
于是,，一項(xiàng)神乎其技的工程開(kāi)始在貴州黔南州的深山中高速展開(kāi)。
大窩凼舊貌
圈梁安裝過(guò)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(dòng)變化，帶動(dòng)索網(wǎng)上的4450個(gè)反射單元,，在射電電源方向形成300米口徑瞬時(shí)拋物面,，極大提升觀測(cè)效率;
4450個(gè)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(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)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(jī)器人的使用,，實(shí)現(xiàn)了望遠(yuǎn)鏡接收機(jī)的高精度指向跟蹤……
一項(xiàng)項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)的提出,、實(shí)現(xiàn)和完成，是FAST對(duì)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(guó)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(guó)將可以用自己的望遠(yuǎn)鏡收聽(tīng)來(lái)自太空深處的無(wú)線電波,，接收137億光年以外的電磁信號(hào);可以窺探星際之間互動(dòng)的信息;可以觀測(cè)暗物質(zhì);可以測(cè)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(guó)際合作外，F(xiàn)AST中國(guó)設(shè)計(jì),、中國(guó)制造的純度達(dá)到99%;與號(hào)稱“地面最大的機(jī)器”的德國(guó)波恩100米望遠(yuǎn)鏡相比,，F(xiàn)AST靈敏度提高約10倍;與美國(guó)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(shuō)明一件事：FAST預(yù)計(jì)對(duì)國(guó)際同類設(shè)備至少保持二十年以上的領(lǐng)先地位!
從無(wú)中生有,，敢為天下先,。
這就是貫穿FAST從立項(xiàng)到建成全過(guò)程的精神品質(zhì)。
FAST的建成,，將亙古以來(lái)深埋于中國(guó)人基因的宇宙夢(mèng)再次喚醒,。
終于，在探索宇宙極限的道路上,，中國(guó)人也能喊出這句經(jīng)典：我們的征途是星辰大海!
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