500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)工程施工場面和滿天繁星相映生輝(2016年6月27日攝),。
新華社貴陽6月7日電 題:洞穿未來的“超級天眼”
新華社記者齊健
被譽為“天眼”的國家重大科技基礎設施500米口徑球面射電望遠鏡2016年9月25日落成啟用,。經(jīng)過8個多月的前期調試,近日啟動試觀測,,進入邊觀測邊調試的關鍵階段,。
國外可參考的大口徑望遠鏡,,一般需要3年左右調試?!疤煅邸辈捎弥鲃臃瓷涿姘?,控制參數(shù)更為復雜。中科院國家天文臺的工作團隊晝夜無休,,為的是在最短時間內完成調試,,盡快發(fā)揮其科研能力。
古有十年磨一劍,,今有二十年“鑄天眼”,。“天眼”的研制和建設,,飽含著中國人對探索宇宙新知的向往,。它由中國天文學家于1994年提出構想,經(jīng)過13年預研究,,2007年7月立項,,2011年3月開工,歷時5年半建設完成,。關鍵技術無先例可循,、關鍵材料急需攻關、核心技術遭遇封鎖……從預研到建成的22年時間里,,我國老中青三代科技工作者克服了不可想象的困難,。
2010年8月,,在“天眼”工程開工前夕,團隊接到哈爾濱工業(yè)大學傳來的消息,,前期做的所有索網(wǎng)實驗全都失敗了,。“國內頂級的應用于斜拉橋上的鋼索,,標準強度是200兆帕,、抗200萬次彎曲,用在‘天眼’實驗上都斷了,?!别佋粗蜗到y(tǒng)總工程師孫才紅說,按設計要求,,“天眼”需要強度為500兆帕,、抗200萬次彎曲的鋼索,這意味著把材料工藝提高到國標水平的2.5倍,。
當時負責索網(wǎng)疲勞問題的是剛到天文臺工作不久的博士生姜鵬,,他立下“軍令狀”,扎根合作研究的公司一線,,經(jīng)過一年半的艱苦技術攻關,,完成了索網(wǎng)變位策略優(yōu)化及疲勞性能評估工作,降低了索網(wǎng)的變位應力幅,,最終生產(chǎn)出滿足要求的鋼索,。
美國阿雷西博望遠鏡的饋源平臺重達1000噸,幾乎等于用固定軌道把平臺架設在半空,,這樣的設計有利于饋源的定位,,卻縮小了觀測角度。
經(jīng)過密集的科研攻關,,“天眼”最終創(chuàng)新性采取輕型索支撐饋源平臺方案,,把饋源艙減重到30噸,覆蓋天頂角是美國望遠鏡的兩倍,,并通過并聯(lián)機器人二級調整,,最終在降低建造成本的同時,實現(xiàn)毫米級高精度定位,。
國家天文臺臺長嚴俊說,,“天眼”項目由最初不到5人的研究小組發(fā)展到上百人團隊,凝聚了國內100多家參建單位的力量,,在口徑,、靈敏度、分辨率,、巡星速度等關鍵指標上超越國外同類望遠鏡,,實現(xiàn)了大科學工程由跟蹤模仿到集成創(chuàng)新的跨越,。
此前,100米口徑的德國波恩望遠鏡號稱“地面最大的機器”,,305米口徑的美國阿雷西博望遠鏡被評為人類20世紀10大工程之首。面向21世紀的中國“超級天眼”不僅更大而且更強,,綜合性能提高約十倍,。
據(jù)國家天文臺射電天文研究部首席科學家、“千人計劃”專家李菂透露,,“天眼”的首批觀測目標鎖定在直徑10萬光年的銀河系邊緣,,那里已經(jīng)是普通射電望遠鏡無法企及的地方,而“天眼”將來要瞄準的是河外星系甚至宇宙邊緣,。
射電望遠鏡誕生至今,,人類發(fā)現(xiàn)約2500顆脈沖星,它們全部位于銀河系內,?!疤煅邸背旱撵`敏度使它具備超強的發(fā)現(xiàn)力:發(fā)現(xiàn)的脈沖星數(shù)量有望翻倍,發(fā)現(xiàn)氣體星系有望在過去的基礎上提高10倍,,有望發(fā)現(xiàn)新的星際分子……
嚴俊表示,,“天眼”在獲得天體超精細結構、搜索可能的星際通訊信號,、測量近地天體軌道等方面都有優(yōu)勢,,從脈沖星中遴選出脈沖信號穩(wěn)定的毫秒級脈沖星,將來有望應用于導航,。
宇宙從哪里來,,又將到哪里去?二十世紀后半葉,,射電天文學方興未艾,,接連涌現(xiàn)類星體、脈沖星,、星際分子和微波背景輻射四大天文發(fā)現(xiàn),。這些發(fā)現(xiàn)看上去高深而遙遠,卻在某些方面“洞悉”了未來,。射電天文學家在研究中的副產(chǎn)品WLAN技術,,成了今天每個人生活都離不開的WIFI技術的前身。
回溯原初宇宙,,這是科學家們研制建造“天眼”的原動力,,也是他們的終極目標。離原初最近,,才可能離未來最近,。從這個意義上說,,洞穿未來的“超級天眼”是我國在科學前沿實現(xiàn)重大原創(chuàng)突破、加快創(chuàng)新驅動發(fā)展的利器,,為更多人投身科學事業(yè)奠定了基礎,。