500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)工程施工場(chǎng)面和滿天繁星相映生輝(2016年6月27日攝),。
新華社貴陽(yáng)6月7日電 題:洞穿未來(lái)的“超級(jí)天眼”
新華社記者齊健
被譽(yù)為“天眼”的國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡2016年9月25日落成啟用,。經(jīng)過(guò)8?jìng)€(gè)多月的前期調(diào)試,近日啟動(dòng)試觀測(cè),進(jìn)入邊觀測(cè)邊調(diào)試的關(guān)鍵階段,。
國(guó)外可參考的大口徑望遠(yuǎn)鏡,,一般需要3年左右調(diào)試?!疤煅邸辈捎弥鲃?dòng)反射面板,,控制參數(shù)更為復(fù)雜。中科院國(guó)家天文臺(tái)的工作團(tuán)隊(duì)晝夜無(wú)休,,為的是在最短時(shí)間內(nèi)完成調(diào)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(shè),,飽含著中國(guó)人對(duì)探索宇宙新知的向往,。它由中國(guó)天文學(xué)家于1994年提出構(gòu)想,經(jīng)過(guò)13年預(yù)研究,,2007年7月立項(xiàng),,2011年3月開(kāi)工,歷時(shí)5年半建設(shè)完成,。關(guān)鍵技術(shù)無(wú)先例可循,、關(guān)鍵材料急需攻關(guān)、核心技術(shù)遭遇封鎖……從預(yù)研到建成的22年時(shí)間里,,我國(guó)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(kāi)工前夕,,團(tuán)隊(duì)接到哈爾濱工業(yè)大學(xué)傳來(lái)的消息,,前期做的所有索網(wǎng)實(shí)驗(yàn)全都失敗了?!皣?guó)內(nèi)頂級(jí)的應(yīng)用于斜拉橋上的鋼索,,標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度是200兆帕、抗200萬(wàn)次彎曲,,用在‘天眼’實(shí)驗(yàn)上都斷了,。”饋源支撐系統(tǒng)總工程師孫才紅說(shuō),,按設(shè)計(jì)要求,,“天眼”需要強(qiáng)度為500兆帕、抗200萬(wàn)次彎曲的鋼索,,這意味著把材料工藝提高到國(guó)標(biāo)水平的2.5倍,。
當(dāng)時(shí)負(fù)責(zé)索網(wǎng)疲勞問(wèn)題的是剛到天文臺(tái)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(guò)一年半的艱苦技術(shù)攻關(guān),,完成了索網(wǎng)變位策略優(yōu)化及疲勞性能評(píng)估工作,降低了索網(wǎng)的變位應(yīng)力幅,,最終生產(chǎn)出滿足要求的鋼索,。
美國(guó)阿雷西博望遠(yuǎn)鏡的饋源平臺(tái)重達(dá)1000噸,幾乎等于用固定軌道把平臺(tái)架設(shè)在半空,,這樣的設(shè)計(jì)有利于饋源的定位,,卻縮小了觀測(cè)角度。
經(jīng)過(guò)密集的科研攻關(guān),,“天眼”最終創(chuàng)新性采取輕型索支撐饋源平臺(tái)方案,,把饋源艙減重到30噸,覆蓋天頂角是美國(guó)望遠(yuǎn)鏡的兩倍,,并通過(guò)并聯(lián)機(jī)器人二級(jí)調(diào)整,,最終在降低建造成本的同時(shí),實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)高精度定位,。
國(guó)家天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)嚴(yán)俊說(shuō),,“天眼”項(xiàng)目由最初不到5人的研究小組發(fā)展到上百人團(tuán)隊(duì),凝聚了國(guó)內(nèi)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(guān)鍵指標(biāo)上超越國(guó)外同類望遠(yuǎn)鏡,,實(shí)現(xiàn)了大科學(xué)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(guó)波恩望遠(yuǎn)鏡號(hào)稱“地面最大的機(jī)器”,,305米口徑的美國(guó)阿雷西博望遠(yuǎn)鏡被評(píng)為人類20世紀(jì)10大工程之首,。面向21世紀(jì)的中國(guó)“超級(jí)天眼”不僅更大而且更強(qiáng),,綜合性能提高約十倍。
據(jù)國(guó)家天文臺(tái)射電天文研究部首席科學(xué)家,、“千人計(jì)劃”專家李菂透露,,“天眼”的首批觀測(cè)目標(biāo)鎖定在直徑10萬(wàn)光年的銀河系邊緣,那里已經(jīng)是普通射電望遠(yuǎn)鏡無(wú)法企及的地方,,而“天眼”將來(lái)要瞄準(zhǔn)的是河外星系甚至宇宙邊緣,。
射電望遠(yuǎn)鏡誕生至今,人類發(fā)現(xiàn)約2500顆脈沖星,,它們?nèi)课挥阢y河系內(nèi),?!疤煅邸背旱撵`敏度使它具備超強(qiáng)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(guò)去的基礎(chǔ)上提高10倍,,有望發(fā)現(xiàn)新的星際分子……
嚴(yán)俊表示,,“天眼”在獲得天體超精細(xì)結(jié)構(gòu)、搜索可能的星際通訊信號(hào),、測(cè)量近地天體軌道等方面都有優(yōu)勢(shì),,從脈沖星中遴選出脈沖信號(hào)穩(wěn)定的毫秒級(jí)脈沖星,將來(lái)有望應(yīng)用于導(dǎo)航,。
宇宙從哪里來(lái),,又將到哪里去?二十世紀(jì)后半葉,,射電天文學(xué)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(yuǎn),卻在某些方面“洞悉”了未來(lái),。射電天文學(xué)家在研究中的副產(chǎn)品WLAN技術(shù),,成了今天每個(gè)人生活都離不開(kāi)的WIFI技術(shù)的前身。
回溯原初宇宙,,這是科學(xué)家們研制建造“天眼”的原動(dòng)力,,也是他們的終極目標(biāo)。離原初最近,,才可能離未來(lái)最近,。從這個(gè)意義上說(shuō),洞穿未來(lái)的“超級(jí)天眼”是我國(guó)在科學(xué)前沿實(shí)現(xiàn)重大原創(chuàng)突破,、加快創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的利器,,為更多人投身科學(xué)事業(yè)奠定了基礎(chǔ)。