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。“天眼”采用主動(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。“國(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、“人才”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)。“天眼”超群的靈敏度使它具備超強(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)。
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