仰望浩瀚星空，漫天星辰閃爍，人類對探索宇宙的思考與熱情從未停止。

　　腳踏實地奔赴星辰大海。1994年，中國天眼工程團隊由人民科學家南仁東牽頭組建，此后長期圍繞中國天眼開展關鍵技術攻關，先后榮獲第6屆全國專業(yè)技術人才先進集體、第23屆中國青年五四獎章集體和中國科學院杰出成就獎，今年1月，榮獲“國家卓越工程師團隊”稱號。

位于平塘縣的世界上最大單口徑球面射電望遠鏡——“中國天眼”（FAST）。

　　500米口徑是起點

　　初春的太陽暖洋洋，采訪車一路向南進入平塘縣克度鎮(zhèn)金科村，在大山中劈開的蜿蜒小路上爬行。約20分鐘，“中國天眼”的石碑映入眼簾。

　　“正在觀測”“請勿攜帶電子設備”“請勿拍照”等警示牌掛在緊閉的電動門上。記者由此步行830步，終于見到了這口“大鍋”——500米口徑球面射電望遠鏡。

　　“大鍋”靜靜地坐在大窩凼里，周圍6座高塔上分別伸出一根鋼索，共同拉著一個似鉆石三角形的饋源艙，仔細聽可以聽到斷斷續(xù)續(xù)的滴滴聲，仿佛是來自宇宙太空的電磁波信號蕩漾在心靈深處而產(chǎn)生的節(jié)韻。

　　自20世紀初射電天文誕生起，在不到70年的時間里貢獻了類星體、脈沖星、星際分子和微波背景輻射四大天文發(fā)現(xiàn)，展示了廣闊的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

　　隨著手機、數(shù)碼相機等電子產(chǎn)品開始大范圍普及，全球電磁波寧靜環(huán)境越來越少，各國天文學家更加急迫地期望籌建更多、更大口徑射電望遠鏡。

南仁東(中)與工程技術人員在大窩凼施工現(xiàn)場檢查施工進展(2014年12月1日攝)。國家天文臺 供圖

　　1993年，日本京都國際無線電科學聯(lián)合會（URSI）大會上，時任中國科學院北京天文臺（國家天文臺前身）副臺長的南仁東宣布，中國將建造新一代類似Arecibo（1963年，美國康奈爾大學建造的305米口徑固定式球反射面巨型射電望遠鏡）的球反射面巨型射電望遠鏡。

　　“讓‘大鍋’坐在洼坑里，能突破全可動望遠鏡口徑不超過100米的瓶頸，還能利用喀斯特獨特的地質(zhì)條件解決洼坑的排水難題，節(jié)省土方工程所需的巨額資金?！薄爸袊煅邸眻F隊（FAST運行和發(fā)展中心）結構與機械工程部主任李輝說，給“大鍋”選一個合適的家，成為了團隊接來下10余年中最重要的事。

　　2005年，平塘縣克度鎮(zhèn)金科村的大窩凼洼地從3000個備選臺址中脫穎而出，成為FAST（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope）500米口徑球面射電望遠鏡臺址。

夜色中的中國天眼。

　　變“復制”為“創(chuàng)造”

　　“為什么是500米口徑？”記者好奇地問道。

　　“肯定得比305米大?！崩钶x輕松地回答，“Arecibo是305米口徑。超過它，我們望遠鏡的性能就會有更高的提升?！?/p>

　　“只能是500米嗎？”記者追問。

　　“不是，大窩凼的附近就有800米的坑，只是綜合考慮望遠鏡性能和造價，選了一個較好的性價比?！崩钶x說。

　　2016年9月25日，總投資11.73億元的FAST工程落成?；赝x址、預研究、論證、立項、建設，每一步都充滿挑戰(zhàn)和困難。

拼版照片：上圖為2015年8月2日拍攝的“中國天眼”首塊面板安裝成功；下圖為2016年7月2日拍攝的“中國天眼”吊裝最后一塊反射面板。

　　起初，科學家們想直接復制一個Arecibo，相應地做一個更大口徑的望遠鏡，沒想到一開始就遇到了難題。

　　“FAST的口徑達500米，支撐平臺尺寸需要相應擴大，粗略估計超過萬噸?！崩钶x說，這對塔和索的強度和剛度要求都非常高。這一刻起，F(xiàn)AST與Arecibo分道揚鑣，走上自我創(chuàng)新之路。

　　經(jīng)長期研究，F(xiàn)AST采用計算機伺服控制的大跨度柔性索并聯(lián)牽引系統(tǒng)取代Arecibo重達近千噸的三角形支撐平臺，形成光機電一體化的無平臺饋源支撐方案，最終定型為6塔6索牽引30噸饋源艙。團隊還研制出滿足10萬次的耐彎曲疲勞壽命的動光纜，攻克纜線入艙信號傳輸“生命線”難關。

“中國天眼”全景（2022年7月21日維護保養(yǎng)期間魚眼鏡頭拍攝）。

　　為解決望遠鏡球反射面難題，F(xiàn)AST再次創(chuàng)新采用主動變形反射面，讓FAST球反射面可以根據(jù)觀測目標位置改變形狀，形成300米口徑拋物面，使平行入射的電磁波信號只需一次反射即可聚焦，突破了Arecibo需第3次反射才能接收電磁波信號的缺點。

　　在南仁東的指導下，F(xiàn)AST工程正式成立調(diào)試核心組。組長姜鵬和團隊成員經(jīng)過兩年大規(guī)模疲勞實驗、上百次實驗，研制出疲勞強度能達到500兆帕200萬次的超高耐疲勞鋼索，讓主動變形反射面方案成功落地。并經(jīng)多年優(yōu)化改進，逐步形成今天由圈梁、格構柱、索網(wǎng)、反射面單元和促動器構成的主動反射面系統(tǒng)。

在位于貴州省平塘縣大窩凼洼地的世界最大單口徑射電望遠鏡——500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）拍攝的星軌。 楊俊波 鄧剛 攝

　　驚雷中的一聲蟬鳴

　　與Arecibo相比，F(xiàn)AST不僅大幅度降低饋源支撐系統(tǒng)自重，還實現(xiàn)饋源艙在140米高空、206米尺度范圍內(nèi)實時定位，直徑約13米的饋源艙對電磁波信號的遮擋效應幾乎能忽略不計，且可觀測天區(qū)約為Arecibo的2倍。

　　李輝這樣評價那段日子：“通過努力，我親眼見證了FAST的成長。這種機遇是一種財富，極大拓展了我的視野?！?/p>

　　2017年8月27日，F(xiàn)AST第一次實現(xiàn)對特定目標的追蹤觀測；8月28日，F(xiàn)AST成功地對同一個天體跟蹤兩次；10月，F(xiàn)AST首次發(fā)現(xiàn)6顆新脈沖星，讓中國實現(xiàn)“零的突破”。

　　來自宇宙的電磁波信號就像驚雷中的一聲蟬鳴。歷時22年，F(xiàn)AST終于打開了中國的“天眼”。

　　如今，“中國天眼”已正式投入運行并向全球開放，發(fā)現(xiàn)的脈沖星總數(shù)超過870顆，是同一時期世界上所有其它望遠鏡發(fā)現(xiàn)脈沖星總數(shù)的3倍以上，并在脈沖星、快速射電暴及引力波探測等領域產(chǎn)出一系列世界級成果。在團隊的努力下，它的年觀測時長常年保持在5300小時以上，達到了國際同類大科學裝置的水平。

　　李輝透露，未來數(shù)年里，有望在FAST周邊再建20余臺小口徑全可動射電望遠鏡，與FAST組成望遠鏡陣列（FAST先導陣），在保持FAST超高靈敏度的同時，提高望遠鏡分辨率，探索長久保持FAST領先能力的途徑。

　　貴州日報天眼新聞記者 牟元媛

編輯 駱航念

二審 劉義 胥芬芳

三審 張齊 劉丹