【新闻】中国“天眼”领先世界20年 可探索地外文明宇宙起源

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7月3日，直径500米的球面电波望远镜“fast”安装在贵州省，是当今世界上最大的单口径电波望远镜，也是我国迄今为止最大的天文工程。

现在，位于黔南的这个“大锅”正成为全世界关注的热点，成为改变中国天文史的标志。

“fast”是怎么做的？ 牛多吗？ 另外会对中国的天文科考试产生很大影响吗？ 昨天，广州日报记者采访了中国科学院国家天文台“fast”项目总工程师王启明。 王启明说，这个巨大的电波望远镜创造了许多奇迹，体现了中国日益进步的自主创新能力，将来也将推进中国天线制造技术、微波电子技术、并联机器人、大范围结构、公里范围的高精度动态测量等高新技术的迅速发展

文/广州日报记者肖欢(签名除外)

/广州日报记者张丹(签名除外)

“太累了，我十点半才回家。 ”今年55岁的王启明看起来很累，声音有点沙哑。 “fast”完成后，他一直在调整后期的调试工作，一天开好几次会。

根据计划，这个“大锅”将调整两个月，在9月末之前开始采用。 王启明从2000年开始参加这个项目，到现在已经16年了，他把一生中最美的青春献给了“fast”。

“当时这个项目开始的时候，我还是个年轻人。 现在我的鬓角上有一头白头发。 」理工科出身的王启明是个性格开朗的人，说到fast，王启明感慨万千，他把这个项目比作慢慢成长的孩子。

“fast”选择“家”风格的饮食野营

为什么要做这么大的锅？ 王启明解释说，这就像用“锅盖天线”看卫星电视一样，锅盖的口径越大，电视画面也越清晰。 对电波望远镜来说，口径越大看起来越远。 世界电波天文学家们为了提高灵敏度，追求建造更大口径的望远镜。 到目前为止，世界最大口径的电波望远镜是美国的阿雷西博电波望远镜，口径为300米。

近40年来，在与天文学相关的10项诺奖获奖成果中，有6项是通过电波天文学手段获得的。 电波天文学是培养重大天文学发现的摇篮。

王启明说，1994年4月，中国科学院国家天文台开始了布局事业。 大口径电波望远镜的选址，地形最接近天线锅的形状，这样建设容易，工程量小，不需要开山，而且在附近5~10公里的范围内发射不到电磁波信号。

为了在这个“大锅”里安家，团队成员几乎“挖”了贵州省的喀斯特地形区。 然后，两名军队独立搜索，查明了300多个候选凹陷。 然后，用计算机模拟工程填补挖掘量，从中选择了30多个现场调查，最后选择了不大、深度合适、形状圆、适合施工建设的“大窝”。 “大窝”的喀斯特地质条件是雨水泄漏到地下，不堆积在表面而损伤望远镜。

王启明说:“当时在户外工作，风餐露宿野外，渴了就喝小河水，饿了，吃了几口自带的干粮。 冬天的馒头硬得像石头，缺了一颗牙。 有时一周都不能下山”

22年建造了世界上最牛的“天眼”

当初，因为资金不足很严重，所以有人建议，能否把口径缩小一点，用400米来计算。 但是最终，科研小组顶住压力，不缩小口径。 2007年7月10日，fast项目正式成立，王启明记得那天他流下了动人的眼泪。

从此，王启明度过了北京、贵州的“两点一线”的日子。 挖台地，管理边坡，花了九个月。 安装梁，花了17个月。

年7月17日，团队开始制造和安装用于fast的索网，是fast工程的一大技术难点这是世界上跨度最大、精度最高的索网结构，也是世界上第一个使用位移事业方法的索网体系，有6670条主索和225条下索 索网完成，反射面安装工程开始了。 反射面是fast望远镜的重要组成部分，有4450个反射面板单元。 年7月3日，当最后一个反射面板安装好时，王启明挂了16年的心才松了一口气。

“100多人奋斗了20多年，一部分已经不在了。 说到我们队，老的有“40后”，年轻的有“90后”，王启明有点哽咽，其实项目的每一步都在进行，冒着风险。 例如，牵引“大锅”的索网是含碳的85%高碳钢，具有高弹性、抗拉伸、抗疲劳的特征，材料的一点要素是国家标准的2.5倍。

为了克服“这种材料在国内无人能生产”的电缆技术，王启明和团队一共花了两年时间，找了国内顶级的电缆工厂和一些高中，处理了电缆问题。

为火星探测奠定基础

王启明介绍说，fast的两个科学目标是巡视宇宙中的中性氢和观测脉冲星，前者可以研究宇宙的大规模物理学探索宇宙的起源和进化，后者可以研究极端状态下的物质结构和物理规律。

灵敏度的提高，fast可以看到更远、更暗的天体，通过检测星际分子，搜索可能的星际通信信号，寻找外星文明的概率将从5倍增加到10倍。 去年引人注目的引力波是科学家用阿雷西博射电望远镜发现的，并获得了诺贝尔物理学奖。 中国直径500米的射电望远镜为自然科学特别是物理学和天文学行业的研究提供了新的平台。 另外，fast还为我国火星探测等深度空研究奠定了重要基础。

据说美国的阿雷西博望远镜超过50年了，现在fast与此相比综合性能提高了约10倍。

fast灵敏度有多高？ 王启明例如说:“给月球打电话，假设fast能探测到你的信号。 ”。

王启明告诉广州日报记者，这次fast采用的材料和技术基本上是中国产的，充分体现了中国的自主创新能力。 “做了这么有意义的事，感觉一辈子都不会浪费。 现在世界上还在比较牛。 其次，我们的科学家需要采用它。 ”。

王启明说，外国科学家参观后也很震惊。 "他们期待着我们世界上最先进的天文设备成为人类观测外太空的利器，出现新的科研成果. "

中国科学院国家天文台副台长郑晓年也表示，作为世界上最大的单口径望远镜，fast将在今后20~30年中维持世界一流的设备地位。

会话

fast望远镜领先国际二十年

广州日报: 7月3日，安装了电波望远镜的主体。 为什么调试需要两个多月，不马上采用？

王启明:工地上也能看到，这是一项大工程，变电站和箱型变压器有七个。 我现在只是完成了硬件。 装备是由多个单位共同开发的，所以进行测量、控制、制造机器。 安装完成后，首先在空上放置测试，然后进行联合调试。

另外，对这种工艺系统的检查有非常严格的要求。 和房屋装修一样，在装修企业还没有进行之前，必须尽快排除和处理问题。

“天眼”不是“死眼”

广州日报:这个“观天巨眼”建设前后一共花了13年，他的施工难度在哪里？

王启明:望远镜反射面的总面积为25万平方米，大约有30个足球场那么大。 具有当今世界上跨度最大、精度最高的索网结构。 仅支撑梁、索网和进料室的6座高塔就使用了1万吨以上的钢材。 反射面板厚度只有1毫米，但使用的是2000吨以上的铝合金。

另外，望远镜在现场施工中也有很多困难。 首先是台地现场环境的制约。 现场是喀斯特洼地，最高落差150米，不能使用大起重机，起重机不能通过。

再次，我们建设的这个“天眼”不是“死眼”，而是可以移动的。 根据观测的方向，拉网使天线锅变形。 就像人类移动自己的眼睛一样，这么远太空对它来说不存在方向的死角。 美国的阿雷西博望远镜固定在地面上不动。 所以，我们建设的难度相当大。

广州日报:这个“眼球”怎么转？

王启明: 6索并联驱动控制系统是fast项目的核心部件——进料室的主控制系统，可以控制进料室的姿势位置调整，正确达到反射面的焦点位置，使进料室的信号能力最佳。 就像人的睫状体一样，可以调节眼睛的焦距，使远处的物体看得很清楚。

另外，与索网连接的2000多台小电机控制着整个变形过程，6根400米以上的电缆吊起30吨的进料室，移动范围达到200米。 移动中，各部分的位移必须控制在毫米水平。 电波望远镜建成后，将成为中国天文研究和自然科学研究的利器，不仅在现在，而且在今后20年中，还将保持世界领先地位。

不怕坏天气但怕电磁干扰

广州日报:这个“大锅”不要盖上防止雷击等恶劣天气的盖子。

王启明:作为电波望远镜，fast的基本原理与人们常见的锅式卫星天线相媲美，但这个大锅接收的是非常弱的宇宙信号。 主要由反射信号的抛物面和接收信号的馈源室两大部分组成。 通过“锅”的反射聚焦，收集几平方米到几千平方米的信号。 盖锅盖会不会失去那个功能？

对于雷等恶劣天气，我们有防雷系统。 对于冰雹，我们防雹，破冰雹，打成小块。 还有雪的问题。 雪对贵州省的影响很小。 这里一年只有几天，气温在摄氏零度以下。 总体来说，我们考虑得很周到。

广州日报:射电望远镜对电磁波干扰有很高的要求，今后周围几公里以内不会发出电磁信号吗？

王启明:是啊。 这里对电磁波信号干扰的要求很严格。 贵州省刚为我们的这台设备立法。 离fast项目5公里以内的基站都要求关闭。 现场不能使用手机和数码相机。 汽车不能用电子生火。 包括来的中巴，必须烧柴油车。

广州日报:这台射电望远镜的设计寿命是多少？

王启明:设计寿命30年，海外望远镜大多逾期服务。 阿雷西博望远镜也早就过期服役了，过期后也经过一点升级改造，可以继续采用了。 整个fast工程的成本约为11亿元。

特写镜头。

实地调查fast

“疯狂”的天坑

fast项目位于贵州省黔南州平塘县克度镇绿水村的大窝。 随着fast的布局明确，人口30万人以上的小镇变得热闹起来。

到今天为止，很多游客涌入这个小镇，目的是看能听到天外来客声音的“超级锅”。

在平塘，当地人越来越多地将fast称为“天坑”或“大电波”，最初的称呼表示其形式，然后更有“文化”。 无论如何，外国人一谈到fast，当地人总是指向深山，那里离县城100公里以上。

“天坑”的影响很大

离“天坑”还有十多公里的时候，两栋黄色的建筑物在平地上拔地而起，与周围低的民居相比突兀。

“一栋是文化园，另一栋是五星级酒店。 ”。 王师傅表示，由于“天坑”竣工，其他配套设施正在加紧施工。 “天坑”带来的旅行效果将非常明显。

在尘土飞扬的路上，行人能感受到“天坑”的强烈影响。 无论是卖饮料的店还是饮食店，所有的招牌都使用“天坑”的照片作为底色，很引人注目。 据悉，周边的航龙村、塘边町也将开发很多观光项目。

“天坑”的巨大影响，农业人口占90%以上的平塘县看到了它带来的巨大经济效益。 那时，曾经的农业县也华丽地转向了“旅游大县”。

高峻的山出现在“天坑”中

从平塘县城到有“天坑”的克度镇，一百多公里都是省级公路。 路面相当平坦，但因为都是环状道路，所以路边偶尔能看到从大小不同的山上落下的碎石。

从省道到达克斯镇，还在10公里以上的真正的山路上行驶。 不仅路面凹凸不平，碎石也多了。

尽管如此，昨天非周末还有很多私家车在寻找去“天坑”的路。

“这条路到fast吗？ ”很多车主在山路上颠簸了几十分钟，不由得问起想下车的车辆。 得到肯定的回答后，业主踩着油门冲上了崎岖的山路。

在陡峭的山路边，有一个与“天坑”非常相似的深谷。 深谷平原上，还住在这里的人不少。

“在‘天坑’周围5公里的范围内，所有的村庄都移动了，通信基站也无法设置。 ”一位当地村民介绍了“天坑”的到来给靠天吃饭的他们带来的新的“机会”，他们也希望依靠“天坑”过上更美好的生活。

去了高山和陡峭的山之间，王师傅也开始集中精力，凹陷的山路一点也离不开他。 七转八转后，当我看到高耸的山时，王师傅不禁提醒我“那座山后面有‘天坑’”。

一千五百层四十层楼

为了赶上工期，在进入“展望台”的路上开始关闭。 从封闭的十字路口到“展望台”的施工区，在进入轰鸣持续的工地之前需要走近5公里的路程。

因为整个“天坑”还没有竣工，到达工地的游客一边支撑着临时的脚手架，一边爬上楼梯走向施工中的“展望台”。

“两边有上‘展望台’的楼梯，共有1500级楼梯，每级楼梯0.15米。 ”。 在工地工作的工人告诉记者，他的工作是加强楼梯，因此每天需要这样沿着楼梯爬四次。

记者粗略计算，按各边楼梯750级计算，从工地到“展望台”的高度为112.5米，各层高度为2.8米，从工地平台到“展望台”有40层高。

尽管如此，还是有很多游客来到“展望台”，终于看到了山谷里的“天坑”fast。 记者俯视“展望台”，在该fast的底部整齐地排列着多个白色的小柱子，中间位置与民用的“天线锅”完全相似，但不同的是，“锅”的周围等间隔地排列着6个天线塔。

游人看到“超级锅”的真相，纷纷下楼。

“天坑”给人们带来了巨大的旅行欲望，人们开始幻想能否听到“天外来客”的声音。

(本报记者特派团张丹)