【三湘文艺】卢从正/FAST：中国“天眼”，人类之傲！

FAST：中国“天眼”，人类之傲！

作者：卢从正

据媒体报道，12月1日，美国国家科学基金会（NSF）确认，被誉为地球“两大眼睛”之一的美国阿雷西博射电望远镜，因悬挂的500吨重的接收设备平台坠落，砸毁了反射盘表面，已不能使用。这意味着，全世界太空探秘领域，将只能依靠中国“天眼”--500米口径球面射电望远镜（简称FAST）。我读罢新闻，回想我夏天的中国“天眼”之行，心潮澎湃，难以平静。

今年8月22日傍晚，我和家人及朋友一行自驾来到贵州黔南州平塘县“天文小镇”。这是个新建的现代化城镇，柏油马路四通八达，移民楼栋井然有序，造型时尚的酒店阳台都配置了天文望远镜。天文体验馆、展览馆更是高大气派。最具特色的是一条长约100米的电子屏走廊，悬在头顶20米高处，不停地变幻各种天文影像，走廊尽头是造型独特、光彩夺目约50米高的灯塔，新颖时尚的建筑，美轮美奂的场景，让我们流连忘返。次早，我们冒着清凉的小雨，按规定寄存好手机、车钥匙等所有电子物品，坐上景区摆渡车，在山间公路上行驶约15公里，临近大窝凼下车。我们爬上近千级蜿蜒曲折的木质台阶，站在山顶高大宽敞的观景楼台，居高远眺，就看到了坐落在群山环抱中的举世闻名的中国“天眼”-——500米口径球面射电望远镜。它宛如绿色海洋中的一口银灰色的“大锅”，面积25万平方米，相当于30个标准足球场大。平放在离地4米高、周长1500米的圆形钢质基座上，周边6个巨型银色钢架用6条400米长柔性钢索悬吊起30吨重的馈源舱，可在“锅”的上空自控移动200米，可接收来自百亿光年外太空的射电（指一种比红外线频率更低的电磁波）信号。听了导游的激情讲解，我们初步了解了中国“天眼”的前世今生。这是世界独一无二的恢弘建筑!这是祖国独领风骚的伟大科技创举！让我们心灵震撼，热泪盈眶！回到小镇后，我们又参观了天文展览馆，浏览了世界射电望远镜发明发展简史，见到了中国“天眼”的模型，了解了FAST领先世界的功能特质，记住了中国科学家和建设者20多年艰苦奋斗、勇攀科学之巅的坎坷历程，观看了反映宇宙天体演变的360度球幕电影，学到了一些天文学及其太空方面的科普知识。

浩瀚星空、广袤宇宙，自古以来寄托着人类探寻太空的科学梦想。1993年，参加日本京都国际无线电联合会的中美俄日等10国天文学家共同倡议建设新一代大射电望远镜（上世纪60年代德美等国建成了第一代大射电望远镜），实现探秘宇宙初始结构及形成、演化的科学目标。1994年，我国著名天文学家南仁东等人提出了“中国方案”。1995年11月，北京天文台联合国内20多家大学和科研机构，组建了南仁东任主任的“大射电望远镜”中国推进委员会。经过12年的科学调研论证，2007年在贵州新建FAST这一“世纪工程”终获国家批准立项。2011年开工建设，国家发挥“集中力量办大事”的制度优势，召集国内最杰出的科研团队、最顶级的设计建筑单位、最优秀的制造厂家。近百位顶尖科学家、数千名科研人员、建筑工人汇集攻关，倾力建造，2016年9月，投资6.67亿元的 FAST建成。经过3年多的设备调试和试运行，2020年元月，FAST通过国家验收合格，正式投入运行。

中国“天眼”是拥有自主知识产权的国家重大科技基础设施，标志着我国前沿科学实现了重大原创突破！FAST是世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。能够接收到137亿光年以外太空的射电信号。与德国波恩105米口径射电望远镜相比，FAST的灵敏度提高了约10倍；与美国阿雷西博305米口径射电望远镜相比，FAST的综合性能提高了约10倍。其综合科技水平将领先世界20---30年。

“利用天然的喀斯特洼坑作为台址，洼坑内铺设4550块单元组成冠状主动反射面，采用轻型索拖动机构和并联机器人实现接收机高精度定位”，是中国“天眼”的“三大技术创新”。FAST选址贵州平塘罕见人迹的深山喀斯特洼坑，贵州省立法保护，周边30公里内不许电磁干扰，方圆5公里设为无线电“静默区”，解决了抗无线电干扰、暴雨排水渗水、地质灾害等系列问题。反射面板和馈源是决定 FAST 探测威力和探测精度的核心要素。重2000吨、25万平方米的4550块铝合金反射面板实现了毫米级“无缝对接”。最令人称奇的是，通过 2000 多个液压促动器自控伸缩，实现反射面板随所观测天体的移动而精确变位，把遥远太空收集的射电信号，聚集在“药片”大小的装置里。FAST采用光机电一体化创新设计，将馈源支撑结构系统自重降至 30 吨（仅为占据全球“老大”宝座50年的美国阿雷西博射电望远镜系统重量的6%），既降低了造价，又提高了稳定性。

FAST由主动反射面系统、馈源支撑系统、测量与控制系统、接收机与终端及观测基地等五大部分构成。具有“四大应用价值”：一是寻找宇宙天体。科研人员可借此窥探星际之间互动的信息，观测暗物质，测定黑洞质量。脉冲星是一种高速自转的中子星天体，能周期性发射脉冲信号，像探照灯的光柱一样有规律的扫向地球，可被射电望远镜接收。中国“天眼”迄今已发现新的脉冲星240颗，基于观测数据发表的国际顶级论文40余篇。FAST还可搜寻星外文明即“外星人”信息。二是满足国家重大战略需求。通过FAST已观测到的脉冲星位置，将为我国发射的宇宙飞船等太空装置导航定位。三是成为展示中国国际天文中心的形象窗口，我国11月宣布，中国“天眼”运行稳定可靠，已取得一系列重大科研成果，为发挥更大科学价值，从2021年起，FAST将面向全世界科学家开放使用，展现了中国运用高科技造福人类的宽大胸怀!四是助推贵州经济社会繁荣。昔日默默无闻的穷乡僻壤，业已成为国家爱国主义教育基地和天文学科普基地，变为国内外游客的旅游胜景。

据介绍，FAST 研究涉及众多高科技领域，如天线制造、高精度定位与测量、高品质无线电接收机、传感器网络及智能信息处理等。未来，FAST 关键技术成果还可应用于大尺度结构工程、公里范围高精度动态测量、大型工业机器人研制以及多波束雷达装置等。在高精度地矿勘探方面，可以利用惯性组件与卫星导航融合技术，为重力测量提供高精度的位置和方位姿态基准；在海洋测绘中，采用惯性组件与声呐等测量技术融合，实现海底测绘，为勘探区作业的机器设备建立高精度的时空和姿态基准。

FAST以无与伦比的科技高度，美轮美奂的梦幻造型享誉全球!FAST工程研究集体荣获2017年度中国科技杰出成就奖和2018年度中国建设工程“鲁班奖”。FAST是中国天文学、电子学、结构工程、设计、建筑、制造等专业学、研、产、用高度融合，各领域高精尖科技集大成者，是中国工程、设计、制造能力领先于世界的集中体现! 是“中国智慧”卓越与中国综合国力强大的标志！

被誉为“天眼之父”的南仁东是FAST工程的首席科学家兼总工程师，“中国方案”的发起者和总设计师。为改变中国天文学研究远远落后于美德日的面貌（中国射电望远镜仅25米口径），1994年，他毅然辞去高于国内薪酬300倍的日本国立天文台客座教授，回国制定“中国方案”，全面负责FAST选址、可行性研究、基础设计、立项等，指导工程建设，主持攻克了索疲劳、动光缆等一系列技术难题，实现了FAST从跟踪模仿到集成创新的历史性跨越!仅仅选址，年逾半百的南仁东就带人凭300幅卫星云图翻山越岭，风餐露宿，喝天然浑水，吃自带干粮和方便面， 3年多跑遍了云贵地区100多个喀斯特洼地候选点。FAST浩大工程的宏观把握到技术细节，他都亲历亲为，了如指掌。2007年，已“长征” 13年的FAST终获国家立项。南仁东豪气干云拟联一幅：“北筑鸟巢迎圣火，南修窝凼落星辰”，给FAST团队鼓劲助威!此时他已年逾花甲，早已功成名就，本可颐养天年。可他义无反顾，吹响了FAST新征程的进军号角！从提出FAST构想到开启FAST探秘之旅22年中，他淡泊名利，鞠躬尽瘁，以命相搏，以敢为人先的大无畏品格，以缠绵深厚的家国情怀，以孜孜以求的科学精神，靠智慧重拾了民族自信。他自始至终奋战在FAST工程第一线，将青丝熬成白发，从壮年走入暮年，将科技报国的理想变成了世界独一无二的“国之重器”。他太累了！积劳成疾，重病缠身，在 FAST建成的次年，南仁东化着星辰与“天眼”作伴！享年72岁。他被中宣部追授“时代楷模”称号、“2018感动中国人物”。国际天文台以FAST观测到的编号为79694小行星，命名为“南仁东星”。他身上所折射的时代精神、职业素养和人格魅力，有如“两弹一星”元勋邓稼先、钱学森，“杂交水稻之父”袁隆平、“量子科技”发明者潘建伟、“5G”科技创始人任正非等，是我们的时代楷模，民族脊梁！

以中国“天眼”、量子科技、5G技术、北斗卫星、高铁等为代表的中国高科技、高端制造业已造福于人类。千百个“南仁东”式的中国科技领头人脱颖而出，前赴后继，巨擘共擎，必将在伟大的新时代创造更多的科技奇迹，为实现祖国繁荣富强、中华民族伟大复兴提供强大动力！

作者简介

卢从正，华容三封人氏，上世纪60年代初出生农家，曾长期在某央企供职，经济师、高级政工师。现退职赋闲，偶尔作文，聊作消遣。

_{图片：作者}

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