前言
一口“超級大鍋”,一只凝望宇宙的“巨目”,承載著中國探索星空的遠(yuǎn)大雄心。
2016年9月25日,貴州平塘的喀斯特洼坑里,500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)——被譽(yù)為 “中國天眼” 正式落成啟用。它憑借世界最大單口徑、最高靈敏度的硬核實(shí)力,帶著中國自主知識產(chǎn)權(quán),開啟了人類探索宇宙的全新篇章。
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一顆初心:22年踏平坎坷鑄重器
故事的起點(diǎn),源于1993年的一場國際會議。當(dāng)時,國際專家熱議全球電信號環(huán)境惡化,亟需大型望遠(yuǎn)鏡,而中國尚無同類設(shè)備。
“別人都有自己的大設(shè)備,我們沒有,我挺想試一試。”
這句話,讓天文學(xué)家南仁東踏上了一條長達(dá)22年的艱辛之路。
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▲2014年12月1日,南仁東在圈梁上檢查工作
質(zhì)疑與困難 :項目之初,質(zhì)疑聲不斷——可行性存疑、風(fēng)險過高、耗時長、出成果慢……
艱難起步 :預(yù)研究階段經(jīng)費(fèi)有限,他在市內(nèi)辦事靠自行車,出差選綠皮火車過夜,只為省下每一分錢。
選定臺址 :為尋找最優(yōu)臺址,他帶著300多幅衛(wèi)星遙感圖,在貴州大山中跋山涉水,險些遭遇意外,最終選定天然喀斯特洼地, 突破望遠(yuǎn)鏡百米工程極限 。
技術(shù)攻堅:建設(shè)中,關(guān)鍵技術(shù)無先例可循,核心材料需自主攻關(guān)。南仁東帶領(lǐng)團(tuán)隊從環(huán)梁搭建到索網(wǎng)鋪設(shè),一步步將藍(lán)圖變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
2017年,就在天眼落成后的第一年,72歲的南仁東與世長辭,化作“南仁東星”,與這臺傾注了他三分之一生命的望遠(yuǎn)鏡遙相守望。
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▲2011年南仁東現(xiàn)場踏勘
? 硬核實(shí)力:三大創(chuàng)新,領(lǐng)跑世界20年
“中國天眼”到底有多牛?
它的口徑達(dá)500米,如果裝滿水,全世界每個人都能分到4瓶。
支撐這份“大”的,是三大自主創(chuàng)新:
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這些創(chuàng)新讓FAST在未來20~30年都能保持世界一流地位。國外媒體評價其為 “中國遠(yuǎn)大科學(xué)雄心的象征”。
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▲FAST俯視圖
慧眼識星:從調(diào)試到開放,成果斐然
天眼的“視力”并非與生俱來,調(diào)試階段同樣充滿挑戰(zhàn):
系統(tǒng)復(fù)雜 :反射面控制需2200多臺促動器協(xié)同,“牽一發(fā)動全身”。
技術(shù)突破:團(tuán)隊研發(fā)實(shí)時力學(xué)仿真技術(shù),饋源支撐系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)10毫米內(nèi)的精確定位,風(fēng)雨中也能及時消振。
2017年8月27日,天眼首次完成反射面與饋源支撐的協(xié)同動作,“眼珠”成功轉(zhuǎn)動,開始跟蹤天體目標(biāo)。
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▲FAST觀測脈沖星示意圖
科學(xué)成果一覽:
截至2023年1月,已發(fā)現(xiàn) 700余顆 脈沖星;
2020年美國大型射電望遠(yuǎn)鏡坍塌后,中國宣布:自2021年起,F(xiàn)AST向全球科學(xué)家開放,成為人類共同的“宇宙瞭望鏡”。
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▲測量基準(zhǔn)站的分布情況
未來可期:探索永無止境
如今的天眼,不僅能捕捉脈沖星的“心跳”,還能開展更多前沿研究:
巡視宇宙中的 中性氫 ;
研究 宇宙大尺度物理學(xué) ;
探測 星際分子 ;
搜尋可能存在的星際通信信號。
安裝多波束接收機(jī)后,更能實(shí)現(xiàn) “一次掃描、多目標(biāo)分析” ,同時獲取脈沖星、快速射電暴等數(shù)據(jù),有望發(fā)現(xiàn)脈沖星黑洞雙星系統(tǒng),檢驗愛因斯坦相對論
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▲多波束(“中國天眼”的瞳孔)安裝現(xiàn)場
“為下一代科學(xué)家建一臺好用的望遠(yuǎn)鏡”——以南仁東為代表的科研團(tuán)隊的初心,正在一步步實(shí)現(xiàn)。
結(jié)語
從南仁東的那句 “我挺想試一試” ,到如今的 “國之重器” ,中國天眼承載的不僅是探索宇宙的科學(xué)夢想,更是中國人敢為人先、踏實(shí)追夢的精神。
未來,這只“宇宙巨目”還將繼續(xù)聆聽宇宙深處的奧秘,為人類文明續(xù)寫新的篇章。
內(nèi)容參考圖書《走向科技自立自強(qiáng)》
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出版:中國科學(xué)技術(shù)出版社
責(zé)任編輯:鄭洪煒 宗泳杉
出版時間:2023.11
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