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[砥砺奋进的五年·中国新名片] FAST:国之重器仰望苍穹

中国新闻来源:光明日报 2017年06月10日 08:33 A-A+ 二维码
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  FAST鸟瞰。中国科学院国家天文台供图

  【砥砺奋进的五年·中国新名片】

  贵州平塘大窝凼,这个在地图上难以找到的小地方,近几年成为世界关注的焦点——世界上最大的单口径球面射电望远镜“500米口径球面射电望远镜”(FAST)就建在这里。据中国科学院国家天文台射电天文研究部首席科学家、FAST副总工程师李菂研究员介绍,FAST正处于紧张的调试过程中,它将成为世界一流射电天文台之一,为世界天文学发展贡献中国力量。

  500米口径、相当于30个足球场的接收面积,FAST不仅体积大,还将单体射电望远镜的综合性能提升了一个量级:它的灵敏度比号称“地面最大的机器”的德国波恩100米望远镜提高约10倍,综合性能比美国“阿雷西博”305米望远镜提高约10倍。2016年9月FAST主体完工时,FAST总工程师兼首席科学家南仁东激动地说,预计在未来10年至20年,FAST将保持世界一流天文观测设备的地位,在包括巡视宇宙中的中性氢,研究宇宙大尺度物理学,以探索宇宙起源和演化;观测脉冲星,研究极端状态下的物质结构与物理规律;主导国际低频甚长基线干涉测量网,获得天体超精细结构;探测星际分子;搜索可能的星际通讯信号等方面,取得重要科学成果。

  从1994年提出构想、到2007年得以立项,再到2011年开工建设、2016年全面竣工,FAST走过的23年,照见的是中国天文学,乃至中国科学技术飞速发展的历程。

  天文学是高度依赖观测的科学。从某种程度上说,没有一流的天文观测设备,就无法取得一流的原创性成果。天文观测设备不仅投资巨大,而且是新理论、新技术的集成,往往是检验一个国家综合国力和科学技术发展水平的试金石。曾几何时,因为没有一流的大型观测设备,中国天文学家不得不依靠国外天文台的数据,只能徒叹奈何。

  如今,以FAST为代表的中国天文观测设备发展迅速:地球上,郭守敬望远镜已开始获取数据、FAST正在紧张调试、南极天文台正在冰穹A稳步建设、12米光学望远镜正在规划中;太空中,“天极”望远镜已在天宫二号上安家、暗物质探测卫星“悟空”已成功获取数据、硬X射线望远镜即将发射升空……中国天文学家也加紧了“走出去”的步伐,积极参与新一代30米口径光学望远镜等国际性地面和空间大型天文计划。

  有了这些观天重器,中国科学家必将在暗物质与暗能量的本质、恒星和星系形成与演化、黑洞研究等方面做出有国际影响力的原创性成果。中国科学院国家天文台研究员苟利军在接受采访时曾说:“中国天文学观测与国际先进水平的差距正在缩小,中国天文学家将为科学发展贡献更多力量。”

  中国天文学的发展得益于中国科学技术的整体飞跃,也反过来促进了科学技术的进步和应用,让更多研究成果服务于国民经济发展。

  以FAST为例,它由8895根钢索和4450个三角形反射单元组成,是世界上最大的索牵引并联机构。FAST的“视网膜”馈源舱采用轻型索拖动机构和并联机器人双重控制,它在巨大的球面上运动时,误差在10毫米以内。从建造工艺到自动控制技术,FAST攻克的一个个技术难题,在之前难以想象,在之后用处广泛——抗疲劳索网技术和索网工程管理系统已经应用在港珠澳大桥的建设中。而与FAST匹配的超算中心也将极大地促进我国超算理论和技术的发展。

  今天,中国天文学已经来到从跟踪到超越的关口,中国科学家和工程技术人员正在为打造世界一流的天文观测设备、做出更多原创性成果、建设有国际影响力的综合性天文研究机构而努力工作着。我们期待,中国早日实现天文学质的飞跃,成为天文强国。

   (作者:本报记者 齐芳)

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