“國之重器”FAST

FAST簡介：

500米口徑球面射電望遠鏡（Five hundred meter Aperture Spherical radio Telescope）英文簡稱是FAST，是目前世界第一大單口徑射電望遠鏡。

FAST主動反射面是由8895根鋼索和4450個反射單元組成的球冠型索膜結構，口徑約500米，通過主動控制可在觀測方向形成300米口徑瞬時拋物面。采用光機電一體化的索支撐輕型饋源平臺，加之饋源艙內的二次調整裝置，在饋源與反射面之間無剛性連接的情況下，能實現高精度的指向跟蹤。理論上說，FAST能接收到137億光年以外的電磁信號，這個距離接近于宇宙的邊緣。FAST與號稱“地面最大的機器”的德國波恩100米望遠鏡相比，靈敏度提高約10倍；與排在阿波羅登月之前、被評為人類20世紀十大工程之首的美國阿雷西博300米望遠鏡相比，其綜合性能提高約2.25倍。

FAST建設大事記：

1994年，FAST選址工作啟動，開始了歷時十余年的預研究。最終選定貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣克度鎮金科村大窩凼洼地作為FAST臺址。

2011年3月5日，FAST臺址開挖工程啟動。

2012年12月，FAST臺址開挖主體工程完工。

2013年12月31日，順利完成了鋼結構主動反射面環形支撐圈梁制造與安裝，實現了合攏。

2014年3月15日，饋源支撐塔開始安裝，11月30日竣工。

2014年7月17日，反射面索網安裝開始，2015年2月4日完成安裝工作。

2015年8月2日，安裝第一塊單元反射面板。

2015年11月21日，500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）的核心部件“饋源艙”進行首次升艙實驗，這標志著整個工程即將進入尾聲。

2016年7月3日，最后一塊反射面板安裝完成，標志著世界最大的射電望遠鏡主體工程全面完工。

2016年9月25日，FAST工程竣工。

三大自主創新：

1.利用獨一無二的貴州天然喀斯特洼地作為臺址

“大窩凼”的球形洼地與FAST的球面設計十分貼合，這使得工程的土石方開挖量從平地狀態的3000萬方銳減到只有54萬方，工程開挖量最小；“大窩凼”的喀斯特地質條件可以保障雨水向地下泄流，不在表面淤積而損壞望遠鏡；“大窩凼”周圍矗立著5座山峰，附近5千米半徑之內沒有一個鄉鎮，是屏蔽外界電波干擾的環境理想。

2.應用主動反射面技術在地面改正球差

總面積達25萬平方米的反射面看起來像一口超級“大鍋”，總長度超過1.5千米的鋼圈梁，將上萬根鋼索牢牢固定住，索網結構上共有4450塊長約11米的三角形反射面板，每塊反射面的背后都有鋼索牽拉，可以隨著天體的移動來調整瞬時拋物面的方向，饋源艙也隨之一起運動，采集反饋信息。

3.輕型索拖動饋源支撐將萬噸平臺降至幾十噸

球面周圍有6座最高達168米的支撐塔，通過6條鋼索將30噸重的饋源艙緩緩拉升，懸吊在巨大球面的中心。所采用的光機電一體化技術，創新性地提出了輕型索支撐饋源平臺，并使用并聯機器人進行二次精調，實現高精度指向追蹤。通過卷揚機收放鋼索，可以驅動饋源艙在一個距離地面高140米至180米、直徑為207米的球冠面上運動，最大定位精度將小于10毫米。

四大應用價值：

1.在國家重大需求方面有重要價值

FAST把中國空間測控能力由地球同步軌道延伸至太陽系外緣，將深空通訊數據下行速率提高100倍。脈沖星到達時間測量精度由120納秒可提高至30納秒，成為國際上最精確的脈沖星計時陣，為自主導航這一前瞻性研究制作脈沖量鐘。

2.尋找宇宙天體

FAST作為一個多學科基礎研究平臺，有能力將中性氫觀測延伸至宇宙邊緣，觀測暗物質和暗能量，尋找第一代天體，研究極端狀態下物質結構與物理規律；有希望發現奇異星和夸克星物質；發現中子星——黑洞雙星；無需依賴模型精確測定黑洞質量；可用于搜尋識別可能的星際通訊信號，尋找地外文明等。

3.展示貴州國際天文學術中心的形象窗口

有了FAST，邊緣閉塞的黔南喀斯特山區將變成世人矚目的國際天文學術中心，成為把貴州展現給世界的新窗口。以FAST為主體的天文科普基地將推進我國西部、甚至全國的科普工作，為科教興國的長遠戰略目標服務。

4.拉動貴州經濟發展和社會繁榮

FAST建成后還將作為SKA（平方公里陣列射電望遠鏡）的先導單元。FAST建在貴州，將會對我國西南貧困山區的經濟發展和社會繁榮產生不可估量的影響，為國家西部開發戰略貢獻力量。