“中國天眼”交出最新成績單

文／本刊編輯部

觀測服務超過5200個機時，達到預期設計目標近2倍，累計發現脈沖星超過240顆，基于觀測數據發表的高水平論文達到40余篇。這是被譽為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）。自2020年1月驗收以來交出的最新成績單。

11月4日，中國科學院國家天文臺舉行發布會介紹，“中國天眼”運行穩定可靠，取得一系列重大科學成果。其中，“中國天眼”的快速射電暴研究成果近日陸續發表于國際科學期刊《自然》雜志。“中國天眼”的順利運行，使得我國相關科研團隊迅速成為國際快速射電暴的核心研究力量。

“天文學是一門極度依賴觀測設備的科學。”中國科學院院士、FAST科學委員會主任武向平在發布會上說，“有了大國利器，我們在國際天文學領域的地位就不一樣了……在射電天文學領域，我們已經進入第一方隊。”

今年2月，FAST團隊克服疫情影響，正式啟動科學委員會遴選出的五個“優先和重大項目”，近百名科學家開始使用并處理FAST的科學數據。

“今年4月，時間分配委員會開始向國內天文界征集自由申請項目，目前已經接到170余份申請，申請的總時間約5500個小時，實際批準1500個機時，只有30%能得到支持，可見FAST望遠鏡觀測時間競爭相當激烈。”中國科學院院士、中國科學院國家天文臺臺長常進說。

FAST于2016年落成，它的反射面面積與大約30個標準足球場相當，是全球最靈敏的單口徑射電望遠鏡，大大拓展了人類的視野，也使中國天文學家有機會走到射電天文研究的最前沿。

常進表示，FAST全新的設計理念開創了建造巨型望遠鏡的新模式，突破了傳統全可動射電望遠鏡口徑大約百米的工程極限，同時也帶來了極大的技術挑戰。

FAST巨大的反射面能根據天體的位置實時地主動調節形狀，30噸的饋源艙在140米的高空、206米的范圍運動，所有的控制精度要達到毫米級。巨大工程體量、超高精度要求及特殊的工作方式，使FAST面臨前所未有的技術挑戰。

為此，工程團隊開展了一系列的技術攻關，克服了力學、測量、控制、材料、大尺度結構等領域諸多技術難題。

工程團隊研制了超高耐疲勞特性的鋼索，超過國內、國際相關標準規范的2.5倍；創新地采用世界上最大跨度柔性并聯機器人和剛性6自由度并聯機器人構成的兩級調整機構，實現了饋源均方根值10毫米的高精度定位；創造性地將衛星定位、慣導和全站儀多種測量技術融合，實現了全天候、大尺度、高精度、高采樣率的饋源支撐系統動態測量。

隨著性能的提升，FAST科學潛力逐步顯現。“FAST的靈敏度是全球第二大單口徑射電望遠鏡的2.5倍以上，這是中國建造的射電望遠鏡第一次在靈敏度這個重要指標上占據到了世界的制高點，對促進我國天文學實現重大原創突破具有重要意義。”FAST運行和發展中心常務副主任、總工程師姜鵬說，超高靈敏度使其在射電瞬變源方面具有重大潛力，有望在短時間內實現納赫茲的引力波探測，捕捉到宇宙大爆炸時期的原初引力波，為研究宇宙大爆炸原初時刻的物理過程提供數據支撐。

同時，FAST還有能力將我國深空探測及通訊能力延伸至太陽系邊緣，滿足國家重大戰略需求。

中國天眼FAST是由人民科學家、時代楷模南仁東于上世紀90年代提出構想，歷時20余年建設完成的巨型射電望遠鏡，前后四代數百名科研工作者前赴后繼，為FAST建設調試運行付出了巨大努力。