“中國天眼”工程團隊：走到人類“視界”最前沿

張雙虎

2024年1月19日，“國家工程師獎”表彰大會在人民大會堂隆重舉行。這是首次以黨中央、國務院名義開展“國家工程師獎”表彰。81名個人被授予“國家卓越工程師”稱號，50個團隊被授予“國家卓越工程師團隊”稱號。

當天，獲獎者之一、中國科學院國家天文臺研究員、“中國天眼”（FAST）總工程師姜鵬正在貴州省平塘縣大窩凼主持一場學術會議。由于團隊正在推進望遠鏡陣列的事情，有些關鍵技術需要論證，所以表彰大會姜鵬只能請假了。“能夠獲得這份榮譽，既是對南仁東老師的告慰，也是對我們的鞭策和鼓勵。”

“人民科學家”“時代楷模”南仁東在 1994年創建的FAST工程團隊，承擔了FAST建設、調試和運行的重任。30年來，這支隊伍常年堅守大山深處，堅持不懈開展原創性技術攻關，為FAST按時保質建成及高效運行作出了卓越貢獻。

篳路藍縷筑“天眼”

1993年，在日本京都舉行的國際無線電科學聯盟大會上，多國科學家倡議“在全球電波環境繼續惡化之前，建造新一代射電望遠鏡，接收更多來自外太空的訊息”。

以時任中國科學院北京天文臺副臺長南仁東為代表的中國天文學家提出了一個大膽的設想——在中國建造一座大型單口徑射電望遠鏡。

30年前，中國最大的射電望遠鏡口徑僅為25米。以我國當時的科研水平、基建實力以及組織協調能力，建造一座口徑500米的“龐然大物”的想法極其大膽。由于前期論證、設計、勘址任務繁雜艱苦，團隊為此花費了十余年時間，深一腳、淺一腳走遍了貴州省境內近百個喀斯特洼地，最終確定將大窩凼作為天文臺臺址。

2009年10月，當博士畢業的姜鵬拖著行李箱第一次站在大窩凼基地時，現場的簡陋狀況遠超他的想象。

“那里是個與現代文明幾乎隔絕的地方，滿目青山，只有幾個低矮的工棚。”姜鵬說，“我那時候年輕，沒覺得條件有多艱苦。”

據他回憶，工棚里后來通了電，但總是停；基地沒有自來水，他們只能去山里取水，因為水源衛生條件有限，很多隊員后來都落下了腸胃病；山里手機信號不好，隊員們打電話經常要爬上山頭找信號……

FAST工程施工一年后，基地的條件才逐漸好起來。

“難點”最終成“亮點”

2010年，FAST工程遇到了一次近乎災難性的波折。

“當時我們對十余根鋼索進行疲勞實驗，沒有一根能滿足要求。”姜鵬說。

然而臺址開挖工程已經開啟，拉索又是FAST的基礎。工程建設迫在眉睫，國內外卻沒有現成的材料可用，甚至在相關文獻、實驗數據中都查不到類似的技術指標。

此時，本科和碩士階段學習結構工程的力學博士姜鵬主動承擔起解決索網疲勞問題的工作。在南仁東的指導下，姜鵬和團隊成員開始到全國各地咨詢專家、尋找材料、分析關鍵環節。

“當時拉索單絲疲勞指標沒問題，但擰成一股就不行，抗疲勞性能怎么都過不了關。”姜鵬說，“導致材料問題的技術點很多，而且存在千絲萬縷的聯系，找出其中關鍵點非常艱難，但我們分析了單絲指標后，最終將問題鎖定在工藝上。”

團隊查閱了很多文獻，有人說問題出在受力不均，有人認為是錨固損傷所致，有人覺得是缺陷概率分布問題，還有人斷定是因單絲間磨損造成……

經過深入分析后，團隊最終將解決單絲間磨損問題作為主攻方向。為此，姜鵬到企業去做實驗、制定改進措施，最終用涂層工藝解決了單絲間磨損問題。

兩年大規模疲勞實驗、上百次實驗失敗后，他們終于研制出超高耐疲勞鋼索，支撐起FAST的“視網膜”。

此后，團隊又先后破解了多項世界級技術難題：研制出世界唯一一個采用主動變位工作方式的超大型索網結構，建設了世界上最大跨度柔性索驅動的饋源高精度定位系統，研制出滿足10萬次的耐彎曲疲勞壽命的動光纜……最終，他們將一個個“難點”干成了“亮點”。

“天眼”背后的“鐵軍”

“中國天眼”背后，是一支托舉起大國重器的科研“鐵軍”，面對惡劣的自然環境和零起步的科研項目，FAST團隊30年如一日，默默堅守，攻堅克難。

FAST團隊中有將年幼的孩子留給愛人照顧的爸爸；有只身一人在現場采集數據、維護機器，不怕蚊蟲蛇鼠，就怕斷電的“女漢子”；有用瘦弱肩膀扛起30多斤儀器，奔走在山路、基墩上完成測量任務的年輕小伙兒。

住簡易工棚、吃工地食堂、用公共浴室和野外衛生間……在這樣艱苦的條件下，FAST團隊硬是高質量完成了FAST工程建設，為“追趕、領先、跨越”的FAST精神作出最好的注解。

2008年，潘高峰博士畢業后加入FAST團隊。他說，十幾年風風雨雨一路走來，經常能遇到“山重水復疑無路”的絕境，也能享受到“柳暗花明又一村”的喜悅。

現為FAST中心綜合管理部主任的潘高峰，先后完成FAST饋源支撐六塔選址、大跨度柔性六索并聯機器人研制建設、動光纜研制等任務。

清華學子姚蕊攻讀研究生階段便進入FAST項目組，如今已成長為FAST中心機械組組長。在FAST建設期間，她探索解決FAST饋源艙超重問題的創新方法，最終摒棄多年圓柱體形狀的設計方案，創造性研制了現在的“鉆石三角形”饋源艙。

團隊的孫京海、甘恒謙、于東駿、錢磊……幾乎每個人都有說不完的故事。

將FAST精神傳下去

2017年初，姜鵬從南仁東手中接過“接力棒”，帶領團隊承擔起望遠鏡的調試任務。口徑500米的望遠鏡，在調試之初龐大又脆弱，牽一發而動全身，稍有閃失就可能功虧一簣。那段日子，姜鵬的神經一直緊繃著，隨時解決各種意想不到的突發問題。

“這期間有太多難忘的瞬間。”姜鵬感慨，“每當我迷茫的時候，都是團隊成員給了我力量和幫助。”

2017年8月27日，FAST第一次實現對特定目標的追蹤觀測，穩定地獲取目標源射電信號。那一刻，大伙兒心里的石頭終于落了地。

在國家驗收會議上，專家組認為FAST工程建設實現了我國射電天文望遠鏡從追趕到領先的跨越，并實現了多項自主創新，顯著提升了我國射電天文研究能力和技術水平。

運行至今，FAST發現的脈沖星總數超過870顆，是國際上同時期其他望遠鏡發現脈沖星總數的三倍以上。

“隨著FAST運行時間變長，設備維護壓力越來越大。同時，我們還要考慮未來的發展。”姜鵬說，“國際上同類設備在爭分奪秒地規劃研制，很多指標都對標FAST，如果我們稍有松懈，中國天文學家就可能‘失守射電波段視野的最前沿。”

姜鵬認為，團隊取得這樣的成績，最重要的原因是幾代人圍繞一個目標、朝著一個方向努力，長期堅持做一件事情。“我們關注的只有一點——精細打磨，把工作做實、做好。”

“30多年來，團隊成員都在默默奉獻，大家犧牲了個體的眼前利益，成就了團隊的事業。我們是一個個‘螺絲釘，但形成了合力。”姜鵬說，“現在大科學裝置建設、先進設備研發、大科學工程實施，非常需要這種甘于奉獻、耐得住寂寞、腳踏實地做事的‘螺絲釘精神。”

（摘自《中國科學報》）