20年来他只专注一件事,让中国领先世界20年-中青在线
2017-09-21 09:32
来源:未知
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  “中国天眼”(FAST)首席科学家、总工程师南仁东从上世纪90年代开始推动该项目,身边人评价他“20多年来只做这一件事”。斯人已逝,沉痛哀悼,我们以此文,缅怀将全部心血倾注于FAST的南先生……

  1

  -THE FIRST-

  起点,1993年,日本东京,国际无线电科学联盟大会。

  “希望在全球电波环境恶化到不可收拾之前,可以建造新一代的射电‘大望远镜’。”

  在会上听到这个想法,时任中国科学院北京天文台副台长的南仁东只冒出一个念头:

  “别人都有自己的大设备,我们没有,咱们也建一个吧!”

  “大设备”,是指大口径射电望远镜(简称“大射电”),也就是后来逐渐成型的FAST项目。

  2

  -THE SECOND-

  大射电,当代中国天文学家梦寐以求的尖端设备,在对更遥远的宇宙空间、天体运动进行更精准探索时不可或缺。

  然而,1993年的中国,仅在北京、上海等地建有40米、25米口径射电望远镜。中国天文学家如果想使用大射电,只能去美国、欧洲,唯有那里才有当时全世界最先进的大口径射电望远镜。

  “天文学是孕育重大原创发现的前沿科学,也是推动科学进步和创新的战略制高点。”习近平在致我国500米口径球面射电望远镜落成启用的贺信中说。

  作为中国古代科技成就最辉煌的学科之一,天文学足以让每个中国人骄傲。只是,这辉煌的时间属性是“曾经”,它滞留在“中国古代”。

  “现代天文学领域,中国已远远落后于世界”。在设备不足、不够先进的条件下,这几乎已成定论。

  为了改变现状,为了扭转颓势,为了弯道超车,FAST拔地而起,横空出世。

  3

  -THE THIRD-

  建设FAST绝非易事,堪称一场现代科研长征,而且从1994年持续到2016年,一走就是22载。

  首先,便是选址难题。

  1994年4月,几个人影走进贵州的崇山峻岭。

  林深树茂,人迹罕至,这里是世界上最大的喀斯特区之一。

  所谓喀斯特地貌,就是石灰岩地区所出现的地表山峰奇特、洼地和落水洞众多、地下多洞穴和地下河有大量岩溶泉出露的自然景观。桂林山水甲天下,便是这一地貌的典型代表。

  对于不远万里从北京来到贵州的这几个人来说,贵州喀斯特地貌最可贵的不是秀丽风景,而是这里不仅与世隔绝,电磁干扰近乎零,而且地形条件稳定,岩石透水性极高。

  这几个人中的“带头大哥”,就是在给大射电找合适建设场所的南仁东。

  中外科学家考察大窝凼时与当地住民在选址现场合影。资料图

  在发现贵州喀斯特地貌所特有的窝凼前,南仁东为了选址,抽了不知多少烟。那时,他最常做的,就是抽着烟在办公室周围找人聊,觉得说得好就记一下。直到有一次,有人向他提到云贵的喀斯特洼地。

  南仁东迅速请遥感所出了三百多幅洼地的卫星遥感图,黄黄绿绿的图上显示当地的窝凼。

  于是便有了前面那一幕,几个人影不辞劳苦徒步入深林的情景。

  自此直到2005年的12年间,南仁东等大射电项目发起人对1000多个洼地进行比选,又实地走遍上百个窝凼,终于选定大窝凼洼地作为台址。

  据估算,以当时的道路条件,南仁东们每天最多走1到2个窝凼,晚上回到县城,白天再跋涉过来。

  4

  -THE FOURTH-

  选址确定只是第一步。

  工程成本、难度过高的第二道难题,随之而来。

  大口径意味着容纳接收器的巨型馈源舱、数量庞大的反射面板、用于支撑设备的复杂框架……如何破解?

  2011年3月5日,FAST正式开工建设。

  于是,一项神乎其技的工程开始在贵州黔南州的深山中高速展开。

  大窝凼旧貌

  圈梁安装过程

  FAST索网安装工程

  大窝凼全景

  反射面系统由支撑塔、索网结构和反射面面板等组成,索网结构可以随着天体的移动变化,带动索网上的4450个反射单元,在射电电源方向形成300米口径瞬时抛物面,极大提升观测效率;

  4450个反射单元面板上均有孔洞,既减少风负载,又能提高透光率,对生态环境无公害,还大大降低了反射单元的自重;

  轻型索支撑馈源舱的方案,则将馈源舱减重到30吨,远远低于阿雷西博望远镜的900吨,再加上并联机器人的使用,实现了望远镜接收机的高精度指向跟踪……

  一项项创新技术的提出、实现和完成,是FAST对大口径射电望远镜工程更上一层楼的突破。

  而这也意味着,中国射电天文学界首次拥有世界排名第一的设备!

  自此,中国将可以用自己的望远镜收听来自太空深处的无线电波,台湾5分彩开奖号码,接收137亿光年以外的电磁信号;可以窥探星际之间互动的信息;可以观测暗物质;可以测定黑洞质量;可以搜寻可能存在的星外文明……

  突破同类设备的创新技术,除少部分是与国际合作外,FAST中国设计、中国制造的纯度达到99%;与号称“地面最大的机器”的德国波恩100米望远镜相比,FAST灵敏度提高约10倍;与美国阿雷西博305米望远镜相比,FAST综合性能提高约10倍……数据只说明一件事:FAST预计对国际同类设备至少保持二十年以上的领先地位!

  如今,72岁的南仁东与世长辞,他仿佛把精力都留给了“中国天眼”??世界最大口径的射电望远镜FAST。

  南仁东离开了,但他用全部心血铸就的FAST,将亘古以来深埋于中国人基因的宇宙梦再次唤醒。 

  从无中生有,敢为天下先。

  在探索宇宙极限的道路上,更多的天文人将铭记南老师那双深邃自信的眼睛:

  我们的征途是星辰大海!

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