“中国天眼”交出最新成绩单

文／本刊编辑部

观测服务超过5200个机时，达到预期设计目标近2倍，累计发现脉冲星超过240颗，基于观测数据发表的高水平论文达到40余篇。这是被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜（FAST）。自2020年1月验收以来交出的最新成绩单。

11月4日，中国科学院国家天文台举行发布会介绍，“中国天眼”运行稳定可靠，取得一系列重大科学成果。其中，“中国天眼”的快速射电暴研究成果近日陆续发表于国际科学期刊《自然》杂志。“中国天眼”的顺利运行，使得我国相关科研团队迅速成为国际快速射电暴的核心研究力量。

“天文学是一门极度依赖观测设备的科学。”中国科学院院士、FAST科学委员会主任武向平在发布会上说，“有了大国利器，我们在国际天文学领域的地位就不一样了……在射电天文学领域，我们已经进入第一方队。”

今年2月，FAST团队克服疫情影响，正式启动科学委员会遴选出的五个“优先和重大项目”，近百名科学家开始使用并处理FAST的科学数据。

“今年4月，时间分配委员会开始向国内天文界征集自由申请项目，目前已经接到170余份申请，申请的总时间约5500个小时，实际批准1500个机时，只有30%能得到支持，可见FAST望远镜观测时间竞争相当激烈。”中国科学院院士、中国科学院国家天文台台长常进说。

FAST于2016年落成，它的反射面面积与大约30个标准足球场相当，是全球最灵敏的单口径射电望远镜，大大拓展了人类的视野，也使中国天文学家有机会走到射电天文研究的最前沿。

常进表示，FAST全新的设计理念开创了建造巨型望远镜的新模式，突破了传统全可动射电望远镜口径大约百米的工程极限，同时也带来了极大的技术挑战。

FAST巨大的反射面能根据天体的位置实时地主动调节形状，30吨的馈源舱在140米的高空、206米的范围运动，所有的控制精度要达到毫米级。巨大工程体量、超高精度要求及特殊的工作方式，使FAST面临前所未有的技术挑战。

为此，工程团队开展了一系列的技术攻关，克服了力学、测量、控制、材料、大尺度结构等领域诸多技术难题。

工程团队研制了超高耐疲劳特性的钢索，超过国内、国际相关标准规范的2.5倍；创新地采用世界上最大跨度柔性并联机器人和刚性6自由度并联机器人构成的两级调整机构，实现了馈源均方根值10毫米的高精度定位；创造性地将卫星定位、惯导和全站仪多种测量技术融合，实现了全天候、大尺度、高精度、高采样率的馈源支撑系统动态测量。

随着性能的提升，FAST科学潜力逐步显现。“FAST的灵敏度是全球第二大单口径射电望远镜的2.5倍以上，这是中国建造的射电望远镜第一次在灵敏度这个重要指标上占据到了世界的制高点，对促进我国天文学实现重大原创突破具有重要意义。”FAST运行和发展中心常务副主任、总工程师姜鹏说，超高灵敏度使其在射电瞬变源方面具有重大潜力，有望在短时间内实现纳赫兹的引力波探测，捕捉到宇宙大爆炸时期的原初引力波，为研究宇宙大爆炸原初时刻的物理过程提供数据支撑。

同时，FAST还有能力将我国深空探测及通讯能力延伸至太阳系边缘，满足国家重大战略需求。

中国天眼FAST是由人民科学家、时代楷模南仁东于上世纪90年代提出构想，历时20余年建设完成的巨型射电望远镜，前后四代数百名科研工作者前赴后继，为FAST建设调试运行付出了巨大努力。