在贵州平塘的群山怀抱中,清晨的薄雾尚未完全消散,一座直径达500米的巨型射电望远镜静静伫立。这座被称为“中国天眼”的FAST(五百米口径球面射电望远镜),正以超越人类极限的灵敏度,捕捉着来自百亿光年外的宇宙信号。控制室内,工程师们紧盯屏幕,数据流如溪水般流淌,记录着宇宙深处的每一次脉动。
今年7月,FAST项目荣获国家科学技术进步奖一等奖。当颁奖典礼在北京人民大会堂举行时,千里之外的平塘大窝凼,FAST的观测工作仍在持续。这座建成仅十年的天文装置,已让中国站在了全球射电天文学的前沿。从宇宙大爆炸的余晖到脉冲星的规律闪烁,FAST用十年时间,将中国打造成解码宇宙信息的核心枢纽。
2017年10月10日,FAST宣布首次发现6颗脉冲星,这一消息震惊国际天文学界。脉冲星作为“宇宙标准时钟”,其发现为人类丈量宇宙提供了新的标尺。截至目前,FAST已累计发现1284颗脉冲星,占全球同期发现总数的绝大部分。其中,170余颗毫秒脉冲星和160余个脉冲星双星系统的发现,包括已知轨道最短的脉冲星双星系统,标志着中国在稀有天体研究领域已处于领先地位。
在纳赫兹引力波探测这一前沿领域,FAST同样展现出独特优势。通过将脉冲星计时精度提升至全球水平的4至50倍,科学家们有望首次探测到这种神秘的引力波背景。FAST还完成了环月轨道和近地小行星的观测任务,月球表面成像分辨率从50米提升至20米,为近地小行星防御提供了关键数据支持。
FAST的卓越表现,离不开核心技术的全面自主可控。建设初期,部分关键部件依赖进口,但十年间,科研团队通过持续攻关,实现了核心设备的国产化替代。例如,驱动望远镜反射面变位的2225台促动器,曾因贵州山区潮湿多雨的气候导致故障频发。2020年,团队成功研发出全国产化的液压促动器,彻底摆脱了对海外配件的依赖。
在测量设备方面,过去依赖进口的激光全站仪在雨雾天气下效率低下。经过7年研发,国产微波测距系统于2026年投入试用,不仅成本减半,还可全天候使用,精度与进口设备相当。FAST的馈源舱钢丝绳、高性能接收机等核心部件也逐步实现国产化,带动了国内相关产业的技术升级。
FAST的建设过程并非一帆风顺。2011年项目启动时,反射面索网的抗疲劳性能成为最大挑战。这种跨度最大、精度最高的索网结构,要求钢索具备超高耐疲劳强度和抗反复拉伸能力。当时,市面上的钢索均无法满足需求。项目负责人姜鹏带领团队历时两年,进行了近百次试验,最终攻克技术难题,为FAST的“视网膜”提供了可靠支撑。
十年来,FAST培养了一批科研人才。为了优化控制系统,工程师孙京海多次彻夜工作,几乎重写了全部核心算法代码。他常说:“不能让工程进度耽误在自己这里。”这种精神在FAST团队中代代相传,推动着中国射电天文学不断向前发展。
如今,FAST并未满足于“世界第一”的称号。二期工程正在稳步推进,计划构建全球首个“巨型望远镜为中心、中型望远镜环绕”的混合口径射电干涉阵列。这一升级将保留500米望远镜的超高灵敏度,同时弥补分辨率的不足,使FAST在宇宙起源、中性氢星系演化等领域保持无可替代的竞争力。在贵州的深山中,这只“天眼”正以更敏锐的目光,探寻宇宙深处的未知奥秘。