FAST引领中国天文走向“黄金时代”

（原标题：FAST引领中国天文走向“黄金时代”）

新华社贵阳9月25日电特稿：世界最大射电望远镜带中国天文走向“黄金时代”

新华社记者刘伟　胡星　杨春雪

25日，位于贵州黔南州平塘县克度镇的世界最大射电望远镜正式启用，从选址、创新设计到研发制造、组织施工，整个过程历经22年。现在，置身喀斯特洼地里的这口大“锅”，已接收到1351光年外的脉冲星信号。

未来两三年，“500米口径球面射电望远镜”（简称FAST）将进入整体联调、试运行阶段。之后，望远镜将对全世界科学家开放，帮助人类聆听更多来自遥远星球的声音，洞察宇宙的奥秘。

（小标题）中国最大天文工程的创新与挑战

千百年来，人类一直通过可见光波段观测宇宙，但实际上天体的辐射覆盖了整个电磁波段。早在1993年的国际无线电科学联合会大会上，科学家们就期望，在电波环境彻底被破坏之前，真正看一眼初始的宇宙，弄清宇宙结构是如何形成和演化至今的。

只有大射电望远镜才能帮助人类实现这一梦想。然而，来自宇宙天体的无线电信号极其微弱，掌握宇宙边缘的信息需要大口径望远镜。

1994年，中国科学家于提出建造大口径射电望远镜的计划。

台址的选择是中国科学家面临的首要问题。为了减少工程成本，他们选定喀斯特地貌的天然洼地建造形如大锅的FAST，最终花了4年时间从约400个备选洼地中选择了贵州的一处“大窝凼”，因为它不大不小，深度合适，形状很圆，适于施工建设。

FAST的接收面积相当于30个足球场，拥有6670根主索和4450块反射面板，这一串数字不仅勾勒了它的壮观，也可以想见工程的难度之大。

不同于美国阿雷西博望远镜只能通过改变天线馈源的位置扫描天空中的一个带状区域，FAST的创新在于利用球冠反射面在射电电源方向形成300米口径瞬时抛物面，更便于追踪移动的天体，与“阿雷西博”相比，其综合性能提高约10倍。

另一大创新在于采用世界上跨度最大、精度最高的索网结构。据FAST工程总工艺师王启明介绍，需要攻克的技术难题贯穿索网的设计、制造及安装全过程，仅以高应力幅钢索研制为例，从2010年开始，历经上百次拉索实验，才满足了FAST工程对拉索疲劳性能高于国际标准1倍的要求。

FAST启用后，真正的挑战在于如何总控协调整个系统运行。这么大尺度的望远镜，如果没有共同的时间基准和位置基准，根本没有办法让望远镜在特定时刻走到科学家想要的位置，接受到他们想要的信号。

“所有的报道都在说FAST宏伟、壮观，其实FAST最震撼人心的是精准。馈源舱运行和反射面变型，如果没有同样的参考，不能在共同的时刻达到相同的位置，很难谈精准。经过3年的测试，我们的基墩稳定性很高，误差不超过1毫米。”FAST工程测量与控制系统总工朱丽春说。

（小标题）FAST与射电天文的未来

FAST的落成启用，吸引了一众国内外天文学家为之点赞。24日，1993年诺贝尔物理学奖获得者、脉冲星双星系统发现者约瑟夫·泰勒受邀来华。他表示要向FAST的建设者们表示祝贺，他们按期建成了世界上最大、最灵敏的设备。“我预计FAST将会带来许多新的、重要的科技成果。”

在未来紧张的调试－试运行观测阶段，项目团队争取尽快将这一科学利器正式投入到科学观测中，从而回馈国家、回馈公众，为天文学家提供探索宇宙奥秘的新机遇。“获得好的数据才是关键，这取决于能否把FAST性能调到最好。”FAST工程副经理张蜀新说。

在不远的未来，FAST将覆盖当今射电天文的主流热点方向和科学目标：巡视宇宙中的中性氢，研究宇宙大尺度物理学，以探索宇宙起源和演化；观测脉冲星、探测星际分子，甚至还可以搜寻地球外生命；可观测的天体数目将大幅度增加，可为科学家提供更多更好的观测统计样本，更可靠地检验现代物理学、天文学的理论和模型。

作为世界最大的单口径望远镜，FAST将在未来10年-20年保持世界一流设备的地位。目前，在脉冲星研究领域，已经诞生了两项诺贝尔奖，而FAST预期将发现双倍于人类已知数量的脉冲星，因此极有可能在广义相对论和引力波探测方面取得重大突波，为射电天文学研究提供前所未有的机遇。

（小标题）FAST催生天文小镇

由于曝光率增多以及项目本身的壮观程度，越来越多的人对参观FAST保有浓厚的兴趣，使得FAST产生的影响超过了其科学范畴。毗邻FAST的一座山上，当地政府引资修建了观景台，并有计划开通索道、缆车、电车。通过观景台的公路也将在近期贯通，方便游客一览“天眼”全貌。

目前，平塘县政府已经在距FAST5千米的克度镇，打造了天文科普旅游文化园。围绕科学、科普、旅游配套的“天文小镇”也在建设中。

作为国家级贫困县，平塘县希望借发展天文旅游来给“贫困摘帽”也无可厚非，科学家们表示理解。但是，FAST的灵敏度号称是“在月球上打手机都听得清”，而其要聆听的射电微弱得好比“雷声中的蝉鸣”。

目前，《贵州省500米口径球面射电望远镜电磁波宁静区保护办法》已出台，以台址为圆心，半径5千米区域被设为核心区，5至30千米的环带被设为协调区，保证FAST免受电磁干扰。

国外已有射电望远镜与天文小镇并存的成功案例，而且这反映了天文在一国的科学地位和受欢迎程度。“在发展旅游业时，需要严格控制各种有可能对FAST造成干扰的电子类产品进入区域内，比如数码相机、手机等，这样，天文旅游才可以和FAST互惠发展。”FAST工程副经理张蜀新说。

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