究竟是什么样的人,才能创造”天眼”?|《大国工匠》
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10月10日,
中科院国家天文台宣布,
“中国天眼FAST”发现2颗新脉冲星,
这是我国射电望远镜首次发现脉冲星。
这一发现不仅能够
研究脉冲星自身的物理状态,
还能对星际介质、
银河系磁场、
引力波等目标进行研究。
▲ FAST在满天繁星下呈现的美景
图片来源于新华社
伙伴们,有木有感觉像科幻大片呢?
国人和宇宙的距离越来越近,
“我们的征途是星辰大海”
这一豪言壮语再也不是空想。
科技让探索宇宙之路变得不再艰难,而在科技的力量背后,是一大批的中国工匠为之披星戴月的奋斗。
“中国天眼”之所以能让世人惊叹,正是因为有无数匠人的智慧,才连接起了通向宇宙的天梯。
▲ 中国天眼FAST
今天,DOCO君要向大家介绍两位伟大的工匠。
一位是FAST的首席设计师南仁东,一位是FAST反射面单元吊装工程的现场生产主管周永和。
▲ 南仁东
▲ 周永和
01
DOCO君先在这里卖个关子和大家说说FAST本尊是怎样的一件神器。因为要想了解工匠们开展工作的艰难程度,就得先了解FAST的重要性。
2011年3月,中国超大射电望远镜建设项目在贵州省平塘县的喀斯特天坑里正式启动,它被简称“FAST”。
FAST 对于中国来说意义何在呢?
它是国家九大科技基础设施之一,中国将因为拥有这件神器而在射电天文领域领跑世界。
它能够以目前世界上最高的灵敏度,开展从宇宙起源到星际物质结构的探寻,甚至还可能用于搜寻地外文明的通讯信号寻找外星人。
FAST 又牛在哪里呢?
我们拿数据来说话。
与世界著名的德国波恩100米望远镜相比,FAST的灵敏度提高了约10倍;与美国阿雷西博350米望远镜相比,FAST的综合性能也提高了约10倍。
02
南仁东前辈想必大家都已了解,他主持完成了FAST的选址、立项、初步设计,指导各项关键技术的研究及其模型试验。
遗憾的是,南老于9月15日因病逝世,享年72岁。昨天,距离这位“天眼之父”离世不足一个月,他留下的遗产“天眼”终于绽放出璀璨的光芒。
文艺青年南仁东
或许在多数人的传统印象里,搞科研的人是不苟言笑的,不解风情的。但是,南仁东这位科学家却足以打破人们的这种想法。
在清华大学无线电专业学习期间,南仁东就四处游玩,北京、上海、广州、四川、陕西、甘肃、新疆都被他转遍了,这可不就是现在流行的穷游嘛!
▲ 南仁东在穷游中
大学毕业后,南仁东被分配到吉林长白山附近的工厂车间。广袤的森林和天然的风光,解放了南仁东的天性,他索性做起了艺术家。
他留着长发、沉迷于画画,文艺青年的那一套他都玩过了。
毅然转行研究宇宙
好奇的天性让他不满足于现状,于是在工厂干了10年后,他毅然决定考天文学的研究生。
顺利进入中国科学院并开始研究射电天文之后,南仁东深感中国没有射电天文望远镜就像孙悟空没有筋斗云,于是凭着一腔热血,他开始做中国第一个射电天文望远镜,而这个工作他一干就是22年。
▲ 最中间为南仁东
他放弃了日本300倍高薪的顶级科学家职位,躬身于14亿人的事业,很多人都说他这笔账太亏了。
为了给“天眼FAST”找到合适的安置地点,南老翻山越岭、手持竹竿在西南大山里全年无休地探索,喝浑水、吃冷饭、踏破铁鞋。
他先后对比了1000多个洼地,才找到了“天眼”的安身之处。
▲ “天眼FAST”所在的喀斯特大坑
22年的日日夜夜,才成就了目前世界上最大单口径、最灵敏的射电望远镜,这是他留给世界的科学之火。
然而谈到自己的贡献之时,南老只是淡淡地说道:
“人总得有个面子吧,你往办公室一摊,什么也不做,那不是个事。
我特别怕亏欠别人,国家投了那么多钱,国际上又有人说你在吹牛皮,我就得负点责任”。
03
梦想变成现实,总离不开实践的过程。周永和就是FAST工程里实践环节中的一员。
纪录片《大国工匠之大巧破难》就介绍了周永和团队建设FAST的过程。
如何拼装40万块反射面板?
在贵州的大山深处,这面世界上最大的镜子正等着周永和与他的同事拼接完成,这是一次前所未有的挑战,他们面前是40万块等待拼装的反射面板。
周永和是中船重工武船集团的起重工,有着18年工作经验,多次参与过国家大型工程的建设任务。
但是,这次他也犯了难,因为留给他的拼接工期只有不到1年。
没有对比就没有伤害,这项任务到底多重,我们还是拿数据来说话。
▲ 左为阿雷西博射电望远镜
右为FAST射电望远镜
美国阿雷西博射电望远镜单口直径350米,反射面板3万多块,完成时间为11年。
而FAST的单口直径为500米,反射面板多达40万块,要求的完成时间仅仅为1年。
是不是感觉这样的工作量无法想象?
经过研究,周永和与团队先将100块小面板组装成4000多块大反射面板,拼装时的吻合误差不能超过2毫米。
面板单片最大面积120平方米,最大重量超过1吨。
如何吊装反射面板?
虽然拼装完成了,但是吊装却成了一个新的难题。
因为面板需要起吊到数10米高后,再在空中运送数百米,然后才能下落安装,这中间不能有一点磕碰损坏。
▲ 吊装反射面板
而且反射的镜面是一个巨型碗状,想让面板无痕对接比想让做双眼皮手术不留痕简直要难一万倍吧!
经过反复的讨论和试验之后,一个圆规模式逐渐成型。
▲ 圆规模式
周永和团队在FAST圆心位置建立了一个环梁,作为圆规的中心支撑点;在FAST巨碗的碗边架设起一圈钢梁轨道,在轨道上装运的机车作为第二个支撑点。
两个支撑点之间由两根粗钢缆连接,反射面板就在这两根粗钢缆之间来回穿梭,最后被送达指定位置。
就这么日夜兼程的干了11个月之后,世界上最大单口径射电望远镜FAST于2016年7月完成了主体工程部分最后一块发射面板的吊装。
然而谈到自己的贡献之时,周永和也只是淡淡地说道:
“对于我自己而言,这(参与FAST计划)是一个探索自己的过程,一个提升自己的机会”。
在我国探索宇宙的旅程中,是工匠破解了一个个创造之路上的难题,才保证了求索之路的永续延伸。
我们相信,在某个遥远的未来,当地球文明与宇宙文明擦出火花时,中国将是这场伟大事业的开拓者。
而我们永远不能忘记,在这场伟大征程中,中国工匠们做出的杰出贡献。
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