最后一块镜片完工!这口世界第一的“大锅”究竟有多牛…

导读

2016年7月3日，贵州省平塘县，躺在大窝凼里的FAST望远镜安装上了最后一个反射面。这一天，如同点睛一般，让望向太空的“天眼”睁开。

每一个如同你我的渺小人类，因为这个，有了更多拥抱宇宙的可能。这一切让小编感慨万分，回忆起每一个渴望触摸宇宙星辰的瞬间。来吧，跟着小编，让我们一起走近FAST，重温梦想。

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什么是FAST？

FAST，即500米口径球面射电望远镜（Five-hundred-meter ApertureSpherical radio Telescope，FAST）。这个工程是“十一五”国家重大科技基础设施建设项目，建造世界第一大单口径射电望远镜—500米口径球冠状主动反射面射电望远镜，以实现大天区面积、高精度的天文观测。被人称作“观天巨眼”，或者倾听宇宙讯号的“大耳朵”。

航拍FAST

FAST在哪？它是什么样的？

FAST望远镜选址于贵州省平塘县，而这也是FAST工程的创新之一：利用贵州天然的喀斯特洼坑作为台址。而另外的两项创新，一是洼坑内铺设数千块单元组成500米球冠状主动反射面，球冠反射面在射电电源方向形成300米口径瞬时抛物面，使望远镜接收机能与传统抛物面天线一样处在焦点上；二是采用轻型索拖动机构和并联机器人，实现接收机的高精度定位。

我猜屏幕那头的你还是一头雾水？一言不合我们先来一张图吧！

图解FAST

FAST主要能做什么？

我猜你跟小编有一样的疑问：有了它，我们就能找到外星人了吗？我想不排除这个可能性，因为“搜寻地外文明”的确是目标之一，而那就是外星人的世界啦。但是这只是最末位的科学目标，“大耳朵”有着更艰巨的任务。

在科学方面，它能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，研究极端状态下的物质结构与物理规律；主导国际低频甚长基线干涉测量网，获得天体超精细结构；探测星际分子；搜索可能的星际通讯信号。它试图回答的是更久远的问题，比如宇宙演化、脉冲星探测和星际分子。它将帮助解开宇宙初始混沌、暗物质分布与大尺度结构，以及星系演化等领域的谜团。

在工程方面，它的建成将推动我国在天线制造技术、微波电子技术、并联机器人、大跨度结构、公里范围高精度动态测量等众多高科技领域的发展。

建成后的FAST将在日地环境研究、搜寻地外文明、国防建设和国家安全等国家重大需求方面发挥不可替代的巨大作用。

同时，它的建设与运行将促进西部经济的繁荣和社会进步，符合国家区域发展的总体战略。同时，以FAST为主体的天文科普基地将推进我国的科普工作，教育青少年、宣传公众与决策层，为科教兴国的长远战略目标服务。

俯视FAST

FAST有哪些傲人的特点？

它拥有30个足球场大的接收面积，将是国际上最大的单口径望远镜。FAST突破了射电望远镜的百米极限，开创了建造巨型射电望远镜的新模式。如果绕着围在FAST上沿、周长1.6公里的白色圈梁步行一圈， “丈量”射电望远镜的规模将花费40分钟。专家介绍，这里开挖出90万方土石，修建了7公里的进场道路。

鱼眼看FAST

灵敏度提高约10倍，与号称“地面最大的机器”的德国波恩100米望远镜相比。FAST的基本原理与人们常见的锅式卫星天线相似，即抛物面反射信号、馈源接收信号。

从构造上来说，它拥有6个支撑塔，6条柔性钢索分别从它们“伸出”，这就使得直径13米、重30吨的馈源舱悬吊在半空。而绳索的收放，使它能够在距离地面高140—180米、直径为207米的球冠面上按照科学家的要求运动。

反射面板也体现了它的精确。4450个边长在10.2米至12.4米之间的反射面单元分为400多种，每个反射面单元又由100个形态各异的更小单元拼接而成。攻关团队将构件数量达上百万件的单块子单元表面精度控制在1毫米以上。每块反射面上都可以进行对焦，使其灵敏度是阿雷西博望远镜的两倍多、德国波恩100米望远镜的10倍。

馈源舱和最后一块镜片

其综合性能提高约10倍，与排在阿波罗登月之前、被评为人类20世纪10大工程之首的美国Arecibo 300米望远镜相比。

作为世界最大的单口径望远镜，FAST将在未来10～20年保持世界一流设备的地位。

如此巨大的工程，建设历程是怎样的？

FAST工程的主要建设内容是在贵州喀斯特洼地内铺设口径为500米的球冠形主动反射面，通过主动控制在观测方向形成300米口径瞬时抛物面，采用光机电一体化的索支撑轻型馈源平台，加之馈源舱内的二次调整装置，在馈源与反射面之间无刚性连接的情况下，实现高精度的指向跟踪，在馈源舱内配置覆盖频率70MHz～3GHz的多波段、多波束馈源和接收机系统，针对FAST科学目标发展不同用途的终端设备。同时，在台址附近建造观测基地园区，力争打造一流的天文观测站。

为实现这一建设目标，需要完成以下六项主要建设内容。

1)     台址勘察与开挖：勘察台址工程地质和水文地质条件，清理开挖洼地，使其满足望远镜建设的需要。2)     主动反射面：建设上万根钢索和数千个反射单元组成的球冠型索膜结构，口径500米，球冠张角110-120°，变形抛物面的均方差为5毫米。3)     馈源支撑：建设公里尺度的钢索支撑体系，在馈源舱内安装并联机器人用于二级调整，最终调整定位精度为10毫米。4)     测量与控制：建设洼地中基准网和基准站，激光全站仪和GPS测量系统，百米距离测量精度2毫米。采用总线及多层控制技术实现数千点自动控制和望远镜协调运行。5)     接收机与终端：根据FAST科学目标，工作频率覆盖70MHz～3GHz。研制馈源（其中包括19波束多波束馈源）、低噪声致冷放大器、宽频带数字中频传输设备、高稳定度的时钟和高精度的频率标准设备等。配置多用途数字天文终端设备等。6)     观测基地建设：建立望远镜总控室、终端设备室等、各关键技术实验室、办公楼和综合服务体系等。

近看FAST

今天要“点睛”啦，现场是怎样的？

现在“天眼”什么样？小编其实跟你有一样的疑惑。来来来，点这个图，和小编一起穿越到现场吧，观看独家全景视频探访FAST吧！

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编辑：思远

图片来源：中国青年报·中青在线 邱晨辉 陈明

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