文/ 本刊綜合整理
FAST結緣貴州
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FAST臺址原貌——“大窩凼”洼地。(楊炳海/攝)

2011年3月,FAST工程正式開工建設。
浩渺宇宙,引人遐思。
2300多年前,我國的偉大詩人屈原遙望蒼穹,發出了他那句廣為后人所知的“天問”:“遂古之初,誰傳道之?上下未形,何由考之?冥昭瞢暗,誰能極之?”
而后,從《周髀算經》的“蓋天說”到《渾天儀注》的“渾天說”,從托密勒的地心說到哥白尼的日心說,人們探索宇宙的腳步從不停歇。
為了發現更暗弱的星體,探測更遙遠的星空,1932年,美國人卡爾·央斯基發明了利用無線電天線探測宇宙的射電望遠鏡。然而,來自太空的無線電信號非常微弱,有天文學家形象地比喻:“把80年余年來所有射電望遠鏡收集的能量集中起來,甚至翻不動一頁紙。”于是,建造更大口徑、更高精度和靈敏度的射電望遠鏡,就成為全世界科學家們的夢想。
2016年,夢想的曙光照進貴州。
2016年9月25日,“ 中 國天眼”——由中國自主設計建造的500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)在黔南自治州平塘縣落成啟用。
FAST的主動反射面是由8895根鋼索和4450個反射單元組成的球冠型索膜結構,口徑約500米,接收面積相當于30個標準足球場。
FAST與之前號稱“地面最大機器”的德國波恩100米望遠鏡相比,靈敏度提高約10倍,與人類20世紀十大工程之首的美國阿雷西博300米望遠鏡相比,綜合性能提高約2.25倍,并且在觀測時會變換角度,接收更廣闊、更微弱的信號。預計在未來10-20年時間里,FAST將一直保持世界領先的水平。

2014年,建設中的FAST工程。

2016年,“中國天眼”——世界最大單口徑球面射電望遠鏡落成。(本刊特約攝影記者 代傳富/攝)
由于FAST的落戶,安放“觀天巨眼”的洼地也成為科學界關注的焦點,人們稱這個名叫“大窩凼”的自然洼地為“地球上最美的眼窩”。
“大窩凼”位于黔南州平塘縣克度鎮金科村,是一處典型的喀斯特洼地。20年前,為FAST尋找臺址的科研人員來到這里時看到的是如此一幅場景:青山環抱著一片圓圓的洼地,山上綠樹蔥郁,山谷內灰瓦木屋點綴在農田之間,雞犬之聲不絕于耳。12戶人家65名人口安靜的居住在這里,在靜寂晴朗的夜晚,他們會抬頭望望散布穹頂的星辰。
為給天眼找到一個最適合的“眼窩”,FAST項目組按照苛刻的指標,經過數次篩選,在自然地理、地貌發育控制因素、洼地的形態特征、水文地質、工程地質、氣象及電波環境等諸方面做評估,最終“大窩凼”從400多個候選洼地中勝出,被認為是作為大型球面射電望遠鏡臺址獨一無二的選址。
據FAST項目饋源支撐系統總工程師孫才紅介紹,最終定址“大窩凼”有三方面原因,一是大窩凼的地形就像一個完美的球面,使FAST望遠鏡建造可以減少大量土石方開挖工程,節約研制建設經費。二是大窩凼的喀斯特地質條件可以保障雨水向地下滲透,不在表面淤積而損壞和腐蝕望遠鏡。三是附近5公里半徑內沒有一個鄉鎮,25公里半徑內只有一個縣城,射電望遠鏡所需要的無線電環境比較理想。
(責任編輯/黃莎莎)