姜鵬 ：“中國天眼”守護人

齊菠蘿

在一個初冬的早晨，《青年文摘》編輯受邀走進國家天文臺“中國天眼”（FAST）總工程師姜鵬的辦公室。那是一個十幾平方米的小房間，一排辦公室里毫不起眼的一間，陳設簡單而整潔，有一面墻上貼著不同視角下的“中國天眼”照片：晨曦中的“中國天眼”，星空里和銀河下的“中國天眼”，更有不同建設時期“中國天眼”的成長記錄圖。

我們很難不被這個碩大的銀白色“天坑”所吸引。“中國天眼”坐落于貴州平塘縣的崇山峻嶺中，這個500米口徑的球面射電望遠鏡（Five-hundred-meterApertureSphericalradioTelescope，簡稱FAST），是目前世界上最大、最靈敏的單口徑射電望遠鏡，大小接近30個足球場。因應用于中國的宇宙巡視、脈沖星觀測和探索星際信號等領域，FAST被譽為“中國天眼”。它是中國科技創新頗具代表性的“名片”，也是我國擁有自主知識產權的大國重器。

以南仁東為首的老一輩科學家，為“中國天眼”奉獻了數十年，如今，接力棒交到了姜鵬這一代科研人員手中。作為FAST運行和發展中心總工程師，姜鵬帶領團隊解決了一系列測量控制技術難題，完成了望遠鏡極具難度的調試任務，讓“中國天眼”終于開始睜眼看宇宙！

1993年，在日本國際無線電科學聯盟大會上，與會科學家提出，要在全球電波環境惡化到不可收拾之前，建造新一代射電“大望遠鏡”。時任中國科學院北京天文臺副臺長的南仁東坐不住了，他向同事提出：“我們也建一個吧！”

南仁東所設想的，是一個500米口徑的超級射電望遠鏡。在當時，世界上最大的射電望遠鏡——阿雷西博射電望遠鏡，口徑是305米。而中國最大的射電望遠鏡口徑不到30米，不管是技術還是設備都非常落后。

在提出FAST工程構想后，年近半百的南仁東帶領團隊開始了漫長的選址工作。最終，在眾多“候選坑”中，貴州平塘縣城85公里外的金科村大窩凼洼地，成為最適合建設的臺址。

2007年，FAST工程正式立項。姜鵬是在項目建設初期加入團隊的。2009年，他剛從中科院力學研究所博士畢業，專業是工程力學，正處于人生迷茫期：是繼續做科研，還是尋找新的挑戰？

猶豫之際，姜鵬看到了FAST的招聘啟事，上面的信息讓他來了興趣。“一個500米直徑的索網，能變形，拋物面可以在它的不同部位形成，而且要求控制精度達到毫米級……”對姜鵬來說，這是一個充滿誘惑力的項目，滿足了他對一個傳奇工程的所有期待。于是，他立刻報名參加。

加入FAST團隊不久，姜鵬就被派到貴州大山深處。第一次去時，汽車從機場出發，顛簸了四五小時，最后在一個小工棚前停了下來。司機說，這就是“中國天眼”臺址。

地處深山，人煙稀少，交通不便，沒有電，上不了網……眼前的一切幾乎與現代文明隔絕。姜鵬的心里倍感失落，但建設者們邊研究、邊摸索、邊實施的科研精神打動了他。他決定在建設基地扎下根來。

項目建設初期，姜鵬和同事們所處的環境惡劣。“用的是地表水，住的是沒有空調的活動板房。貴州氣候潮濕，有時被子濕得能擰出水來，很多人沒住幾天全身就起滿了疹子。我們都不敢生病，在那種條件下生病是很難痊愈的。”

除了要克服生活條件上的艱苦，他們還要面臨想象之外的技術難關。

不同于世界上已有的單口徑射電望遠鏡，“中國天眼”的“視網膜”——球型反射面，是一張由6670根鋼索編制的索網，它需要在球面和拋面間進行變形，從而對天文信號進行收集和觀測。這是一項史無前例的工程，由姜鵬負責。

工程啟動不久，團隊就遇到了一個大難關：索網疲勞問題。常見的斜拉橋上的鋼索，其疲勞強度大都是200兆帕、200萬次彎曲。

由于“中國天眼”的鋼索需要根據觀測天體的方位，不斷拉伸，使反射面在不同的位置上形成瞬時拋物面，而且望遠鏡要至少應用30年。經過反復思考、計算后，姜鵬提出需疲勞強度為500兆帕、彎曲次數為200萬的鋼索。

在時任總工程師南仁東的指導下，姜鵬和團隊開始了一場長達兩年的大規模鋼索疲勞實驗。他們日夜摸索、反復測試，經歷近百次失敗后，終于研制出適用于FAST的超高疲勞性能鋼索。

鋼索研制出來后，安裝也極具挑戰。因為每根鋼索的規格、長度，甚至截面尺寸都不一樣，如果裝錯一根，整個索網可能就無法成型，項目就會失敗。

“工程人員想了一個方法，給每根主索打上一個二維碼標簽，相當于這根鋼索的身份證。只要在現場掃一掃二維碼，就可以清楚地知道鋼索應該安裝的位置。”姜鵬說。就這樣，6670根不同粗細、長度和拉力的索，拼接成一張巨大而靈活的網，托起了“中國天眼”的“視網膜”。

憑著敢想敢做的執著和不言放棄的堅毅，姜鵬和團隊攻克了超高疲勞性能鋼索研制、繁雜工件管理與精度控制、復雜地形條件施工等一系列技術難題，創造了多個工程奇跡。2016年，“中國天眼”順利建成。

2017年，FAST進入調試階段，望遠鏡建成后能不能用、好不好用，關鍵就看調試能否成功。姜鵬從南仁東先生手中接過接力棒，帶領團隊開展調試工作。

“中國天眼”的調試涉及天文、力學、結構、測量、控制、電子學等專業領域，調試方案的設計者必須全面掌握這些領域的知識。于是，姜鵬開始了新一輪的學習，他用最快的速度學習和了解望遠鏡所涉及的所有技術領域，并用近3個月的時間完成了望遠鏡總體調試方案及計劃。

口徑500米的“天眼”，在調試之初龐大又脆弱，牽一發而動全身，稍有差錯，就可能會功虧一簣。那段日子，姜鵬的神經時刻緊繃著。向來“心理素質很好”的他，體重開始下降。

最終，FAST團隊用遠超國際慣例和同行預期的效率完成了設備調試。其中靈敏度是美國阿雷西博望遠鏡的2.5倍以上，中國建造的射電望遠鏡首次在這個核心參數上占據了世界制高點。

2017年8月27日，FAST第一次實現對特定目標的追蹤觀測，穩定地獲取了目標源射電信號，這代表著初期的調試任務圓滿完成。姜鵬心里的石頭落了地。“做設備的人都知道‘好用’這個詞背后的含義。我們團隊的初心，就是做一臺好用的望遠鏡。”

2020年1月，經過4年的調試，“中國天眼”通過國家驗收正式啟用；2021年3月31日零點，“中國天眼”正式對全球開放。

“我發現你不大犯錯誤”是姜鵬剛進入FAST項目時南仁東對他的評價。在外界看來，曾身為助手的姜鵬肯定對南老先生言聽計從。但事實上，為了建好“天眼”，他幾次“違抗”了南仁東的意愿。

一次是關于FAST索網顏色的選擇。當時，南仁東希望是白色，他覺得白色的索網結構會賦予工程融入自然的宏大和美感。但姜鵬認為，加入任何顏色都會影響材質純度，進而影響索網的壽命。姜鵬據理力爭，堅持將顏色定為索網的原色——黑色。

2023年是姜鵬加入FAST團隊的第14年，品嘗過無數次測試失敗，終于迎來了科學花開。截至2022年7月，基于FAST數據發表的高水平論文已有120余篇，所發現的脈沖星數量超過660顆，并發現了迄今唯一一例持續活躍的重復快速射電暴。

未來，FAST還將深入脈沖星搜索、中性氫巡視、星際的形成及引力波探測等科學研究。“中國天眼”極大地拓寬了人類認知宇宙的視野，也使中國天文學家有機會走上世界科學研究的最前端。

談及對《青年文摘》讀者的寄語，姜鵬說：“越探索宇宙，越會覺得自己的生命在不斷被拓寬。即便不能實際地探測星空和宇宙，也希望你們守護心中的星星，做一個追星的人。”

（更多姜鵬獨家問答詳見本期前插四“偶像說”欄目）