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FAST背后的故事| 如果用这口“锅”煮饭,够全世界的人一起吃3天

 残云伴鹤归 2016-10-11

世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜(以下简称FAST)9月25日在我国贵州平塘县克度镇喀斯特洼坑中落成。这一口“大锅”一样的望远镜可以让我们看到137亿光年距离的星体。
 
目前,FAST成为了世界上口径最大、最具威力的单天线射电望远镜,其灵敏度将是美国位于波多黎各的阿雷西博射电望远镜(口径305米)的3倍,而英格兰北部的洛弗尔望远镜口径只有76米。其主要使命之一是寻找来自外太空文明的无线电信号。

据悉,FAST可以把覆盖30个足球场的信号,聚集在药片大小的空间里,甚至你在月亮上打手机它也能侦测到。预计,FAST相对于世界上的其他同类设备至少可以保持20年的领先地位。
 
这个先进的科学建成的背后却有一位科学家,默默付出了22年。他就是中国科学院国家天文台FAST工程总工程师兼首席科学家南仁东,清华大学1963级校友。1963年,南仁东以98.6的平均分成为吉林省理科状元,考入清华大学无线电系,是当时四平地区十年间唯一考入清华的高材生。他在清华学习的专业叫做无线电系真空及超高频技术。
 
筹建FAST二十二年,他说:“这是我这一辈子做过的最艰难的事。”

从内部仰望“天眼”

十多年前的克度镇还是一个与世隔绝的“绿水村”,村里居住着12户65口人。直到1994年的4月,南仁东来到这里,他带着一群科学家在这里看看走走,最后他站在窝凼中间,兴奋地说:“这里好圆。”
 
和许许多多的清华校友一样,南仁东也曾为报效国家而归国。1990年他在日本国立天文台当客座教授时一天的薪水相当于国内一年。北京天文台需要他,他就回来了。
 
1993年,在日本东京召开国际无线电科学联盟大会上,科学家希望在全球电波环境恶化到不可收拾之前,建造新一代射电“大望远镜”。于是,南仁东就决定:“咱们也建一个。”
 
在1994年到2005年间,他已经寻遍上百个窝凼。以当时的道路条件,每天最多走一两个,晚上回到县城,白天再跋涉过来。周边县里的人几乎都认识他,一开始人们以为发现了矿,后来说“发现外星人了。”

南仁东与FAST在一起

初期勘探结束后,大多数人都回到了原先的工作,只有南仁东满中国跑。他坐着火车从哈工大到同济,再从同济到西安电子科技大学,只为“推销”这个项目。

1995年到2006年南仁东的立项申请书上出现了二十多个高校科研合作单位。项目有了一定的知名度,技术也有了一定的突破进展。2006年,在立项申请书最后的国际评审中,南仁东提前背下了整篇稿子,并用英文发言。评审最后,国际专家开玩笑:“英文不好不坏,别的没说清楚,但要什么说得特别明白。”
 
2011年3月项目正式动工,很多人命运就此改变了。每次一去工地现场,总是趴在院子里的狗就跟在南仁东的后面,他戴着印有自己名字的蓝色头盔,跟每一个人打招呼。“那个老头子,他二十二年前把这里都跑遍了。”有人曾这么说起。

南仁东成为首席科学家之后变得更加忙碌。他几乎参与到 FAST 设计的每一个环节当中,项目中所做的每一个决定都需要他把关并提出意见。
 

“时代造就了这样一个人。”南仁东的助手姜鹏说。这个庞杂巨大的射电望远镜项目就像是为他而生。

南仁东在清华上学的时候并不是个安分的学生,大串联的时候满中国跑,从北京经上海转到广州,接着是四川陕西甘肃一直越过天山,去了南疆,最后经由呼和浩特回到学校。毕业后他被下放到吉林长白山附近的车间,干过工匠,开过山放过炮,水道、电镀、锻造他都了解,最后成了无线电厂的技术科长。

“我谈不上有高尚的追求,没有特别多的理想,大部分时间是不得不做。”南仁东说,“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。”在他囊空如洗的时候,吹牛、开玩笑洒脱得很,获得投资之后却洒脱不起来了。周围的同事开玩笑说:“这是不是跟很多人反过来了?”

1945年出生的南仁东今年已经71岁,在过去的22年里他一刻不停地为了FAST奔波。今天,媒体称他为“FAST之父”。

国庆前夕,巨型天眼FAST首次睁开,世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜整体完工并投入试运行。而FAST也成为国庆假期期间的热门旅游目的地。

FAST不怕雨不怕风不怕震,最怕的是人类的电磁干扰。南仁东曾有一个形象的说法,不要说用手机,就算是附近使用电器,或者几十公里外有飞机向地面发送信息,在FAST那里都会造成一场电磁风暴。
 
据说,游客去平塘参观FAST,在进入核心区的五公里范围内,所有人的手机必须“上缴”。“如果你有一天想感受没有没有手机的生活,那就去平塘FAST旅游吧,享受一下‘失联’的状态。”国家天文台研究员、FAST工程副经理彭勃笑称。

FAST数据大揭秘
面板:总共4450块,面板边长平均约11米左右,全铝结构,总重约2400吨,共395种尺寸。

促动器:液压型促动器,最短长度分为1.780米和1.380米两种规格,促动器数量2225个,每个重量不超120公斤

可观测最大天顶距:40°

可观测频率:70MHz – 3GHz(未来可以升级至8GHz)

波段角分辨率:2.9角分

地理坐标:25.6525°N 106.8567°E

照明口径:300米

深度:134米

张角:112.8°

索网:口径500米,曲率半径300.4米,采用短程线分型(最均匀的球面网格划分方法)总共6670根主索,2225个主索节点、下拉索,总重约1600吨

钢丝有效截面积:介于280mm2 ~1319mm2 之间300米

下拉索长度:介于1米至60米之间

据说还有专家还计算过,如果在这煮一锅饭,够全世界的人一起吃3天

文章整理 | 哨哨
编辑 | 哨哨
责编 | 欣禹

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