FAST：國之重器仰望蒼穹

FAST鳥瞰。中國科學院國家天文台供圖

【砥礪奮進的五年·中國新名片】

貴州平塘大窩凼，這個在地圖上難以找到的小地方，近幾年成為世界關注的焦點——世界上最大的單口徑球面射電望遠鏡“500米口徑球面射電望遠鏡”（FAST）就建在這裡。據中國科學院國家天文台射電天文研究部首席科學家、FAST副總工程師李菂研究員介紹，FAST正處於緊張的調試過程中，它將成為世界一流射電天文台之一，為世界天文學發展貢獻中國力量。

500米口徑、相當於30個足球場的接收面積，FAST不僅體積大，還將單體射電望遠鏡的綜合性能提升了一個量級：它的靈敏度比號稱“地面最大的機器”的德國波恩100米望遠鏡提高約10倍，綜合性能比美國“阿雷西博”305米望遠鏡提高約10倍。2016年9月FAST主體完工時，FAST總工程師兼首席科學家南仁東激動地說，預計在未來10年至20年，FAST將保持世界一流天文觀測設備的地位，在包括巡視宇宙中的中性氫，研究宇宙大尺度物理學，以探索宇宙起源和演化﹔觀測脈沖星，研究極端狀態下的物質結構與物理規律﹔主導國際低頻甚長基線干涉測量網，獲得天體超精細結構﹔探測星際分子﹔搜索可能的星際通訊信號等方面，取得重要科學成果。

從1994年提出構想、到2007年得以立項，再到2011年開工建設、2016年全面竣工，FAST走過的23年，照見的是中國天文學，乃至中國科學技術飛速發展的歷程。

天文學是高度依賴觀測的科學。從某種程度上說，沒有一流的天文觀測設備，就無法取得一流的原創性成果。天文觀測設備不僅投資巨大，而且是新理論、新技術的集成，往往是檢驗一個國家綜合國力和科學技術發展水平的試金石。曾幾何時，因為沒有一流的大型觀測設備，中國天文學家不得不依靠國外天文台的數據，隻能徒嘆奈何。

如今，以FAST為代表的中國天文觀測設備發展迅速：地球上，郭守敬望遠鏡已開始獲取數據、FAST正在緊張調試、南極天文台正在冰穹A穩步建設、12米光學望遠鏡正在規劃中﹔太空中，“天極”望遠鏡已在天宮二號上安家、暗物質探測衛星“悟空”已成功獲取數據、硬X射線望遠鏡即將發射升空……中國天文學家也加緊了“走出去”的步伐，積極參與新一代30米口徑光學望遠鏡等國際性地面和空間大型天文計劃。

有了這些觀天重器，中國科學家必將在暗物質與暗能量的本質、恆星和星系形成與演化、黑洞研究等方面做出有國際影響力的原創性成果。中國科學院國家天文台研究員苟利軍在接受採訪時曾說：“中國天文學觀測與國際先進水平的差距正在縮小，中國天文學家將為科學發展貢獻更多力量。”

中國天文學的發展得益於中國科學技術的整體飛躍，也反過來促進了科學技術的進步和應用，讓更多研究成果服務於國民經濟發展。

以FAST為例，它由8895根鋼索和4450個三角形反射單元組成，是世界上最大的索牽引並聯機構。FAST的“視網膜”饋源艙採用輕型索拖動機構和並聯機器人雙重控制，它在巨大的球面上運動時，誤差在10毫米以內。從建造工藝到自動控制技術，FAST攻克的一個個技術難題，在之前難以想象，在之后用處廣泛——抗疲勞索網技術和索網工程管理系統已經應用在港珠澳大橋的建設中。而與FAST匹配的超算中心也將極大地促進我國超算理論和技術的發展。

今天，中國天文學已經來到從跟蹤到超越的關口，中國科學家和工程技術人員正在為打造世界一流的天文觀測設備、做出更多原創性成果、建設有國際影響力的綜合性天文研究機構而努力工作著。我們期待，中國早日實現天文學質的飛躍，成為天文強國。（記者 齊芳）