贵州群山深处 , 被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜(简称“FAST”) , 不舍昼夜地凝望着宇宙 , 探寻百亿光年之外的射电信号 。
世界最大单口径 , 世界最高灵敏度 , 从1994年提出构想 , 到2020年通过国家验收……20多年艰苦建设 , 当初那个朴素的想法变成了观天巨目 , 也锤炼了一个甘于寂寞、潜心探索、科技报国的团队 。 这是一支青年人占多数的队伍 , 很多人在FAST建设时期就担任重要角色 , 他们伴随着FAST一路成长 , 在群山深处聆听宇宙“心跳” 。
【团队|群山深处聆听宇宙“心跳”——记“中国天眼”青年建设团队】“十几年围着一口‘锅’转”
“十几年围着一口‘锅’转 。 ”谈起山里的这口“大锅” , 今年43岁的FAST运行和发展中心常务副主任、总工程师姜鹏忍不住打趣 。
面对这样一个接收面积相当于30个标准足球场大小的科学装置 , 姜鹏坦陈 , 2009年博士毕业的他刚刚加入FAST团队时 , 一度怀疑这是一个“忽悠人”的项目 。 在工程出身的姜鹏眼里 , 这个世界级的超级工程超出了自己的认知范围 , 是一个天马行空的概念 。
随着FAST开工建设 , 困难很快接踵而至 。 其中一个差点让FAST毁于一旦的问题就是——索疲劳 。 不同于世界上已有的单口径射电望远镜 , FAST的“视网膜”是一张由6670根钢索编制的索网 , 它需要在球面和抛面间进行变形 , 从而对天文信号进行收集和观测 。 这就要求每根钢索的加工精度要达到1毫米 , 还要求有一定伸缩性 , 能承受500兆帕应力和200万次循环加载 。
当FAST团队从市面上知名厂家买来数十根钢索 , 进行疲劳实验 , 他们傻眼了:这是从未被实现过的疲劳性能 。 彼时 , 负责FAST工程的姜鹏陷入了焦虑不安 , “因为 , FAST遇到的不是设计问题 , 而是材料和工艺出了问题 , 很难解决” 。
“那时的我们不知道能否解决这些问题 , 不知道能否建成 , 不知道建成后能否调试成功 , 更不知道以后会有一口‘大锅’取名‘中国天眼’ 。 ”姜鹏笑着说 。
开弓没有回头箭 。 为了解决这个问题 , 在以南仁东为首的科学家带领下 , 姜鹏等人进行了大规模的疲劳实验 , 失败近百次 , 最终研制出适合FAST的超高耐疲劳钢索 , 实现了超大跨度、超高精度、主动变位式的索网结构 。
“春天来了 , 科学的花儿开了”
FAST的建成只是个开始 , 还有更多的挑战在等着他们 。
众多的“首创”成就了FAST的独一无二 , 也注定了FAST遇到的问题寡二少双 。 没有先例可供参考 , 没有经验可供借鉴 , FAST团队成员只能逢山开路 , 遇水搭桥 。
针对工程台址雷击损害严重等问题 , 孙京海等人完成整个望远镜的防雷设计和实施 , 以及整个望远镜控制系统的软件研发和调试;支撑馈源舱的索力范围怎么计算?李辉建立起了舱—索悬挂系统的动力学仿真模型 , 完成了FAST馈源支撑全过程仿真中的第一步也是最关键一步……
2017年8月27日 , “中国天眼”第一次实现了对特定目标的追踪观测 , 稳定地获取了目标源射电信号 。 那一刻 , 大伙心里的大石头终于落了地 。 截至目前 , 基于“中国天眼”数据发表的高水平论文已有70余篇;所发现的脉冲星数量已超过340颗 , 是同一时期国际上所有其他射电望远镜发现数量总和的3倍以上 。
“春天来了 , 科学的花儿开了……”姜鹏脸上洋溢着自信 。
繁花似锦的背后
鲜有人知 , 繁花似锦的背后 , 这支“中国天眼”的青年建设团队经历了什么 。
FAST建设初期 , 使用的水是地表水 , 住的是活动板房 。 潮湿、阴冷的工棚没有空调或暖气 , 很多人只要住上十来天 , 身上就会起满红疙瘩 , 被子潮湿得都能拧出水来 。 不仅如此 , 工棚不隔音 , 夜深了有人打呼噜讲话 , 隔着板壁都能听得一清二楚 。
不只是条件艰苦 , 有时生命还面临危险 。 FAST运行和发展中心测控部测量组组长于东俊 , 迄今已在FAST团队工作了12个年头 。 2009年10月 , 刚刚参加工作3个月的他被派去FAST现场进行首级控制网稳定性监测 。 到现场后的第3天 , 在背着设备爬山时 , 他左手抓空 , 身体瞬间失去了重心 。 幸亏右手顺势抓住了一个树枝 , 然后借力蹦到了下面的一条小路上 。 “那条小路也就有10厘米宽 , 刚能放下一只脚 , 如果没有那个树枝我就可能掉下去了 。 ”回想起当年的“意外” , 于东俊仍不免后怕 。
然而再多的艰难险阻 , 也阻挡不住FAST团队征服星辰大海的梦想 。 条件差、挣钱少、出差多 , 顾不上家 , 不止一个人问过潘高峰 , 为啥还要留在FAST团队?起初潘高峰不知道怎么回答 , 直到后来他从姜鹏的报告里听到了一个词——情怀 , 觉得特别准确 。 “正是因为这两个字 , 才有那么多的科技工作者心甘情愿地在这里坚守下去 。 ”潘高峰说 。
今年3月31日起 , FAST对全球开放 。 宇宙浩瀚 , “中国天眼”的征程才刚刚开始 。 “我们要做一台好用的望远镜 , 希望后来者们用好这个设备 。 ”这是姜鹏也是FAST团队对未来的美好期许 。 (经济日报-中国经济网采访人员 沈 慧)
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