国之利器--中国天眼FAST

潘抑洪

2019年8月初我们来到贵州平塘县，参观了世界最大的射电天文望远镜FAST，使我们感到极大的震撼。

FAST是英语Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope的缩写。位于贵州省平塘县克度镇。

中国天眼直径500米，总面积25万平方米，相当于30个足球场。

FAST反射面像一口超级“大锅”，总长度超过1.6千米的钢圈梁，用上万根钢索牢牢固定住，索网结构上共有4300块长约11米的三角形反射面板，150块四边形反射面板，每块反射面板背后都有钢索牵拉，可以随着天体的移动调整瞬时抛物面的方向。主动反射面是能够变形的，下面有2225个点来驱动它，使它从球面变成抛物面。FAST的索网结构可以随天体的移动而变化，带动索网上的活动的4450个反射面产生变化，从而观察到任意方向的天体。馈源仓由钢圈梁外的六个钢塔用钢索吊起，当抛物面变化时，馈源仓也随着索网一同运动，釆集抛物面反馈来的天体信息。图片中红色物体即被六根钢索吊起的馈源仓。

FAST反射面由1毫米左右厚度的铝网格做成。每块长11米(照片为示意)，共有4300块。

FAST项目总投资6.27亿元，从选址，立项，设计，建设共历时22年。于2016年9月建成，成为世界第一大单口径天文望远镜，FAST的设计综合体现了我国高技术创新能力，代表了我国天文科学领域先进水平，并将在未来30年保持世界领先地位。

FAST与号称“地面最大机器”的德国波恩100米望远镜相比，灵敏度提高10倍；与被评为人类20世纪十大工程之首的美国Arecibo300米望远镜相比，其综合性能提高约2.5倍。

FAST口径达500米，理论上FAST能够接收到137亿光年之外的电磁信号，这个距离接近于宇宙的边缘。(光年--长度单位，光年一般被用于计算恒星间的距离。光年指的是光在真空中行走一年的距离。光速为每秒30万公里，因此，一光年就是九万四千六百亿公里）。FAST的口径是人类第一台天文望远镜口径4.2厘米的12000倍。

FAST在观察天体时，会随着天体方位的变化，在其500米的球冠状主动反射面上实时形成一个300米直径的瞬时抛物面，通过这个抛物面来聚集电磁波。

25万平方米抛物面反射的信号，聚集在馈源仓药片大小的空间里，馈源仓由抛物面周围六根钢柱用索网固定，包括反射面是用7000多根手臂抽的钢缆固定，并根据观察的要求可实时变化。每根钢缆的加工精度都要控制在毫米级的精度内。500米口径的天线精度是三毫米，每一块小面板的精度是1.5毫米。

FAST有望冲出银河系，寻找新星，尤其是高速旋转，密度极高的脉冲星。它还能观察早期宇宙的蛛丝马迹-中性氢云团的运动，掌握星系之间互动的细节，揭秘宇宙的起源和演化。它还能监听到太空有机分子发出的独特电磁波，搜索可能的星际通讯信号和外星生命。将成为国际VLBI网中的射电望远镜主导单元。FAST的建成将掀开中国射电天文学发展的崭新一页。

FAST作为世界之最的望远镜，涉及到多方面的高科技和产业支撑。从预研到建设，先后有数十家国内一流的科研院所，大学和企业参与，直接参加工程建设就有四千多人。FAST于2011年3月开工建设，2016年9月完成。建成仅一年多，在调试阶段就已经探测到数十个优质脉冲星的候选体，截至2018年底就有59颗新脉冲星得到国际认证，实现了中国望远镜发现脉冲星零的突破!FAST已初步显示其巨大贡献。

经过南仁东教授带领的选址团队12年的辛勤工作，在贵州省人烟罕至的大山深处，几乎走遍了贵州所有的洼地。最后将FAST确定在黔南州平塘县克度镇大窝凼洼地。

平塘县大窝凼地貌最接近FAST的造型，工程开挖量最小；这里的喀斯特地质可以保障雨水向地下渗透，不会在表面淤积而损坏和腐蚀望远镜；大窝凼附近5公里半径之内没有一个乡镇，无线电环境理想。

2009年平塘县克度镇大窝凼12户65名村民积极响应国家号召，搬离故土，为“中国天眼”项目顺利启动作出积极贡献。当地群众积极投工投劳配合项目建设。

目前平塘县已建成平塘天文小镇，核心区总面积3平方公里，将建成国际知名的天文研究，科普，会议，旅游中心等38个重点项目。平塘县依托“中国天眼”建设平塘天文科普教育基地。两年来被中国科学院，国家旅游局，科技部，教育部等国家部委授予“全国科普教育基地”；“首批中国十大旅游基地”；“国家科普示范基地”；“全国中小学生研学实践教育基地”等称号。作为国际射电天文论坛的永久会址。

为了纪念FAST的建设，感谢平塘人民为服务“中国天眼”建设，保护“中国天眼”环境所作的贡献，经国际天文学联合会小天体命名委员会批准，中国科学院国家天文台将国际永久编号92209的小行星命名为“平塘星”。

贵州省人民政府作为FAST的共建部门，省，州，县从配套投资，征地，移民，交通等方面大力支持工程建设。贵州省，黔南州，平塘县均成立了“中国天眼”环境安全保障领导小组，组建工作专班，负责处理“中国天眼”环境保护相关事宜。贵州省人大立法使“中国天眼”环境保护工作有法可依。

为了建立“中国天眼”区宁静的电磁环境，平塘县关闭了FAST核心区周边7个基站，对一个基站降低功率，关闭了FAST核心区十个大理石矿山，停止核心区一切项目招商工作，对矿山进行植被恢复工作，严格入河排污口的设置论证审批监管工作。切实为“中国天眼”运行做好服务。

政府给当地拆迁居民建设统一的居住房屋，使居民发展旅游业，在小镇中建成了许多客栈和餐厅，方便全国各地旅游者。

平塘天眼小镇除了观看世界最大的射电天文望远镜外，还建成科普天文基地，为参观群众尤其是中小学生普及天文知识，建有天文体验馆，飞行球幕影院；天文时空塔；古天文博物馆及风景区等。

天文体验馆内有天象影院；射电天文厅；太阳科普厅；星际探秘厅；星际冒险厅；序厅等供人们参观体检。

在飞行球幕影院，人们坐在椅子上，太空中无数的天体，陨石从头顶，身旁高速飞过，随着椅子的倾斜震动，人们仿佛坐在飞船里，身临其境地在太空中高速遨游，瞬间行进了十万八千里，感觉十分惊险刺激。

在月球上看美丽的地球，表面是天蓝色。

平塘国际天文体验馆序厅，模型为屈原问天。

天文体验馆

天文体验馆内向孩子们讲解天文知识。

体验馆内关于外星人的十大神秘猜想。

关于外星人的1-3条猜想。

有关太阳死亡的科学论断。

太阳系八大行星。

地球上的人类文明。

太阳系八大行星运行图。

太阳系家族--八大行星模型。

为表彰“中国天眼”的建设成功，中共中央发出由习近平总书记签署的贺信。被誉为“中国天眼”之父的南仁东教授被评为“时代楷模”。习近平总书记三次提到“天眼”工程。竣工当天,习近平总书记就FAST落成启用发来贺信,此后,“中国天眼”又分别被写入2017年新年贺词和党的十九大报告。

我们有幸来到“中国天眼”现场，亲眼目睹了这一世界级的伟大工程，为这个“中国天眼”工程感到骄傲与自豪。到贵州去的朋友一定要去看看天眼，可以乘火车到贵州都匀，再乘都匀到罗甸的大巴，在天眼小镇下车，就到天眼服务中心，小镇有很多客栈，价格便宜服务热情。也可在贵阳旅行社参团一日游。