<p class="ql-block">贵州平塘FAST望远镜,是我们国家九大科技基础设施之一,“国之重器",投资6.27亿元,目前世界上最大单口径的射电望远镜。它也是目前世界上灵敏度最高的望远镜,可以把人类探测宇宙天体的能力,拓展到137亿年前......。2016年9月25日落成启用后,一直想过来看看。这次不远千里,专程而来,我们就是想在现场,较深入地了解它;也表达对南仁东先生等科学家的崇高敬意;同时,增加自己的天文学知识。</p> <p class="ql-block">贵州,已经是第三次来了。天眼就在这里。2021年5月7日,贵阳的五表哥,专程开车,带我们去平塘,参观中国天眼(FAST)。</p> <p class="ql-block">贵阳——平塘(天眼),单程大概160公里,基本上是高速公路。沿途,贵州省的地形、地貌,尽收眼底。</p> <p class="ql-block">三、四公里长的隧道,比比皆是。</p> <p class="ql-block">贵州山多,桥梁多、隧道多是肯定的,长隧道里面的灯光挺亮。而且,每隔几百米,就安装了一组大功率抽风机。平时车少不开机,当隧道内车多或出现问题时,才启动排气。</p> <p class="ql-block">由于射电天文望远镜需要电磁波宁静区,因此,在距离FAST台址大约30公里,已开始实施无线电管制,禁止设立无线电台、信号基站等发射设备。</p> <p class="ql-block">随着FAST的投入运行,周边景区也陆陆续续开发,天文小镇是重点项目。</p> <p class="ql-block">自从2016年,FAST投入运行后,这一带的穷乡僻壤,已经盖起了不少漂亮的房子。</p> <p class="ql-block">看看时间快中午了,我们找地方泊好车后,干脆在这间小餐馆吃个牛肉粉。嗯,味道不错,好吃。</p> <p class="ql-block">映入眼帘的,首先是旅客服务中心,售票处。</p> <p class="ql-block">富有科幻感的各类构筑物。</p> <p class="ql-block">天梯?往上,往前,往探索走...</p> <p class="ql-block">像花辦?像天线?像雷达?应该是天眼变形吧</p> <p class="ql-block">天幕动漫城,小朋友们的最爱。想进去看看?等出来再慢慢看吧,到了目的地首先看主要景点——天眼。</p> <p class="ql-block">购票出来,沿着指示方向走。景区的部分项目,60岁以上的老人是免费的。</p> <p class="ql-block">因当天傍晚要赶回贵阳市吃晚饭,逗留时间不长,我们购买了基础票。老年人优惠后,70元/人。</p> <p class="ql-block">进入FAST核心区的摆渡车。所有游客必须把所有电子设备,如智能相机、手机、手环、手表、汽车钥匙、火机、烟等,统统放入保管箱。并要经过(比乘搭飞机更)严格的安检,乘坐专车进入,也不允许徒步前往。</p> <p class="ql-block">摆渡车在弯弯曲曲的山路上,行驶了22公里,估计大约耗大半个小时,到了半山腰的中转站。再次安检。在这里,可以登789级的木栈道台阶上山顶,大约需要30分钟;也可以选择坐车上山,车程2公里多些,说是只需5分钟,每人/次单程20元,仅收现金。大部份游客选择了坐车。其实坐车上比走台阶上快不了多少,是因为绕山而上呵。到顶了,还要走二、三十级台阶,才能到达景观台。</p> <p class="ql-block">景观台分二层,大约有1000平方米,高处,四周都有围栏。由于不能自带数码相机、手机上来,这里专门设了一个尼康牌简易胶卷相机点,为游客拍纪念照。每张30元,电子版;如要纸质相片,另外加收10元邮寄费。 尽管对天文知识不是知道的那么多,这样近距离看,也是挺震憾的。</p> <p class="ql-block"><b style="color:rgb(237, 35, 8); font-size:20px;">直径为500米的FAST</b></p><p class="ql-block">占地面积大概是30个足球场那么大;周边的6个铁塔各高100多米。FAST工程,历时22年,才建成:1994年开始,项目预研启动;2007年7月10日,正式立项;2011年3月25日,正式开工建设;2016年9月25日落成。施工过程是: 首先,安装支架和钢梁,拼成直径500米的大钢圈,形成了“天眼"最初的轮廓;接着,安装6670根主索和2225根下拉索,完整地拼出了“天眼″的索网;随后,安装4273块基本类型和177块特殊类型的反射面...。至此,“天眼”的全貌,正式展现在人们面前。后来,安装处于抛物面焦点位置的馈源舱装置、中央控制室、信号分析中心......</p> <p class="ql-block">从景观台走台阶下来,坐摆渡车回到游客中心,各种各样的体验馆就在附近。</p> <p class="ql-block">九号宇宙馆内,宇航员穿着各款的宇航服模型。</p> <p class="ql-block">VR娛乐体验,可以模拟美国先驱者号探测器(共13个),探测金星、木星、土星等行星。並模拟登陆火星。</p> <p class="ql-block">天眼之地——贵州。欢迎你来到科幻太空。</p> <p class="ql-block">我是安娜,来玩吧!</p> <p class="ql-block">神舟号返回舱,外形呈钟型,直径2.5米,空间约6立方米。这是它的1:1模型。</p> <p class="ql-block">天宫号模型。</p> <p class="ql-block">天眼光影馆,融入多重尖端科技,声、光、电立体互动,及多感官沉浸式艺术体验。里面有时空隧道、呼吸森林、梵高梦境、太空风暴、航天模型、空间隧道、星球剪辑、梦幻.北极光、行星模型、天眼等等,共28个项目。但要另外收门票80元/人。</p> <p class="ql-block">球幕飞行影院,放映时间不到40分钟,要另外收费80元/人。</p> <p class="ql-block"><b style="color:rgb(237, 35, 8); font-size:20px;">天文体验馆</b></p><p class="ql-block">是中国天眼科普基地的重点项目。主体建筑地上部份共两层,占地7000平方米,展陈用地约5000平方米。由序厅、儿童天文乐园、射电天文厅、天文科普厅、天象厅等部份组成。馆内,对各类天文知识,从中国古代星象到FAST项目,从太阳系中的恒星、行星、慧星,到银河系、脉冲星、黑洞、引力波......进行介绍,引人入胜。它于2016年9月25日,与FAST项目、观景平台一起,正式对外开放。天象影院也在里面的二楼。</p> <p class="ql-block">这是诗人屈原的雕像。早在2000多年前,他写下不朽诗篇《天问》,里面的318个问题中,就有几十个有关自然科学的疑问。因此,以一袭长衣,头顶发髻,下颌胡须微扬,左手食指向天的 “屈原问天” 形象,作为整个天文体验馆的序幕,最合适不过了!</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">太阳系八大行星的运行轨道模型。</p> <p class="ql-block">星系分类</p> <p class="ql-block">仙女座星系是位于仙女座方位的拥有巨大盘状结构的旋涡星系,它也是银河系外,最近的河外星系。</p> <p class="ql-block">这位美女游客,在聆听天籁之音。我也戴上另一个耳机,听了半分钟,是断断续续的高频“嘶嘶"声。初时,不知道是什么东西?后来,觉得与使用显像管的旧式彩色电视机的高压包放电时的声音有点类似。我估计,这是为了科普而模似出来的、频率和强度都有变化的音频信号而已!有兴趣的,不妨到现场亲耳聆听一下。</p> <p class="ql-block">贵州是全国唯一一个分别有以省、州、 县命名行星的省份。这3个星是贵州星、黔南星、平塘星。</p> <p class="ql-block">“贵州星"是1975年3月17日发现的;“黔南星"是1997年9月26日发现,2016年4月22日命名。</p> <p class="ql-block">平塘星是1999年12月26日发现,2013年5月23日,为了纪念FAST落户平塘,国家天文台将其命名为“平塘星"。</p> <p class="ql-block">射电天文学是天文学的一个分支,通过电磁波频谱,以无线电频率研究天体。观察的对象从近处的太阳系天体到银河系中的各种对象,直到极其遥远的河外星系.....。这里简单介绍了从1931年美国贝尔实验室,首次用无线电探测到来自银河系中心的射电辐射;到1937年,格罗特.雷伯修建了世界上第一架9.5米口径的抛物面碟形无线电望远镜......最后到2016年,中国建成500米口径的FAST。</p> <p class="ql-block">图片左上方第一张是欧洲甚长基线干涉网(EVN),1980年由德国、意大利、荷兰、瑞典和英国联合建立。左上方第二张是阿塔卡马大型毫米波/亚亳米波阵,全部建成有66台天线,由美国国家天文台和欧洲南天天文台负责建设,地点在南美洲智利查南托高原。它已于2013年3月13日开始运作。第3张甚大阵综合孔径射电望远镜(VLA),地点在美国新墨西哥州的圣阿古斯丁平原。左下方是中国天眼FAST反射面结构显示,是密密麻麻网孔、通透的三角形金属板。反射面为什么这样设计呢?1.有利于排水;2. 减少风吹时的阻力,以减少变形;3.合共减轻自身重量大约1000吨;4.小孔的直径小于宇宙射电信号的波长,不会令宇宙电波漏掉。</p> <p class="ql-block">美国阿雷西博望远镜,直径为300米,建造于1963年,当时世界上最大的单面口径射电望远镜,地点在美国波多黎各岛的山谷内。当时被列为人类十大工程首位,排在阿波罗登月计划之前。由于它的反射面是一个固定(不能变形)的球面,射电电波从遥远的宇宙深空平行发射过来,信号只能聚焦为一条直线段。因此,它的馈源舱要承担聚焦(为一个点)和接收两大任务,结构比较复杂,重量高达900吨。投入运行的几十年来,它为人类天文学发展,也作出过不少贡献。不过,它已经在2020年12月1日坍塌,完全报废了。</p> <p class="ql-block">中国贵州平塘FAST外观。</p> <p class="ql-block"><b style="color:rgb(237, 35, 8); font-size:20px;">“国之重器"——贵州FAST的用途</b></p><p class="ql-block">它接收灵敏度极高,是美国阿雷西博射电望远镜的2倍,巡行速度是它的10倍。最大的用途之一,是可以发现更多的脉冲星。从2016年9月投入运行,到2021年6月初,它已经发现了340个脉冲星。它的灵敏度有多高?我举两个例子,可能会让大家容易理解一些: 1.据说,全世界所有射电望远镜近70年来,收集到的宇宙信号能量总和,仅仅相当于几个雨滴落到地面的能量;2.中国国家天文台一位副台长形象地比喻,“如果你在(相距地球38.4万公里的)月球上用手机打电话,FAST 也能检测到你的信号! " 还有一个小插曲 : 当 FAST 直径500米的反射球面安装好后,为了测试它聚焦射电信号的效果,科研人员曾经在其焦点位置,安装了一条接收UHF频段的魚骨天线,(即八十年代,我们接收香港电视台的天线),竟然可以接收到距离地球6500光年的蟹状星云的信号。它令科研人员兴奋不已,也信心倍增。</p> <p class="ql-block">脉冲星的观测研究不仅具有重要的物理意义,而且具有重要应用价值。我们都知道,在地球上,无论是在天空中飞行的飞机,还是海洋中航行的轮船,甚至是每天数以千万计、在地面上行驶的各类汽车...... 都必须要依靠人造卫星定位。但在星际航行,尤其是宇宙深空航行时,在地球上空的人造卫星就失去作用了。而脉冲星由于具有短而稳定的脉冲周期,在时间精度上,比目前最精确的铯原子钟要精确100倍~1000万倍;也由于脉冲星普遍都距离太阳系(地球)非常遥远,因此,基于三角测距和多普勒效应原理,在深空自主导航等方面,具有重要的应用前景。</p> <p class="ql-block">宇宙演化简史:由大爆炸,到普朗克时期、暴胀时期,再到夸克时期......</p> <p class="ql-block">大爆炸:时间、空间、能量和物质都诞生于137亿年前的宇宙大爆炸。最初的宇宙极为致密且高温,只有能量,在不到一秒的时间内,大量粒子随着宇宙的降温而涌现出来。</p> <p class="ql-block">普朗克时期:没有任何物理理论能够描述宇宙在这段时间内经历的事情。普朗克时间:5.39x10的—44次方(秒)。普朗克长度:1.61ⅹ10的—35次方m(米)。宇宙在普朗克时间时,温度相当高,约为10的32次方K,而我们已知的太阳表面温度不过才6000K。普朗克时间和普朗克长度,是人类目前为止所能够量度的最小时空。如果比这时空更小,就超出了人类的认识极限。</p> <p class="ql-block">暴胀时期:宇宙从一个质子的十亿分之一膨胀到足球场大小。暴胀的效果就像吹起了一个气球——表面在膨胀之后变得光滑而平坦了。</p> <p class="ql-block">夸克时期:又称为弱电时期。大量的夸克—反夸克对从能量中产生,又重新湮灭为能量。胶子等粒子也在此时出现了。</p> <p class="ql-block">弱电力分离:弱电力分化为电磁力和弱相互作用力。</p> <p class="ql-block">强子时期:宇宙逐渐冷却下来,夸克和反夸克能够各自结合,形成称为“强子"的粒子,包括重子(质子和中子)、反重子和介子。</p> <p class="ql-block">轻子时期:轻子(电子、中微子和它们的反粒子)数量多。在此阶段结束时,正电子会和电子湮灭。</p> <p class="ql-block">核合成时期:随着宇宙的冷却,中子逐渐变成质子。当中子和质子的数量比达到1:7时,中子和质子会结合形成氢核。现有的氢原子中的98%都是在此时形成的。</p> <p class="ql-block">宇宙的温度下降到2700K,质子和原子开始捕获电子,大部分电子被束缚在原子中,无法再散射光子。光子开始以辐射的形式在宇宙中传播,自由穿行,宇宙从此变得透明。这些最初的光子,如今红移到微波波段,就是今天我们探测到的宇宙微波背景辐射。</p> <p class="ql-block">这是宇宙起源部份。黑暗时期:这时的宇宙没有恒星,只有氢、氦以及少量的轻核,如锂等,在引力作用下,暗物质坍缩成暗物质晕,大质量的晕中,开始形成第一代恒星。这些恒星发出的光,电离周围的气体。至此,黑暗时代进入尾声,直到宇宙被再电离。现有的天文观测,可以看到黑暗时期之前的宇宙(微波背景辐射),和黑暗时期之后的宇宙(高红移的恒星、星系、类星体),但未能观测到黑暗时期的宇宙。只能通过其它数据(比如CMBR)重建这段时间的历史。</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">星系的形成,有两种理论 : 一种是“自上而下"理论,认为星系是由大块物质云不断并合形成的,最终物质的密度足够大,使得恒星得以在其中形成;另一种是“自下而上”模型,即物质首先形成小尺度的结构,然后逐渐并合,最终形成大尺度的结构——星系。目前认为后者的理论似乎是正确的。星系的形成是由于运动速度较低的冷暗物质驱动的。大爆炸后不久,冷暗物质聚集在一起,吸引了正常物质,形成了不规则的原星系,然后发展成为星系。</p> <p class="ql-block">太阳系的形成:距今46亿年前,一片庞大的气体尘埃云(太阳星云)中,诞生了太阳系。太阳系形成的6个阶段:太阳星云的形成、原太阳的形成、环带和星子、岩质行星、气态巨行星、遗留的残骸。</p> <p class="ql-block">BLACK HOLE (黑洞):时空弯曲的神秘漩涡。黑洞是宇宙中最奇特的天体。它的引力特别强,它的逃逸速度大于光速,也就是说,连光子都无法逃脱它的引力束缚。因此这个天体看起来是黑的,我们就叫它为“黑洞"。严格来说,黑洞是美国近代最著名的物理学家——爱因斯坦广义相对论预言的产物。它的构造很简单,近似足球形,中心是一个奇点,黑洞的边界称为“视界"。黑洞的奇异特质:强引力场会导致两个奇异的时空特性,一是空间会变成弯曲的,二是时间的流逝会变慢。根据相对论,时间和空间是联系在一起的。时间的流逝,对于不同引力场中的观测者是不同的。对于宇航员本人,他发现自己“顺利”通过黑洞视界。但对于我们,会发现 宇航员在接近黑洞视界时,停留在视界上,像是被冻结了。 年青读书时,对爱因斯坦的广义相对论有点兴趣,但总觉得很抽象,较难理解。但看到上面的举例,就清晰多了。 </p> <p class="ql-block">恒星质量黑洞的引力辐射一般认为来源于双星系统的旋近—合並—自转减缓这一系列过程。当黑洞双星的距离逐渐拉近,黑洞掉入彼此的视界之内,双星从旋近态向合並态转变。 图中的画面是,美国宇航局NASA超级计算机模拟得到的黑洞双星开始合並的情形。</p> <p class="ql-block">现代天文学的主流观点——宇宙起源于大约137亿年前,一个质点的大爆炸。而引力波自诞生起,在宇宙中的传播至今几乎没有衰减或散射,宇宙微波背景辐射揭示了大爆炸后10万年的宇宙状况。对这种引力随机背景辐射的观测,是引力波天文学最重要的课题之一。</p> <p class="ql-block">能够辐射可观测量级引力波的密近双星系统,包括白矮星、中子星和黑洞等致密恒星组成的双星系统。双星系统的引力辐射过程分为旋近、合並、自转减缓三相。</p> <p class="ql-block">脉冲星:对于一颗独立自转的中子星(脉冲星)而言,要成为引力波射源,其质量(或质量流)分布必须存在不对称性。不对称性的来源机制是恒星吸积导致的不对称性。 图片中,蟹状星云中心附近存在一颗年轻的脉冲星 PSRJO534+2200</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">恒星的一生:小质量恒星(0.5~3.4倍太阳质量);星云—原恒星—主序星—红巨星—行星状星云—白矮星—黑矮星;大质量恒星(大于5倍太阳质量);星云—原恒星—主序星—红超巨星—超新星—中子星(大于1.44倍,但小于3.2倍太阳质量);星云—原恒星—主序星—红超巨星—超新星—黑洞(超过3.2倍太阳质量)。</p> <p class="ql-block">晚期恒星(红巨星 红超巨星)</p> <p class="ql-block">褐矮星是一类质量小于恒星的质量下限——即0.08M⊙的天体。天体的质量只有达到该质量下限,才能维持内部氢聚变。</p> <p class="ql-block">恒星的分类:按温度和光谱分类:O型——淡蓝色恒星 40000—25000K;B型——蓝白色恒星 25000—12000K;A型——白色恒星 11500—7700K;F型——金白色恒星 7600—6100K;G型——黄色恒星 6000—5000K;K型——橙色恒星 4900—3700K;M型——橙红色恒星 3600—2600K。按光度分类:l:超巨星;ll:亮巨星;Ⅲ:巨星;IV: 亚巨星;V : 主序星;VI :亚矮星;VII : 褐矮星。</p> <p class="ql-block">这是用光影模拟的“黑洞”模型。当你走进去后,会看到"星际探索号"中国飞船和中国宇航员在月球漫步的场景。</p> <p class="ql-block">这是二楼展厅:关于外星人的十大神秘猜想:1. 外星人可能存在,但接触对人不利。在系列纪录片《跟随斯蒂芬.霍金进入宇宙》中,霍金认为外星人存在的可能性很大,但人类不应该主动寻找他们,应尽一切努力避免与他们接触。2. 25年内人类能找到外星人 。 外星人是否真实存在,始终是个谜题。依据当前科学技术的发展,科学家很有可能在未来几十年或者25年内,就能发现外星人存在的迹象。3.科学家称外星人可能正向人类发送短消息。 科学家相信我们可以听见外星人的声音。可能连外星人都在使用推特,他们可能在过去的十年,一直在向我们发推特消息,然而被我们全忽视了。 </p> <p class="ql-block">9. 看看霍金想象中外星生物形态——这是他想象的外星食草动物的近照,它用像真空吸尘器一样的大嘴巴,从石缝中吸食简单的植物。10. 外星生命早已定居地球?据美联社报道,过去的50年间,科学家一直都在仰望夭空,仔细搜寻来自外太空的无线电信号,希望能找到外星生命的迹象。人们完全有理由相信,外星人可能就潜伏在我们周围,甚至有可能就在你我身边。</p> <p class="ql-block">FAST观测体验,要另外收费30元/人。</p> <p class="ql-block">二楼的半球型环幕影院直径为15米,内设80个座位,每半小时播映一次。12台电影放映机均匀分布在半球体的水平横切面上,由计算机控制,同步播放,迭加成一幅幅完整的电影画面;伴随着立体声效果。空间感很强,观众犹如在地球表面,360度全方位仰望星空。</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">整个影片播放时长大约20分钟,内容是太阳系八大行星的演变。</p> <p class="ql-block">相信很多人都知道,天文学史上,非常著名的两个学说 : 地心说、日心说。地心说由古希腊学者欧多克斯提出,然后经亚里士多德、托勒密进一步发展而逐渐建立和完善起来。托勒密认为,地球处于宇宙中心静止不动。从地球向外依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星,在各自的轨道上,绕地球运转(图片中,左下方的模型)。日心说是由波兰天文学家哥白尼在1543年发表的《天体运行论》中提出的。他认为,地球不是宇宙的中心,而是一颗普通行星,太阳才是宇宙的中心,行星都绕太阳运转(图片中,右下方的模型)。哥白尼是欧洲文艺复兴时期波兰著名的天文学家、数学家、神父、教会法学博士。传说中,他因为提出了日心说,违背了当年教会的权威,被教会处以“火刑” 烧死。不过,后来历史上又说他是病逝的。</p> <p class="ql-block">读日晷,说时间。在古代,人们是怎么知道时间的呢?聪明的先人发明了很多计时工具,有沙漏、水漏、日晷、燃香等。日晷就是其中的一种,利用太阳的投影方向,来测定並划分时刻。</p> <p class="ql-block">看到这个日晷,不由得想起,2020年春节期间去印度旅行时,在著名的旅游城市斋浦尔游览世界文化遗产——1901年建立的简塔.曼特古天文台。当时,印度人也是用日晷计时。在现场,有些西方游客在对时。我自己也用手表核对了几次,误差大概为40分钟。不过,在100多年前,这样的计时精度还算可以了。</p> <p class="ql-block">最大的广场上,旁边有多个刻有科普知识的石块。这块是天文射电望远镜简介:射电望远镜是指观测和研究来自天体的射电波的基本设备,可以测量天体射电的强度、频谱及偏振等量。包括收集射电波的定向天线,放大射电信号的高灵敏度接收机,信息记录、处理和显示系统等。射电天文所研究的对象,有太阳那样强的连续谱射电源,有辐射很强但极其遥远因而角径很小的天体微波激射源等。射电望远镜是主要接收天体射电波段辐射的望远镜。它的外形差别很大,有固定在地面的单一口径的球面射电望远镜,有能够全部转动的类似卫星接收天线的射电望远镜,有射电望远镜阵列,还有金属制成的射电望远镜。</p> <p class="ql-block">宇宙之眼广场</p> <p class="ql-block">路灯也很有特色</p> <p class="ql-block">在游览区内,配套有酒店。如果时间充裕,在这住上一晚,会更好。</p> <p class="ql-block">中小学生来此研学,夏令营、冬令营...,还能得到一张由中国天眼科普教育研学基地颁发的证书。</p> <p class="ql-block">南仁东1963年就读于清华大学,于中国科学院研究生院获硕士、博士学位;后在日本国立天文台任客座教授。1982年回国,进入中国科学院北京天文台工作。1994年起,一直负责FAST的选址、预研究、立项、可行性研究及初步设计。作为FAST项目首席科学家、总工程师,(顺便说一下,如此重大的基础科研项目,同时兼任首席科学家和总工程师的人,在世界上是不多的) 负责编订FAST科学目标,全面指导该项目工程建设,並主持攻克了索疲劳(这项技术后来普遍应用在大量的桥梁拉索上)、动光缆等一系列技术难题。2016年9月25日,其主持的FAST落成启用。南仁东先生去世后,政府建造了南仁东事迹馆。专程来参观FAST,一定要进去看看。</p> <p class="ql-block"><b style="color:rgb(237, 35, 8);">时代楷模——天眼巨匠南仁东事迹展</b></p><p class="ql-block">主办单位: 中共中央宣传部宣传教育局、中国科学院科学传播局、科技部办公厅、中国科学技术协会调研宣传部。</p> <p class="ql-block">创造:南仁东说:“FAST建成后比任何现有的望远镜灵敏度都高,一个性能超过世界上所有其它设备的望远镜,我不信会没有它能做的独特科学!”,“没有现成的,我们就自己搞!"。</p> <p class="ql-block">奋斗:十多年来,他身体力行、精益求精,瘦弱的身驱总是顽强地坚守在FAST研制建设的第一线。他以坚毅执者、严谨求实的科学态度和对美的极致追求,带领FAST团队为远望深空的梦想而不懈奋斗。他说,“我不是一个战略大师,我是一个战术型的老工人",“ 如果FAST有一点瑕疵,我们对不起国家和整个贵州省人民"。</p> <p class="ql-block">团结:发扬团结精神,他凝聚了FAST团队,近百人同心同德,FAST成功实现了科学与艺术的完美交融。发扬团结精神,他成就了FAST工程,数千人同心同向,FAST充分再现了社会主义协同创新的优越性。</p> <p class="ql-block">梦想:上世纪九十年代,他怀着回报民族的赤诚和描绘宇宙的初心,毅然从日本天文台回国,投身于建设世界科技强国的洪流中。他以毕生的努力,践行忠于祖国、奉献人民的爱国情怀,将生命中最绚丽的篇章,大写在FAST的梦想里。</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block"><b style="color:rgb(237, 35, 8); font-size:20px;">FAST的三大自主创新</b></p><p class="ql-block">1. 地球上独一无二的最佳选址——天然喀斯特洼地。经过7年多实地考察,在全国300多个预选地点,最后选定平塘大窝凼,使土建工程量最少。FAST 下方,还建造了复杂的排水系统,排水沟宽2米,越野车也可以顺畅通行。正是这样优良的排水条件,即使是碰到下大暴雨的极端天气,也可以快速地把雨水,排泄到地势更低的山谷中,不会浸泡到FAST。而且,半球面的天线可以做到口径500米。2.主动反射面技术 : 目前世界上唯一的、能在追踪、接收目标的射电信号时,通过控制系统,可以自动把半球面4000多块反射板的大部分,瞬时变形组成抛物面,使信号集中反射到焦点,保证信号强度达到最大值。3. 轻型索馈源支撑 : FAST 的核心设备——馈源舱,重量30吨,仅为美国阿雷西博射电望远镜的1/30。由周边6个铁塔的6条钢索牵引着,大约300米长的各条钢索的伸、缩, 用计算机控制,长度偏差仅0.02米。另外,在数量众多的反射板上,还安装了激光测距装置,测量、控制偏差。在接收射电信号时,馈源舱在直径206米的范围之内,自动移动到抛物面的焦点位置,偏差不超过10亳米。</p> <p class="ql-block">可动光缆,被称为FAST的“视神经"。因此,再谈一下“动光缆"技术。华人科学家、2009年诺贝尔物理学奖获得者、“光纤通信之父"高琨研究发明了: 把信息叠加到光信号上,通过光纤(玻璃絲或塑料制成的纤维絲),传输出去,可以确保信号的能量损耗极小,且高保真。近几十年,它得到了广泛的应用。例如,这几年来,我们家里的互联网线,都已经改为光纤入户了。在安装过程中,电信师傅们都会小心翼翼,不能反复弯曲,更不能以死角折弯光纤电缆。否则,光缆就会报废 ! 而FAST的馈源舱,需要把接收到大量、但极其微弱的信号, 传输去地面数据处理系统,就必然使用性能优异的光纤通信方式。但由于馈源舱在使用中,会随着被检测目标的不同,而自动移位,即光缆的长度要不断改变,(在工作状态中一直在运动)。因此,所用的光缆,要经得住长时间的反复弯曲。科学家们做过计算,光缆的弯曲次数大概是13000次/年,而我国最高的军用标准仅为2000次/年;同时,考虑到接收到的信号非常微弱,传输过程中要求损耗极低。当时所有的光缆中,没有任何一款产品,能滿足FAST的使用要求。于是,南仁东他们,与高校、企业合作,花了整整4年时间,攻克了相关技术难题,成功研制出一种48芯的超稳定弯曲可动光缆,突破了10万次弯曲疲劳试验寿命的限制,刷新了世界纪录。同时,该光缆在运动状态下的信号损耗,也仅为我国军用标准的1/4 。 为了纪念南仁东先生,国家天文台把1998年9月25日发现的一颗小行星,命名为“南仁东星"。</p> <p class="ql-block"><b style="color:rgb(237, 35, 8); font-size:20px;">结束语</b></p><p class="ql-block">伟大时代呼唤伟大精神,崇高事业需要榜样引领。从FAST选址到建成的22年中,南仁东为工程的推进、建设和发展呕心沥血、殚精竭虑,身患重疾仍坚持奋斗在第一线,为这一国之重器奉献了终生,无愧于“时代楷模"称号,无愧于“人民科学家"国家荣誉称号。南仁东走了,但他的故事并没有结束,他已经和FAST融为了一体。南仁东和FAST,充分彰显了中华民族伟大的创造精神、奋斗精神、团结精神、梦想精神,鼓舞着人们不忘初心、牢记使命,执着追寻,为实现中华民族伟大复兴继续新征程,建功新时代、展现新作为、创造新业绩。</p> <p class="ql-block">国家授予南仁东先生“人民科学家”荣誉称号;中共中央宣传部授予该馆“全国爱国主义教育示范基地"牌匾。 </p> <p class="ql-block">聳立在前方小山上的 “开启太空之门"雕塑,是不是寓意深远呢?</p> <p class="ql-block">这次探访 “天眼" ,时间虽短,但增长了见识,丰富了天文科普知识,收获颇多。强烈推荐对天文有兴趣的亲友、同学,尤其是中小学生,去现场亲身体验 ! 写在后面——近两、三年,在去各地旅行后,我们先后制作了英国、新西兰、印度和汕头南澳岛、重庆、贵州织金洞等多个美篇,也算是逐渐得心应手了。但着手这辑《贵州——中国天眼(FAST)篇》时,却感到有难度。因为它涉及到普通物理学、普通天文学和射电天文学的很多基本知识。 最后,作为普通天文爱好者的我,还是诚惶诚恐地努力完成了它。由于水平有限,难免有错漏之处,恳请指正。 </p><p class="ql-block">张恒波 2021年6月12日 </p><p class="ql-block">于广东省佛山市顺德区</p>