“國之重器”FAST

FAST簡介：

500米口徑球面射電望遠鏡（Five hundred meter Aperture Spherical radio Telescope）英文簡稱是FAST，是目前世界第一大單口徑射電望遠鏡。

FAST主動反射面是由8895根鋼索和4450個反射單元組成的球冠型索膜結(jié)構(gòu)，口徑約500米，通過主動控制可在觀測方向形成300米口徑瞬時拋物面。采用光機電一體化的索支撐輕型饋源平臺，加之饋源艙內(nèi)的二次調(diào)整裝置，在饋源與反射面之間無剛性連接的情況下，能實現(xiàn)高精度的指向跟蹤。理論上說，F(xiàn)AST能接收到137億光年以外的電磁信號，這個距離接近于宇宙的邊緣。FAST與號稱“地面最大的機器”的德國波恩100米望遠鏡相比，靈敏度提高約10倍；與排在阿波羅登月之前、被評為人類20世紀十大工程之首的美國阿雷西博300米望遠鏡相比，其綜合性能提高約2.25倍。

FAST建設(shè)大事記：

1994年，F(xiàn)AST選址工作啟動，開始了歷時十余年的預(yù)研究。最終選定貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣克度鎮(zhèn)金科村大窩凼洼地作為FAST臺址。

2011年3月5日，F(xiàn)AST臺址開挖工程啟動。

2012年12月，F(xiàn)AST臺址開挖主體工程完工。

2013年12月31日，順利完成了鋼結(jié)構(gòu)主動反射面環(huán)形支撐圈梁制造與安裝，實現(xiàn)了合攏。

2014年3月15日，饋源支撐塔開始安裝，11月30日竣工。

2014年7月17日，反射面索網(wǎng)安裝開始，2015年2月4日完成安裝工作。

2015年8月2日，安裝第一塊單元反射面板。

2015年11月21日，500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）的核心部件“饋源艙”進行首次升艙實驗，這標志著整個工程即將進入尾聲。

2016年7月3日，最后一塊反射面板安裝完成，標志著世界最大的射電望遠鏡主體工程全面完工。

2016年9月25日，F(xiàn)AST工程竣工。

三大自主創(chuàng)新：

1.利用獨一無二的貴州天然喀斯特洼地作為臺址

“大窩凼”的球形洼地與FAST的球面設(shè)計十分貼合，這使得工程的土石方開挖量從平地狀態(tài)的3000萬方銳減到只有54萬方，工程開挖量最?。弧按蟾C凼”的喀斯特地質(zhì)條件可以保障雨水向地下泄流，不在表面淤積而損壞望遠鏡；“大窩凼”周圍矗立著5座山峰，附近5千米半徑之內(nèi)沒有一個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，是屏蔽外界電波干擾的環(huán)境理想。

2.應(yīng)用主動反射面技術(shù)在地面改正球差

總面積達25萬平方米的反射面看起來像一口超級“大鍋”，總長度超過1.5千米的鋼圈梁，將上萬根鋼索牢牢固定住，索網(wǎng)結(jié)構(gòu)上共有4450塊長約11米的三角形反射面板，每塊反射面的背后都有鋼索牽拉，可以隨著天體的移動來調(diào)整瞬時拋物面的方向，饋源艙也隨之一起運動，采集反饋信息。

3.輕型索拖動饋源支撐將萬噸平臺降至幾十噸

球面周圍有6座最高達168米的支撐塔，通過6條鋼索將30噸重的饋源艙緩緩拉升，懸吊在巨大球面的中心。所采用的光機電一體化技術(shù)，創(chuàng)新性地提出了輕型索支撐饋源平臺，并使用并聯(lián)機器人進行二次精調(diào)，實現(xiàn)高精度指向追蹤。通過卷揚機收放鋼索，可以驅(qū)動饋源艙在一個距離地面高140米至180米、直徑為207米的球冠面上運動，最大定位精度將小于10毫米。

四大應(yīng)用價值：

1.在國家重大需求方面有重要價值

FAST把中國空間測控能力由地球同步軌道延伸至太陽系外緣，將深空通訊數(shù)據(jù)下行速率提高100倍。脈沖星到達時間測量精度由120納秒可提高至30納秒，成為國際上最精確的脈沖星計時陣，為自主導(dǎo)航這一前瞻性研究制作脈沖量鐘。

2.尋找宇宙天體

FAST作為一個多學科基礎(chǔ)研究平臺，有能力將中性氫觀測延伸至宇宙邊緣，觀測暗物質(zhì)和暗能量，尋找第一代天體，研究極端狀態(tài)下物質(zhì)結(jié)構(gòu)與物理規(guī)律；有希望發(fā)現(xiàn)奇異星和夸克星物質(zhì)；發(fā)現(xiàn)中子星——黑洞雙星；無需依賴模型精確測定黑洞質(zhì)量；可用于搜尋識別可能的星際通訊信號，尋找地外文明等。

3.展示貴州國際天文學術(shù)中心的形象窗口

有了FAST，邊緣閉塞的黔南喀斯特山區(qū)將變成世人矚目的國際天文學術(shù)中心，成為把貴州展現(xiàn)給世界的新窗口。以FAST為主體的天文科普基地將推進我國西部、甚至全國的科普工作，為科教興國的長遠戰(zhàn)略目標服務(wù)。

4.拉動貴州經(jīng)濟發(fā)展和社會繁榮

FAST建成后還將作為SKA（平方公里陣列射電望遠鏡）的先導(dǎo)單元。FAST建在貴州，將會對我國西南貧困山區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和社會繁榮產(chǎn)生不可估量的影響，為國家西部開發(fā)戰(zhàn)略貢獻力量。