被譽為“中國天眼”的五百米口徑球面射電望遠鏡(FAST)。 (中國科學院國家天文臺供圖)
貴州省平塘縣群山深處,五百米口徑球面射電望遠鏡靜靜臥在喀斯特洼地的懷抱裏,銀色的反射面如同大地睜開的眼眸,將人類“視界”延伸到百億光年外。
7月8日,“五百米口徑球面射電望遠鏡(FAST)項目”榮獲2025年度國家科學技術進步獎一等獎,中國科學院國家天文臺副臺長、FAST運行和發展中心主任兼總工程師姜鵬代表團隊在人民大會堂領取這一份沉甸甸的榮譽。
FAST是我國自主設計建造,目前世界最大、最靈敏的單口徑射電望遠鏡。從1994年首次提出構想,到如今穩定捕捉來自宇宙深處的微弱信號,這條跨越30餘年的“問天路”,是幾代中國科研人用青春和熱血鋪就的自立自強之路。
“這個獎對我們來説分量很重。”姜鵬在接受記者採訪時表示,“團隊用了22年時間,把外界眼中‘空中樓閣’變成了現實中的大科學裝置,過程非常艱難。這不僅是FAST團隊的勝利,更是新型舉國體制在基礎研究領域的一次成功實踐。”
破壁——
勇闖無人區,啃下技術“硬骨頭”
1994年,以南仁東先生為代表的中國天文學家提出建設一個世界上最大的單口徑球面射電望遠鏡的構想,希望讓中國天文學家看到更深遠的星空。
彼時,中國在該領域的最大射電望遠鏡口徑僅為25米。
跨越五百米口徑的技術鴻溝,每一項核心技術都處在全球“無人區”。
2011年3月,FAST正式開建。擺在團隊面前最難啃的“硬骨頭”,是研製特種需求的鋼索編織一張巨型索網,支撐起五百米口徑的反射面,並保證其在極其嚴苛工況下30年安全穩定運行。“FAST要求鋼索疲勞強度達到500兆帕、經受200萬次彎曲,是當時常用斜拉橋鋼索指標的2.5倍,國內尚無先例。”姜鵬説。
面對這一世界級難題,姜鵬帶領團隊開啟了長達兩年的索疲勞試驗攻堅戰。近百次失敗後,他們終於研製出超高耐疲勞特種鋼索,將中國相關工藝標準對標到世界前沿。
“我們不怕做不到,更多的是怕想不到。我們能走到今天,可以説足夠努力,也足夠幸運,把該想到的問題都想到了。”姜鵬坦言,項目容錯率極低,任何一處疏漏都可能讓所有努力付之東流。
2017年8月27日下午,FAST迎來決定性的時刻——第一次實現整體聯調,目標是讓整套系統完成對蟹狀星雲的持續跟蹤觀測。
“測試前,我給同事發消息説‘下午就要實現連續跟蹤’,收到的回復是‘你可能太樂觀了吧’。”姜鵬回憶:“當時,沒幾個人相信我們能做到。”
當穩定信號出現在螢幕上時,姜鵬第一時間把這個消息發給已經臥病在床的南仁東先生。“那時候南老師的身體其實已經很虛弱了,但他還是非常高興地回了信息。我想,那時我們解決了他心裏最擔心的一件事。半個月後,他就離開了我們。”
“當時真正致命的難點,就是望遠鏡能不能按照預期實現整體聯動,這是大家最懷疑的一件事情。”姜鵬表示,只有把前面能不能成的問題解決了,後面才談得上性能夠不夠好的問題。
領跑——
掌握話語權,實現從追趕到引領
“天文的浪漫背後是極其殘酷的競爭,第一個看見是發現,第二個只能做驗證。”姜鵬表示,天文屬於發現型基礎科學,科學界只認可首個發現者,第一和第二有著天壤之別。
正是這種“殘酷”,倒逼FAST不斷追求極致性能,用一個個具有國際影響力的重大原創成果,實現中國射電天文研究從跟跑到領跑的跨越。
運行至今,FAST已發現脈衝星近1300顆,是同一時期全球其他望遠鏡發現脈衝星總量的總和;成功捕捉到軌道週期最短的脈衝雙星系統,填補了雙星演化理論的關鍵缺失環節;在納赫茲引力波探測中産出了當前最高置信度的觀測成果;近5年在快速射電暴研究領域的高水準成果佔全球近五成。
比成果更深刻的,是中國天文學家的“位置”之變。過去,中國天文學家要排隊申請國外望遠鏡的觀測時間。如今,全球科學家排隊申請FAST的觀測時間,中國天文學家第一次從“申請機時”變成“分配機時”,從“使用別人數據”轉變為“提供原創數據”。
這份底氣的背後,是核心技術的完全自主創新。目前,FAST關鍵器件促動器已全面實現國産化;最早從國外進口、懸挂饋源艙的6根鋼絲繩,也完成了國産化替代。
“這些成果聽起來只是一句話,背後卻是團隊數年艱苦攻堅。”姜鵬説,器件國産化不只是保障FAST穩定安全運行,更帶動國內相關産業技術升級。
作為一個匯聚100余家頂尖科研院所、高校和龍頭企業的超級項目,FAST成功的背後,是新型舉國體制優勢的充分彰顯。
姜鵬把這套經驗總結為“小核心,大週邊”。
“我們搭建了精幹的小核心專職團隊,全程把控核心技術;但光靠小核心,不可能包攬全部工程環節。”姜鵬解釋,核心團隊必須把索網結構、控制系統、接收機等所有關鍵技術完全吃透,做到能在不同合作企業裏快速複製落地,避免出現某項技術只有一家企業能做的情況,這和行業被國外技術“卡脖子”是同一個道理。
在姜鵬看來,這套模式既保證了核心技術100%自主可控,又最大程度整合了全國頂尖的科研資源,在攻克世界級難題的同時,帶動了國內整個高端裝備製造産業鏈的技術升級。
共生——
山水托舉重器,天眼賦能群山
FAST的成功,離不開貴州這片土地的深情托舉。
“支持非常多。”姜鵬回憶説,“南老師經常跟我提起,當年選臺址的時候,村民自發修了一條通往臺址的路,這件事南老師一直特別感動。包括當年國際專家來實地考察選址,群眾載歌載舞熱情迎接,外國專家還開玩笑説,這是在他們國家只有總統才能享受的待遇。”
為守護FAST的“聽力”,貴州立法劃定以FAST臺址為中心、半徑為30公里的電磁波寧靜區。姜鵬説,貴州還布設防雹炮保護反射面免受冰雹損壞,協調穩定供電、支持FAST工程建設、完善科研配套政策、解決駐場人員子女入學等生活難題,“各方面的保障舉措,幫我們解決了大量後顧之憂。”
如今,來自這片土地的深情,得到了最溫暖的回應。“FAST與貴州雙向奔赴、互利共贏。”姜鵬説,“我們利用貴州獨特的地貌、適宜的電磁環境等特點實現了我國射電天文質的飛躍,把中國科學家第一次推到人類視野的最前沿。同時又帶動了貴州科技、教育、旅遊産業等的發展。”
在FAST引領下,貴州科技事業實現大步跨越,“十四五”時期,全省綜合科技創新水準指數提升至54.64%,躋身全國“第二梯隊”。平塘縣克度鎮從深山小鎮蛻變為國際化的天文科學交流中心和科普基地,越來越多的人慕名而來,在這裡感受大國重器的科技魅力,解鎖宇宙奧秘。
“我們希望FAST不只是推動科學前沿突破,更能最大化國家投入的綜合效益,持續賦能地方發展。”姜鵬説,FAST是一台性價比極高的大科學裝置。
FAST與貴州的故事仍在繼續。貴州“十五五”規劃明確支持FAST二期工程建設。
受限于單口徑望遠鏡觀測局限,FAST目前空間解析度尚無法與光學望遠鏡媲美,但其無與倫比的靈敏度,全球其他望遠鏡望塵莫及。目前,FAST二期項目正在申請國家層面立項支持。
“預計2030年前後建成,建成後解析度將提升200倍,靈敏度再提升兩倍。”姜鵬説,“我們有充足信心,讓中國在射電天文領域長期保持全球領先地位。”
夜幕降臨,大窩凼的夜空繁星點點。那只巨大的“天眼”靜靜臥在山巒間,持續見證中國科技的跨越式發展,也將繼續守望人類,向著更深、更遠的宇宙,一往無前。(貴州日報天眼新聞記者 袁航)
1、“國際在線”由中國國際廣播電台主辦。經中國國際廣播電台授權,國廣國際在線網絡(北京)有限公司獨家負責“國際在線”網站的市場經營。
2、凡本網註明“來源:國際在線”的所有信息內容,未經書面授權,任何單位及個人不得轉載、摘編、複製或利用其他方式使用。
3、“國際在線”自有版權信息(包括但不限于“國際在線專稿”、“國際在線消息”、“國際在線XX消息”“國際在線報道”“國際在線XX報道”等信息內容,但明確標注為第三方版權的內容除外)均由國廣國際在線網絡(北京)有限公司統一管理和銷售。
已取得國廣國際在線網絡(北京)有限公司使用授權的被授權人,應嚴格在授權範圍內使用,不得超範圍使用,使用時應註明“來源:國際在線”。違反上述聲明者,本網將追究其相關法律責任。
任何未與國廣國際在線網絡(北京)有限公司簽訂相關協議或未取得授權書的公司、媒體、網站和個人均無權銷售、使用“國際在線”網站的自有版權信息産品。否則,國廣國際在線網絡(北京)有限公司將採取法律手段維護合法權益,因此産生的損失及為此所花費的全部費用(包括但不限于律師費、訴訟費、差旅費、公證費等)全部由侵權方承擔。
4、凡本網註明“來源:XXX(非國際在線)”的作品,均轉載自其它媒體,轉載目的在於傳遞更多信息,豐富網絡文化,此類稿件並不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
5、如因作品內容、版權和其他問題需要與本網聯繫的,請在該事由發生之日起30日內進行。