中国改革报 ：中国“天眼”落成 技术创新世界领先

　　浩瀚星空，广袤苍穹，自古以来寄托着人类的科学憧憬和幻想。11月18日下午，在阔别地球33天后，航天英雄景海鹏、陈冬乘坐的神舟十一号飞船返回舱安全降落。而远在几千公里外的贵州平塘大山深处，克度镇第一小学五年级（1）班的学生王思倩格外关注他们的安危。
　　“亲爱的航天员叔叔：我是贵州大山里的一名小学生，今年在我的家乡建成了世界最大的‘天眼’射电望远镜，你们在太空能看到它吗？我期待，未来有一天，我能自己在中国的空间站看到它。”
　　景海鹏、陈冬在太空中朗读了王思倩这封特别的“家书”，引起了人们的广泛关注。这封来自贵州大山深处的“家书”提到了一个词——“天眼”，当景海鹏、陈冬在地球之外为实现人类冲出地球、走向太空的梦想努力工作时，地球之上，这只99%中国制造的“天眼”正仰望星空，将人类目光延伸到宇宙边缘。

“天眼”的真面目和独门绝技

　　中国“天眼”的学名叫“500米口径球冠状主动反射球面射电望远镜”(英文简称“FAST”)，是国家重大科学工程，建于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县克度镇金科村的大窝凼，是世界最大单口径射电望远镜。她的外形像一口巨大的锅，4450块反射面板铺设在索网上，由坚实的钢架支撑，架在山区的洼地里。FAST由台址、主动反射面系统、馈源支撑系统、测量与控制系统、接收机与终端及观测基地几大部分构成。其中主动反射面是一个口径500米、半径300米的球面，由主体支承结构、促动器、背架结构和反射面板组成。主动变位是FAST反射面的最大特点，通过控制2225个促动器沿径向运动，拉动索网带动反射面在观测方向形成300米口径瞬时抛物面以汇聚电磁波，观测时抛物面随着所观测天体移动而在500米口径球冠上移动，从而实现跟踪观测。它有强大的内网高低压配电、控制网络和安防系统，有活力充沛的“脉络和神经”。它拥有30个标准足球场大的接收面积，天线口径达500米，口径是世界之最。与号称“地面最大的机器”德国波恩100米望远镜相比，其灵敏度提高约10倍；综合性能与美国Arecibo 300米望远镜相比提高约10倍。
　　作为世界第一，“天眼”有着无与伦比的独门绝技。她能接收到137亿光年以外的电磁信号，观测范围可达宇宙边缘，能重现宇宙早期的图像。她能获悉星际之间互动的信息，探索宇宙起源的秘密，同样可以分析和预知宇宙的未来。她能发现外星传来的信号，搜寻可能存在的星外文明。她能寻找和研究宇宙中的脉冲星，现在全世界的望远镜只能发现2500颗，而她如果一年全力以赴地看，发现脉冲星就可以翻倍。她能观测暗物质，测定黑洞质量，与太阳系以外的行星进行通信。
　　“天眼”的设计综合体现了我国高技术创新能力。它将在基础研究众多领域，例如宇宙大尺度物理学、物质深层次结构和规律等方向提供发现和突破的机遇，也将在日地环境研究、国防建设和国家安全等方面发挥不可替代的作用。其建设将推动众多高科技领域的发展，提高原始创新能力、集成创新能力和引进消化吸收再创新能力。可以预测FAST将在未来20年～30年保持世界一流设备的地位，并将吸引国内外一流人才和前沿科研课题，成为国际天文学术交流中心。

支撑中国“天眼”稳定运行

　　9月25日上午，在贵州省平塘县克度镇大窝凼FAST工程建设项目基地，全球最大的500米口径球面射电望远镜落成启用仪式隆重举行。中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司（以下简称“中电工程华北院”）应邀参加了此次落成启动仪式，并荣获“FAST工程建设突出贡献单位”奖。
　　“FAST工程主要是由接收信号的馈源系统和反射信号的抛物面系统组成。馈源系统主要由馈源支撑塔、索驱动、馈源舱、舱停靠平台四部分组成。”中电工程华北院“FAST馈源支撑塔工程”项目经理秦庆芝向记者介绍说，“中电工程华北院作为FAST工程主要参建单位之一，承揽了FAST馈源支撑塔方案设计和优化、施工图设计、制造和安装工程咨询服务等多项合同，包括馈源支撑塔、塔基础、附属设施、防雷接地等工作。”
　　记者了解到，馈源支撑塔的设计不同于输电铁塔和建筑结构塔，它承载着用来接收宇宙外来信号的装置系统——馈源舱的安放工作，并且对刚度、精度、功能等方面要求极高，那么该院是如何出色完成此次任务的呢？
　　“馈源支撑塔是世界最大单口径射电望远镜馈源舱的支撑结构塔，刚度、精度、功能及特殊要求高，没有可参考和活用的资料。”面对记者的疑问，秦庆芝介绍说，在陡峭山地喀斯特洼地独特地形地貌条件、陡崖较多林木茂盛选择立塔位置难度很大，塔顶设备层平台连接索驱动设备，构造及节点设计复杂，洼地喀斯特地质及岩石节理裂隙较发育、块石堆积体等不良地质，基础设计困难重重。
　　面对从未遇到的难题，中电工程华北院人遇难则强。2009年9月始至2011年，国家天文台FAST项目研究人员和该院设计人员共同组成现场踏勘组，多次到塔位现场进行塔位选择和优化定位，针对陡崖区危岩较多、洼地地下岩溶洞隙、岩石节理裂隙较发育、块石堆积体等不良地质条件，主要对6个馈源支撑塔周围的地形、地貌、地层岩性和边坡稳定性做了现场调查和分析，评价立塔条件和优化确定塔位及逐个塔腿的定位。经过数次现场考察、数据分析，以及反复计算,在顺14°、顺18°、顺20°、顺23°、顺30°、逆8°等多方案的立塔可行性及经济技术比较后，确定14°方案为塔址定位优化方案。
　　“同时，我们依据6基塔位不同地形、地貌特点，馈源支撑塔采用了全方位长短腿设计，最长腿高度30米，基础设计中采用高低主柱，主柱高度达到9米；钢管塔和基础采用全方位长短腿和高低主柱基础相结合；依据洼地自然地形地貌特点，有效减少了塔基面和山体岩石开方工程量，保护周围林木植被和自然地形地貌环境，降低工程建设投资，经济效益和社会效益显著。”秦庆芝介绍说，而支持“天眼”核心结构馈源舱的馈源塔则可以抗6级地震，设计风速为50年一遇。
　　（《中国改革报》11月28日能源）