這幾天，在北京展覽館展出的“奮進(jìn)新時代”主題成就展貴州展區(qū)特色展項——“天眼觀蒼穹”前，經(jīng)過技術(shù)處理的來自宇宙深處的脈沖星聲音吸引了大量觀眾駐足。

“非常震撼！非常奇特！”剛通過耳機(jī)體驗完這個特色展項的北京觀眾封塵羽久久不能平復(fù)心情。他說，“何其有幸能身臨其境地聽到宇宙深處的聲音，非常感謝科研團(tuán)隊和設(shè)計團(tuán)隊的付出，為我們呈現(xiàn)了這場十分精彩的視覺和聽覺盛宴。”

這些令觀眾稱贊不已的脈沖星由被譽(yù)為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）發(fā)現(xiàn)。在貴州平塘縣大山深處，F(xiàn)AST憑借卓越性能和穩(wěn)定運行催生了一系列具有國際影響力的科學(xué)產(chǎn)出，脈沖星發(fā)現(xiàn)正是其中之一。目前，F(xiàn)AST已發(fā)現(xiàn)的脈沖星超過660顆，進(jìn)入成果爆發(fā)期。

從追趕到領(lǐng)先的一次嘗試

2021年春節(jié)前夕，習(xí)近平總書記到貴州視察，在與“中國天眼”團(tuán)隊連線時強(qiáng)調(diào)，全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家，必須堅持科技為先，發(fā)揮科技創(chuàng)新的關(guān)鍵和中堅作用。他指出，以南仁東為代表的一大批科技工作者為此默默工作，無私奉獻(xiàn)，令人感動。

FAST運行和發(fā)展中心常務(wù)副主任、總工程師姜鵬說，F(xiàn)AST工程團(tuán)隊始終牢記習(xí)近平總書記的殷殷囑托，以南仁東先生為榜樣，堅守一線保障FAST高效運行。　　

上世紀(jì)90年代初，以南仁東先生為代表的老一代天文學(xué)家大膽提出設(shè)想，決心在祖國的土地上建一個世界上最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，讓中國天文學(xué)家看到更深遠(yuǎn)的星空。

突破區(qū)域限制是這漫漫征途中要翻越的一座大山。開始選址時，南仁東雖已年近五十，但他不顧勸說，親自踏勘。從1994年到2005年，他帶領(lǐng)團(tuán)隊走遍了貴州大山里的上百個窩凼。一根竹竿、幾粒救心丸、數(shù)雙磨破開裂的鞋，無不記錄了選址的艱辛。

功夫不負(fù)有心人，十余年努力，南仁東終于在亂石密布的喀斯特石山里——平塘縣克度鎮(zhèn)的一處“大窩凼”，選定了FAST建設(shè)地址。

2011年3月，F(xiàn)AST正式開工建設(shè)。不同于世界上已有的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，F(xiàn)AST首創(chuàng)主動變形反射面，可以改變形狀，但對支撐其不斷變換的索網(wǎng)抗疲勞性能要求極高，現(xiàn)有鋼索難堪重任。

為突破這一難題，姜鵬帶領(lǐng)團(tuán)隊用了兩年時間進(jìn)行大規(guī)模的索疲勞試驗，經(jīng)歷近百次失敗后，最終攻克了超高強(qiáng)度、抗反復(fù)拉伸的鋼索技術(shù)，有效支撐了FAST反射面單元的變換，幫助FAST更好地收集和觀測天文信號。

2020年1月11日，歷經(jīng)20多年論證、立項及艱苦建設(shè)后，“中國天眼”通過國家驗收并投入使用，成為具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡。它的投入使用，對我國在科學(xué)前沿實現(xiàn)重大原創(chuàng)突破、加快創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展具有重要意義。

讓人類看到更深遠(yuǎn)的星空

觀測設(shè)備每年運行達(dá)6000個機(jī)時以上、發(fā)現(xiàn)迄今為止唯一一例持續(xù)活躍的重復(fù)快速射電暴FRB20190520B、獲得迄今為止最大的快速射電暴偏振觀測樣本、FAST中性氫譜線測量星際磁場取得重大進(jìn)展……

落成啟用以來，F(xiàn)AST憑借其高靈敏度優(yōu)勢，在快速射電暴、星際介質(zhì)及恒星形成、脈沖星等的發(fā)現(xiàn)和研究上，都取得了實質(zhì)性的突破和代表性的成果，開啟“多出成果、出好成果”階段。

姜鵬說，保障FAST穩(wěn)定運行，“讓中國天文學(xué)家看到更深遠(yuǎn)的星空”，是FAST工程團(tuán)隊的浪漫理想。

最近一段時間，除針對現(xiàn)有設(shè)備存在的不足進(jìn)行優(yōu)化升級外，雷政正在開展促動器、索驅(qū)動等系統(tǒng)智能故障診斷和預(yù)測的相關(guān)技術(shù)和方法研究，以期在現(xiàn)有基礎(chǔ)上盡可能縮短維護(hù)時間，提高望遠(yuǎn)鏡觀測時長，增加科學(xué)產(chǎn)出概率。

作為FAST現(xiàn)場維保組組長，雷政主要負(fù)責(zé)FAST現(xiàn)場維保工作，確保望遠(yuǎn)鏡長期、可靠、穩(wěn)定運行。他說，“FAST目前總體運行良好，但我們不敢有一絲懈怠。只有將望遠(yuǎn)鏡維護(hù)好、運行好，才能多出成果、出好成果，實現(xiàn)科技報國夢。”

為提升FAST觀測效率，F(xiàn)AST運行和發(fā)展中心電子與電氣工程部主任甘恒謙正加快研制新型相控陣饋源接收機(jī)及其關(guān)鍵技術(shù)。他表示，F(xiàn)AST運行和維護(hù)絕不是墨守成規(guī)地日常重復(fù)。

“要把一個巨型設(shè)備維護(hù)好，高效運行的同時擴(kuò)展它的功能、提升它的性能，這要求我們要不斷研制新技術(shù)新方法來升級望遠(yuǎn)鏡。”甘恒謙說，他將以南仁東為代表的老一輩科研工作者為榜樣，勇于創(chuàng)新，把FAST維護(hù)好，產(chǎn)出更多高質(zhì)量的觀測數(shù)據(jù)和重大科學(xué)成果來回饋社會、回饋國家。

與此同時，F(xiàn)AST工程團(tuán)隊也在開展望遠(yuǎn)鏡的選址工作，推動陣列方案落地。并基于脈沖星測試方法，建立自主可控的時間基準(zhǔn)體系，目前已取得了一定的階段性進(jìn)展。

“基于FAST，目前產(chǎn)出高水平論文超過百篇。”姜鵬說，未來將繼續(xù)開展科研攻關(guān)，不斷解決中國射電天文領(lǐng)域的“卡脖子”問題，保持FAST在國際同類設(shè)備核心競爭力，將FAST的巡天效率實現(xiàn)數(shù)量級提升，服務(wù)好國家重大戰(zhàn)略需求。

美麗夜空帶我們跨越平庸

“美麗的宇宙太空，以他的神秘和絢麗，召喚我們踏過平庸，進(jìn)入它無垠的廣袤。”南仁東先生把對浩瀚宇宙的憧憬與渴望，變成了“別人都有自己的大設(shè)備，我們沒有，我想試一試”的創(chuàng)新爭先精神。

這種追逐夢想的堅毅執(zhí)著，正激勵著貴州在天文領(lǐng)域的探索與研究逐漸走向深入，在科技創(chuàng)新的征途上大踏步前進(jìn)。

在貴州大學(xué)省部共建公共大數(shù)據(jù)國家重點實驗室的“天文大數(shù)據(jù)聯(lián)合實驗室”里，科研人員正與第三方合作開展技術(shù)攻關(guān)。這是國家天文臺與貴州大學(xué)合作共建的實驗室，以期破解“中國天眼”面臨的部分難題。

“實驗室將密切關(guān)注天文大數(shù)據(jù)前沿知識和技術(shù)，充分用好‘中國天眼’這一大科學(xué)裝置，推動天文科學(xué)與大數(shù)據(jù)深度融合，助力‘中國天眼’產(chǎn)出更多科研成果。”貴州大學(xué)省部共建公共大數(shù)據(jù)國家重點實驗室主任李少波說，未來實驗室將在脈沖星智能搜索方面進(jìn)行探索性研究。

4臺機(jī)械臂末端扭矩槍自動將螺栓從放置盤上卸下，靈活旋轉(zhuǎn)調(diào)整位置，再精準(zhǔn)安裝至模擬饋源接收機(jī)底部螺紋孔……近日，在貴州航天控制技術(shù)有限公司，隨著技術(shù)人員輸入指令，F(xiàn)AST運維機(jī)器人完成模擬饋源接收機(jī)的安裝和拆卸任務(wù)，標(biāo)志著由貴州造饋源接收機(jī)拆裝搬運機(jī)器人即將進(jìn)入“中國天眼”現(xiàn)場。

“FAST運維機(jī)器人項目于2019年11月立項，是公司與國家天文臺合作的科技部‘智能機(jī)器人’重點專項。”貴州航天控制技術(shù)有限公司機(jī)器人總體部副部長李林說，其研制成功，能夠?qū)崿F(xiàn)高效自動拆裝，極大降低人工勞動強(qiáng)度和設(shè)備損害的風(fēng)險。

“中國天眼”雖身處洼地，卻能捕捉來自遙遠(yuǎn)星系的極微弱信號。以“中國天眼”為引領(lǐng)，貴州科技工作打破長期滯后的局面，實現(xiàn)跨越式發(fā)展。2021年，貴州區(qū)域創(chuàng)新能力居全國第18位，比2015年提高4位；綜合科技創(chuàng)新水平居全國第25位，比2015年提高5位。（袁航）