FAST：既能仰望星空，又能融入産業

對於中國天文學界來説，2016年9月25日必定要永載史冊——世界上最大口徑射電望遠鏡FAST（500米口徑球面射電望遠鏡）在我國貴州平塘縣大窩凼正式建成啟用。

這曾是一代天文學人的夢想。

1994年底，北京天文臺（現國家天文臺）牽頭20所院校，提出建設“喀斯特工程”。他們從中國西南無數個喀斯特地貌的凹坑中，選中了大窩凼。2011年3月，FAST正式開工建設。

5年半的日日夜夜，建造了世界射電望遠鏡之最，一個天文“大鍋”在貴州的山窩窩里落成。

FAST把覆蓋30個足球場大小的信號，聚集在藥片大小的空間裏。500米的結構，要實現毫米級精度，是天文學家從未做過的。

這是一項精細的工程。

確保鋼結構不變形就是一大挑戰。由於熱脹冷縮，夏天大鍋邊框會比冬天外移30厘米。1.6公里長的巨大邊框並不固定，而是“擱”在鋼架上，它與鋼架的接觸面是一層平滑材料。這樣即使邊框漲縮，鋼架也不會傾斜。

大鍋呈現標準的球形，在工作時需要變形，以便在適當的位置形成300米直徑的拋物面，聚焦信號。有了FAST，人類的視野將更加遼闊。理論上説，它能接收到137億光年以外的電磁信號，這個距離接近於宇宙的邊緣。

大科學工程在推動我國科學事業進步的同時，往往也能促進高科技産業的發展。

FAST大鍋上方懸空的饋源艙，由鍋外的6個支撐塔通過鋼索共同拉起。6條400多米的鋼索拉起饋源艙，移動範圍達200米，還有精度要求。這些鋼索頻繁地拉拽，需要超高的耐疲勞強度。經過科研人員和國內企業共同攻關，實現了鋼索強度500兆帕、200萬彎曲次數的設計要求，而此前我國一般鋼索僅為200兆帕、200萬次彎曲的水平。這樣的鋼索用到我國的鋼索斜拉橋上，將會大幅提升橋梁的質量。

懸空的饋源艙需要不斷調整位置，拽著它的鋼索就需要不斷地拉伸，附著在鋼索上的信號光纜也要不斷拉伸。以前國內對光纖彎曲的要求一般幾十次就可以了，而FAST工程要求光纖5年抗彎曲疲勞要達到6.6萬次。FAST工程團隊與科研單位和企業合作攻關，歷經4年，終於製造出了突破10萬次彎曲疲勞壽命的48芯動光纜，同時讓信號衰減達到最低，刷新了世界紀錄。

FAST作為最靈敏的單口徑射電望遠鏡，極易受到電磁干擾，包括望遠鏡自身電氣和電子設備的干擾。早在FAST動工之前，科學家就開始考慮對望遠鏡做電磁兼容設計，以減少自身的干擾。“比如饋源艙，我們採用雙層屏蔽的手段，達到了160dB的屏蔽效果。而國家標準最高屏蔽效能為120dB。”FAST工程辦副主任張海燕博士説，當初調研時企業一聽説我們這麼高的屏蔽要求都嚇了一跳，連説做不了。我們集合國內科研單位和企業人員，進行技術分解，研究怎樣達到要求，終於攻克這一難關。這項成果可應用到衛星和艦艇等的研發中，促進了國內高靈敏度複雜系統電磁兼容技術的發展。

FAST對設備和零部件的苛刻要求，促使我們的企業應用高技術手段生産，企業進步明顯。

建造FAST，可以説是一箭雙雕。（記者 李大慶）