貴州平塘，連綿群山似凝固的波濤?！昂＠恕敝醒?，“中國天眼”遙望宇宙，永不停息。
2016年9月，“中國天眼”落成啟用之際，習近平總書(shū)記發(fā)來(lái)賀信，稱(chēng)其“對我國在科學(xué)前沿實(shí)現重大原創(chuàng )突破、加快創(chuàng )新驅動(dòng)發(fā)展具有重要意義”，希望“高水平管理和運行好這一重大科學(xué)基礎設施，早出成果、多出成果，出好成果、出大成果”。
發(fā)現800余顆新脈沖星、首次在射電波段觀(guān)測到黑洞“脈搏”、探測到納赫茲引力波存在的關(guān)鍵證據……今年以來(lái)，“中國天眼”成果頻出,不斷拓展人類(lèi)觀(guān)測宇宙的視野極限。
見(jiàn)證創(chuàng )新發(fā)展新高度
“中國天眼”有多大？
口徑500米，僅圈梁、索網(wǎng)和支撐饋源艙的6座高塔就用掉1萬(wàn)多噸鋼材；
反射面板總面積25萬(wàn)平方米，相當于30個(gè)標準足球場(chǎng)，用掉2000多噸鋁合金；
如果將“中國天眼”裝滿(mǎn)水，全世界每人可以分到2升……
給這只“觀(guān)天巨眼”做維護保養，難度可想而知。
2022年7月24日拍攝的“中國天眼”夜景（維護保養期間拍攝，無(wú)人機光繪）。新華社記者 歐東衢 攝
自運行以來(lái)，“中國天眼”日常運維多靠人工，但因高危作業(yè)風(fēng)險、極端氣候等因素影響，人工運維效率低，稍有不慎，還可能造成破壞。運維工作與科學(xué)觀(guān)測之間矛盾突出。
為提升運維質(zhì)效，“中國天眼”于2019年底啟動(dòng)了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“智能機器人”重點(diǎn)專(zhuān)項“重大科學(xué)基礎設施FAST運行維護作業(yè)機器人系統”項目。在中國科學(xué)院國家天文臺、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等10家單位共同努力下，該項目于今年7月26日通過(guò)現場(chǎng)驗收。
項目負責人、FAST副總工藝師孫才紅介紹，通過(guò)這一項目解決了“中國天眼”運行維護中存在的高危作業(yè)風(fēng)險隱患、人工維護效率較低、氣候條件制約觀(guān)測等問(wèn)題。
2022年7月21日，霞光中的“中國天眼”（維護保養期間拍攝）。新華社記者 歐東衢 攝
“智能維護機器人系統將有效確保FAST的運行安全，提高望遠鏡的觀(guān)測時(shí)間和使用效率，促進(jìn)天文成果的產(chǎn)出?！盕AST運行和發(fā)展中心常務(wù)副主任、總工程師姜鵬介紹。據測算，這些成果每年能為“中國天眼”增加約30天的可觀(guān)測時(shí)間。
運用智能機器人參與運維工作，是“中國天眼”發(fā)揮科技創(chuàng )新關(guān)鍵作用，推動(dòng)重大科學(xué)基礎設施高水平管理和運行的典型案例。
7月26日拍攝的“中國天眼”全景（維護保養期間拍攝）。新華社記者 歐東衢 攝
作為世界上最大、最靈敏的單口徑射電望遠鏡，“中國天眼”的運維工作需要中國科學(xué)家們充分發(fā)揮主觀(guān)能動(dòng)性和創(chuàng )造力，在不斷“挑戰認知和技術(shù)極限”中，發(fā)現問(wèn)題，解決問(wèn)題。
自2011年開(kāi)工建設以來(lái)，“中國天眼”科技創(chuàng )新的腳步從未停止。僅在建設階段，就獲得了鋼結構、自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)、機械工業(yè)、測繪地理信息技術(shù)、電磁兼容研發(fā)等10余個(gè)領(lǐng)域的國家大獎。
2021年3月29日拍攝的“中國天眼”測量基墩（維護保養期間拍攝）。新華社記者 歐東衢 攝
近年來(lái)，以“中國天眼”為代表的一個(gè)個(gè)重大科技項目，不斷見(jiàn)證我國科技發(fā)展的新高度。成績(jì)背后，是一系列關(guān)鍵核心技術(shù)的攻關(guān)突破。而突破力量的源泉，就厚植于自立自強的創(chuàng )新土壤之中。
拓展人類(lèi)觀(guān)天極限
發(fā)現新脈沖星數量達800余顆，是國際上同一時(shí)期所有其他望遠鏡發(fā)現脈沖星總數的3倍以上；
首次在射電波段觀(guān)測到黑洞“脈搏”，有望打開(kāi)黑洞射電觀(guān)測和理論研究的新思路；
發(fā)現迄今軌道周期最短脈沖星雙星系統，從觀(guān)測上證實(shí)了蜘蛛類(lèi)脈沖星的演化理論；
探測到納赫茲引力波存在的關(guān)鍵性證據，為理解超大質(zhì)量黑洞、星系并合歷史和宇宙大尺度結構形成等重要問(wèn)題提供幫助……
今年以來(lái)，“中國天眼”持續產(chǎn)出重量級發(fā)現，為探索宇宙奧秘作出更多中國貢獻。
“FAST需要以公里級的設施體量，實(shí)現毫米級的測量精度，這是一個(gè)巨大的挑戰?！盕AST運行和發(fā)展中心測控部測量組組長(cháng)于東俊表示，此次通過(guò)驗收的饋源艙全天候智能測量系統已經(jīng)實(shí)現5毫米的測量精度，未來(lái)有望繼續提升至2毫米。
7月26日拍攝的“中國天眼”饋源艙（維護保養期間無(wú)人機拍攝）。新華社記者 歐東衢 攝
快速射電暴（FRB）是宇宙中最明亮的射電爆發(fā)現象，在1毫秒的時(shí)間內能釋放出太陽(yáng)大約一整年才能輻射出的能量?？焖偕潆姳┳?007年首次被確定存在以來(lái)，迅速成為天文學(xué)最新研究熱點(diǎn)之一。
得益于“中國天眼”的超高靈敏度，我國科學(xué)家領(lǐng)導的科研團隊發(fā)現了首例持續活躍重復快速射電暴FRB 20190520B，對更好理解這一宇宙神秘現象具有重要意義。
國家天文臺研究員李柯伽所在的中國脈沖星測時(shí)陣列（CPTA）研究團隊利用“中國天眼”，探測到納赫茲引力波存在的關(guān)鍵性證據。在他看來(lái)，這一發(fā)現得益于“中國天眼”的建成和高效運行。
“FAST的靈敏度讓中國天文學(xué)家站在了人類(lèi)視野的最前沿?！崩羁沦ふf(shuō)，美國、歐洲、澳大利亞的科研團隊均已開(kāi)展了約20年的納赫茲引力波搜尋，憑借“中國天眼”的優(yōu)良性能，CPTA研究團隊以數據精度、脈沖星數量和數據處理算法上的優(yōu)勢，彌補了觀(guān)測時(shí)長(cháng)的差距，使我國納赫茲引力波探測和研究同步達到世界領(lǐng)先水平。
“隨著(zhù)運維智能化水平的提升，FAST的運行效率將進(jìn)一步提高，這將幫助我們更快地積累更多觀(guān)測數據，我們有信心取得更多重要發(fā)現?！崩羁沦ふf(shuō)。
7月26日，工作人員在調試饋源接收機拆裝機器人。新華社記者 歐東衢 攝
勇攀世界科技高峰
20多年前，一群中國科學(xué)家懷抱著(zhù)對民族的赤誠和探索宇宙的初心，以“敢為天下先”的豪情壯志，在全世界都沒(méi)有現成經(jīng)驗的情況下，讓“中國天眼”最終得以屹立在貴州的群山之中。
2011年3月，“中國天眼”正式開(kāi)工建設。為加快工期，臺址開(kāi)挖和裝置本身部件的設計、試驗同步進(jìn)行。
“FAST反射面板總面積達25萬(wàn)平方米，厚度只有1毫米，對索網(wǎng)的抗疲勞性能要求極高?！苯i告訴記者，反射面板如同人眼的“視網(wǎng)膜”，索網(wǎng)則是支撐“視網(wǎng)膜”的“神經(jīng)系統”，其結構是世界上跨度最大、精度最高、工作方式最特殊的，現有鋼索都難堪重任。
2022年8月25日，FAST運行和發(fā)展中心常務(wù)副主任、總工程師姜鵬在饋源艙前（維護保養期間拍攝）。新華社記者 歐東衢 攝
整整兩年，姜鵬帶著(zhù)一幫青年人，進(jìn)行了大規模的索疲勞試驗。近百次失敗，從千頭萬(wàn)緒中不斷探尋解決問(wèn)題的關(guān)鍵，終于攻克超高強度、抗反復拉伸的鋼索，首創(chuàng )主動(dòng)變形反射面，使望遠鏡覆蓋40度天頂角，成功支撐起“中國天眼”的“視網(wǎng)膜”。
如果問(wèn)“中國天眼”最大的特點(diǎn)是什么？除去科學(xué)上的價(jià)值，或許可以用六個(gè)字來(lái)概括：敢創(chuàng )新，能創(chuàng )新。
“沒(méi)人告訴你可以怎么做，誰(shuí)也沒(méi)有把握自己的方法一定行?！苯i說(shuō)，“反復試驗、多次失敗、越挫越勇”的艱難攻關(guān)貫穿了“中國天眼”建設、調試的每一個(gè)環(huán)節。
2016年9月25日，“中國天眼”宣告落成啟用，向全球工程界貢獻了大科學(xué)工程的中國經(jīng)驗和創(chuàng )新實(shí)踐。
在調試階段，“中國天眼”又碰到難題?！啊e木’搭好了，但望遠鏡不能按照總控的指令高效運行?！盕AST運行和發(fā)展中心測控部主任孫京海說(shuō)，“簡(jiǎn)單的修復解決不了問(wèn)題，控制系統必須推倒重建?！?/p>
7月26日，工作人員在“中國天眼”饋源艙前（維護保養期間拍攝）。新華社記者 歐東衢 攝
為了盡快開(kāi)發(fā)出新的控制系統，孫京海無(wú)數次挑燈夜戰至東方既白，幾乎重寫(xiě)了全部核心算法代碼。他心里只有一個(gè)信念：不能讓工程調試進(jìn)度耽誤在自己這里。最終，在正式測試時(shí)，一套為“中國天眼”量身定制的控制系統，所有指標一次通過(guò)。
創(chuàng )新無(wú)捷徑，唯有勇攀登。
“敢為人先的魄力、追求極致的毅力、持之以恒的定力，是FAST的成功秘訣?！苯i說(shuō)，多年來(lái)，“中國天眼”團隊為我國勇攀世界科技高峰、加快建設科技強國、實(shí)現科技自立自強提供了不竭動(dòng)力。
6月22日拍攝的“中國天眼”全景（維護保養期間拍攝，無(wú)人機全景拼接照片）。新華社記者 歐東衢 攝
在極目宇宙的道路上，“中國天眼”步履不停。天眼問(wèn)天，沒(méi)有終點(diǎn)……
文字記者：歐東衢、吳簫劍、潘德鑫、張泉
視頻記者：歐東衢、吳斯洋、劉勤兵、楊欣、吳思
海報設計：孫瑤
編輯：儲興華、鮑菲菲、鄔金夫、侯幫興
統籌：黃小希、何雨欣
