普定县司法局党史宣传——牢记殷切嘱托 忠诚干净担当 喜迎建党百年：《人民日报》关注：“中国天眼”，聆听宇宙的声音
文章来源：人民日报
2021年3月31日，“中国天眼”(FAST)正式向全球天文学家开放。“中国天眼”是什么?它是我国具有自主知识产权、用于探索宇宙的单口径球面射电望远镜。有了它，可以推动对宇宙深空的了解与探测，为天文学的发展提供新的可能。
“中国天眼”有多大?它口径500米，发射面积相当于30个标准足球场那么大。如果在里面倒满矿泉水，全世界70亿人平均每人可分4瓶。它能看多远?能看穿130多亿光年的区域，接近宇宙边缘。目前，“中国天眼”是世界上最大的也是最灵敏的单口径射电望远镜。
借鉴抛物面天线原理，从地球聆听来自宇宙的信号
“中国天眼”的学名是500米口径射电望远镜。不同于常见的通过可见光进行观测的光学望远镜，射电望远镜通过接收宇宙中不可见的无线电波来“观测”宇宙。我们上方厚厚的大气层有两个“窗口”： 一个是可见光窗口，千百年来人类都是通过这个窗口观测宇宙的;一个是无线电窗口，上世纪30年代，无线电天文学先驱卡尔•央斯基偶然发现了来自银河系中心的信号，射电天文学的大幕由此拉开，推动人类认识宇宙起源、生命起源。
“中国天眼”是当今射电天文学的“重器”。其基本原理是什么呢?我们都知道，平行电磁波遇到抛物面反射后会汇聚到焦点的位置。对射电望远镜来说，把反射面做成抛物面的形状，然后在焦点位置放置一台接收机，就可以汇集天体发出的电磁波信号，从而进行天文观测。抛物面的面积越大，汇集的信号就越多，也就越能探测到更暗弱、更遥远的天体。所以，自卡尔•央斯基意外发现射电天文观测窗口之后，各国天文学家就一直致力于建造反射面尽可能大的巨型射电望远镜。
与此同时，伴随人类对无线电的大规模使用，产生了越来越多的无线电波，干扰了人类对太空信号的接收。在1993年国际无线电大会上，包括中国在内的多个国家提出倡议，希望在地球电磁波环境被破坏之前，建造出超大口径的射电望远镜。次年，以南仁东先生为代表的中国科学家开始“中国天眼”的探索，开启了“把不可能变成可能”的征途。
难度大、突破多，“中国天眼”在灵敏度上占据制高点
到底能建口径多大的望远镜，取决于最终找到多大的洼地。适宜的洼地非常难找，因为它要同时符合四大条件。首先要足够大、足够圆，否则只是开挖和支护成本就会让这个项目无法实现;其次，要远离人口密集区域，这样才能保证优良的电波环境;再次，不能积水，不然设备寿命难以保证;最后，还要有优良的地质条件，否则无法建成大型、高精度的天文观测设备。
从1994年到2006年，南仁东带领团队，从8000多幅地图中选出300多个洼坑，再进一步将范围缩小至几十个。团队几乎走遍这些洼地，现场踏勘，风餐露宿。最终，将台址定在贵州平塘县克度镇的大窝凼洼地。
台址确定后，如何设计、如何实现、建成之后如何调试和使用，都没有现成经验可以借鉴：关键技术无先例可循、关键材料需从头研制。
“中国天眼”设计不同于世界上已有的单口径射电望远镜，这首先体现在“视网膜”和“瞳孔”的设计上。“视网膜”指反射面;“瞳孔”指馈源舱，即放置接收宇宙外信号装置系统的舱体。
作为世界首创，“中国天眼”的“视网膜”是主动反射面，可以改变形状，一会儿是球面，一会儿是抛物面。具体来说，这张庞大的可动的“视网膜”是一张由6670根钢索编制的索网，挂在一个由50根巨大钢柱支撑的直径500米的圈梁上;索网上铺有4450块、380多种反射面单元;索网下方是2225根下拉索，每一根下拉索都被固定在地面上的作动器上，通过操纵作动器，拉动下拉索来改变索网形状，从而对天文信号进行收集和观测。
“中国天眼”的“瞳孔”即馈源舱，也是一个大胆的突破性设计。大多数传统射电望远镜的“瞳孔”位置是固定的，或仅可以微调。“中国天眼”则完全不同，采用的是全新的轻型索驱动控制系统，这让“中国天眼”的“瞳孔”可以自如改变角度和位置，更有效地收集、跟踪、监测更丰富的宇宙电磁波。
从体量来说，原世界第一大射电望远镜的馈源舱重1000多吨，“中国天眼”馈源舱重仅约30吨。体积小带来多方面的优势，比如可有效减少光路遮挡、减少干扰信号，从而让波束非常干净，更有利于天文观测。
“中国天眼”在设计上的突破创新，为“从图纸到现实”的制造带来巨大挑战。而应对挑战的过程，也正是国产精准制造不断创造奇迹的过程。比如，要实现反射面(即索网)可改变形状这个世界首创设计，要求构成索网的钢索像弹簧一样有一定伸缩性，疲劳强度是现有标准的两倍多，国际上未有先例;还要求每根钢索的加工精度要达到1毫米，把传统标准提升了一个数量级。
两年来，科学家们持续全方位地改进索体工艺，一根钢索要进行200万次疲劳实验。经历了近百次的失败后，最终成功解决了这个关键问题，实现了3项世界创举：超大跨度、超高精度、主动变位式的索网结构。
建设完成之后，“中国天眼”进入调试阶段。巨型望远镜调试涉及天文、测量、控制、电子学、机械、结构等众多学科，是强交叉学科的应用性研究，国际上传统大射电望远镜的调试周期很少低于4年。“中国天眼”开创了新模式，其调试工作也更具挑战性。
截至目前，已经实现跟踪、漂移、运动扫描、编织扫描等，提前完成功能性调试。在性能调试方面，“中国天眼”直径500米，却要实现毫米级的精度，难度相当大。当前，望远镜测量基准网的精度已提升至1毫米以内，其中，灵敏度水平是世界第二大望远镜的2.5倍，这是中国建造的望远镜第一次在灵敏度这个参数上占据制高点。另外，19波束已经完成安装，其意义也非常重大：可将望远镜视场扩大至原来的19倍，大幅提升望远镜的巡天效率。
“中国天眼”专利技术被运用于多个领域，持续孵化科学新成果
“中国天眼”团队敢想敢做，难度大、挑战大，其设计、建造的过程既是攻坚克难的过程，也是创新性成果相继产生的过程。许多具有我国自主知识产权的专利技术相继诞生并得到应用。比如，超高疲劳性能钢索结构被应用于大型体育场馆，高精度索结构生产体系被应用于港珠澳大桥等建设。
在整个制造、安装过程中还产生了许多国家级、省级工法。比如，在为“中国天眼”铺设“视网膜”过程中，4450块反射单元、6670根钢索、上万个关节轴承，都是工人们在几十米高空一块块、一根根、一个个拼装完成的，容错率为零。这些复杂工法将有助于未来大型复杂项目的精准建造。
可以说，“中国天眼”是一个现代工程奇迹，它凝结了20多个科研机构、上百名科研人员的心血，汇聚了几千名一线工人的汗水。建造条件艰苦，很多人在现场工作几天，身上就会起满红疙瘩。潮湿、阴冷的工棚没有空调或暖气，每个人的被子潮湿得快要挤出水来。常有人说，只有中国才能做成“天眼”，我想，做成“天眼”所依靠的，就是这种永不言弃、众志成城的精神。
2017年10月，“中国天眼”首批科学成果公诸于世。如今，基于“中国天眼”数据发表的高水平论文已有70余篇;所发现的脉冲星数量已超过300颗，是同一时期国际上所有其它望远镜发现数量总和的3倍。为什么发现脉冲星至关重要?脉冲星是正在快速旋转的中子星，密度极高，每立方厘米重达上亿吨。它自身如灯塔一般散射光芒，时时刻刻地扫描着宇宙;它自转速度很快、自转周期精确，堪称宇宙中最精确的时钟。因此，把握脉冲星，有利于建立“宇宙导航系统”，有助于人类在未来实现星际旅行的梦想。
接下来，“中国天眼”将进一步在低频引力波探测、快速射电暴起源、星际分子等前沿方向加大探索，加强国内外开放共享，推动重大成果产出，勇攀世界科技高峰。我们青年一代科学家也将努力“用”好凝结了中国4代科学家心血的“天眼”，产生更多科研成果，推动人类对宇宙的探索和认知。（作者 FAST总工程师 姜鹏）
文章来源：人民日报
2021年3月31日，“中国天眼”(FAST)正式向全球天文学家开放。“中国天眼”是什么?它是我国具有自主知识产权、用于探索宇宙的单口径球面射电望远镜。有了它，可以推动对宇宙深空的了解与探测，为天文学的发展提供新的可能。
“中国天眼”有多大?它口径500米，发射面积相当于30个标准足球场那么大。如果在里面倒满矿泉水，全世界70亿人平均每人可分4瓶。它能看多远?能看穿130多亿光年的区域，接近宇宙边缘。目前，“中国天眼”是世界上最大的也是最灵敏的单口径射电望远镜。
借鉴抛物面天线原理，从地球聆听来自宇宙的信号
“中国天眼”的学名是500米口径射电望远镜。不同于常见的通过可见光进行观测的光学望远镜，射电望远镜通过接收宇宙中不可见的无线电波来“观测”宇宙。我们上方厚厚的大气层有两个“窗口”： 一个是可见光窗口，千百年来人类都是通过这个窗口观测宇宙的;一个是无线电窗口，上世纪30年代，无线电天文学先驱卡尔•央斯基偶然发现了来自银河系中心的信号，射电天文学的大幕由此拉开，推动人类认识宇宙起源、生命起源。
“中国天眼”是当今射电天文学的“重器”。其基本原理是什么呢?我们都知道，平行电磁波遇到抛物面反射后会汇聚到焦点的位置。对射电望远镜来说，把反射面做成抛物面的形状，然后在焦点位置放置一台接收机，就可以汇集天体发出的电磁波信号，从而进行天文观测。抛物面的面积越大，汇集的信号就越多，也就越能探测到更暗弱、更遥远的天体。所以，自卡尔•央斯基意外发现射电天文观测窗口之后，各国天文学家就一直致力于建造反射面尽可能大的巨型射电望远镜。
与此同时，伴随人类对无线电的大规模使用，产生了越来越多的无线电波，干扰了人类对太空信号的接收。在1993年国际无线电大会上，包括中国在内的多个国家提出倡议，希望在地球电磁波环境被破坏之前，建造出超大口径的射电望远镜。次年，以南仁东先生为代表的中国科学家开始“中国天眼”的探索，开启了“把不可能变成可能”的征途。
难度大、突破多，“中国天眼”在灵敏度上占据制高点
到底能建口径多大的望远镜，取决于最终找到多大的洼地。适宜的洼地非常难找，因为它要同时符合四大条件。首先要足够大、足够圆，否则只是开挖和支护成本就会让这个项目无法实现;其次，要远离人口密集区域，这样才能保证优良的电波环境;再次，不能积水，不然设备寿命难以保证;最后，还要有优良的地质条件，否则无法建成大型、高精度的天文观测设备。
从1994年到2006年，南仁东带领团队，从8000多幅地图中选出300多个洼坑，再进一步将范围缩小至几十个。团队几乎走遍这些洼地，现场踏勘，风餐露宿。最终，将台址定在贵州平塘县克度镇的大窝凼洼地。
台址确定后，如何设计、如何实现、建成之后如何调试和使用，都没有现成经验可以借鉴：关键技术无先例可循、关键材料需从头研制。
“中国天眼”设计不同于世界上已有的单口径射电望远镜，这首先体现在“视网膜”和“瞳孔”的设计上。“视网膜”指反射面;“瞳孔”指馈源舱，即放置接收宇宙外信号装置系统的舱体。
作为世界首创，“中国天眼”的“视网膜”是主动反射面，可以改变形状，一会儿是球面，一会儿是抛物面。具体来说，这张庞大的可动的“视网膜”是一张由6670根钢索编制的索网，挂在一个由50根巨大钢柱支撑的直径500米的圈梁上;索网上铺有4450块、380多种反射面单元;索网下方是2225根下拉索，每一根下拉索都被固定在地面上的作动器上，通过操纵作动器，拉动下拉索来改变索网形状，从而对天文信号进行收集和观测。
“中国天眼”的“瞳孔”即馈源舱，也是一个大胆的突破性设计。大多数传统射电望远镜的“瞳孔”位置是固定的，或仅可以微调。“中国天眼”则完全不同，采用的是全新的轻型索驱动控制系统，这让“中国天眼”的“瞳孔”可以自如改变角度和位置，更有效地收集、跟踪、监测更丰富的宇宙电磁波。
从体量来说，原世界第一大射电望远镜的馈源舱重1000多吨，“中国天眼”馈源舱重仅约30吨。体积小带来多方面的优势，比如可有效减少光路遮挡、减少干扰信号，从而让波束非常干净，更有利于天文观测。
“中国天眼”在设计上的突破创新，为“从图纸到现实”的制造带来巨大挑战。而应对挑战的过程，也正是国产精准制造不断创造奇迹的过程。比如，要实现反射面(即索网)可改变形状这个世界首创设计，要求构成索网的钢索像弹簧一样有一定伸缩性，疲劳强度是现有标准的两倍多，国际上未有先例;还要求每根钢索的加工精度要达到1毫米，把传统标准提升了一个数量级。
两年来，科学家们持续全方位地改进索体工艺，一根钢索要进行200万次疲劳实验。经历了近百次的失败后，最终成功解决了这个关键问题，实现了3项世界创举：超大跨度、超高精度、主动变位式的索网结构。
建设完成之后，“中国天眼”进入调试阶段。巨型望远镜调试涉及天文、测量、控制、电子学、机械、结构等众多学科，是强交叉学科的应用性研究，国际上传统大射电望远镜的调试周期很少低于4年。“中国天眼”开创了新模式，其调试工作也更具挑战性。
截至目前，已经实现跟踪、漂移、运动扫描、编织扫描等，提前完成功能性调试。在性能调试方面，“中国天眼”直径500米，却要实现毫米级的精度，难度相当大。当前，望远镜测量基准网的精度已提升至1毫米以内，其中，灵敏度水平是世界第二大望远镜的2.5倍，这是中国建造的望远镜第一次在灵敏度这个参数上占据制高点。另外，19波束已经完成安装，其意义也非常重大：可将望远镜视场扩大至原来的19倍，大幅提升望远镜的巡天效率。
“中国天眼”专利技术被运用于多个领域，持续孵化科学新成果
“中国天眼”团队敢想敢做，难度大、挑战大，其设计、建造的过程既是攻坚克难的过程，也是创新性成果相继产生的过程。许多具有我国自主知识产权的专利技术相继诞生并得到应用。比如，超高疲劳性能钢索结构被应用于大型体育场馆，高精度索结构生产体系被应用于港珠澳大桥等建设。
在整个制造、安装过程中还产生了许多国家级、省级工法。比如，在为“中国天眼”铺设“视网膜”过程中，4450块反射单元、6670根钢索、上万个关节轴承，都是工人们在几十米高空一块块、一根根、一个个拼装完成的，容错率为零。这些复杂工法将有助于未来大型复杂项目的精准建造。
可以说，“中国天眼”是一个现代工程奇迹，它凝结了20多个科研机构、上百名科研人员的心血，汇聚了几千名一线工人的汗水。建造条件艰苦，很多人在现场工作几天，身上就会起满红疙瘩。潮湿、阴冷的工棚没有空调或暖气，每个人的被子潮湿得快要挤出水来。常有人说，只有中国才能做成“天眼”，我想，做成“天眼”所依靠的，就是这种永不言弃、众志成城的精神。
2017年10月，“中国天眼”首批科学成果公诸于世。如今，基于“中国天眼”数据发表的高水平论文已有70余篇;所发现的脉冲星数量已超过300颗，是同一时期国际上所有其它望远镜发现数量总和的3倍。为什么发现脉冲星至关重要?脉冲星是正在快速旋转的中子星，密度极高，每立方厘米重达上亿吨。它自身如灯塔一般散射光芒，时时刻刻地扫描着宇宙;它自转速度很快、自转周期精确，堪称宇宙中最精确的时钟。因此，把握脉冲星，有利于建立“宇宙导航系统”，有助于人类在未来实现星际旅行的梦想。
接下来，“中国天眼”将进一步在低频引力波探测、快速射电暴起源、星际分子等前沿方向加大探索，加强国内外开放共享，推动重大成果产出，勇攀世界科技高峰。我们青年一代科学家也将努力“用”好凝结了中国4代科学家心血的“天眼”，产生更多科研成果，推动人类对宇宙的探索和认知。（作者 FAST总工程师 姜鹏）
“中国天眼”有多牛？FAST总工程师姜鹏为你解读
2021年3月31日，“中国天眼”（FAST）正式向全球天文学家开放。“中国天眼”是什么？它是我国具有自主知识产权、用于探索宇宙的单口径球面射电望远镜。有了它，可以推动对宇宙深空的了解与探测，为天文学的发展提供新的可能。
“中国天眼”有多大？它口径500米，发射面积相当于30个标准足球场那么大。如果在里面倒满矿泉水，全世界70亿人平均每人可分4瓶。它能看多远？能看穿130多亿光年的区域，接近宇宙边缘。目前，“中国天眼”是世界上最大的也是最灵敏的单口径射电望远镜。
借鉴抛物面天线原理，从地球聆听来自宇宙的信号
“中国天眼”的学名是500米口径射电望远镜。不同于常见的通过可见光进行观测的光学望远镜，射电望远镜通过接收宇宙中不可见的无线电波来“观测”宇宙。我们上方厚厚的大气层有两个“窗口”： 一个是可见光窗口，千百年来人类都是通过这个窗口观测宇宙的；一个是无线电窗口，上世纪30年代，无线电天文学先驱卡尔·央斯基偶然发现了来自银河系中心的信号，射电天文学的大幕由此拉开，推动人类认识宇宙起源、生命起源。
“中国天眼”是当今射电天文学的“重器”。其基本原理是什么呢？我们都知道，平行电磁波遇到抛物面反射后会汇聚到焦点的位置。对射电望远镜来说，把反射面做成抛物面的形状，然后在焦点位置放置一台接收机，就可以汇集天体发出的电磁波信号，从而进行天文观测。抛物面的面积越大，汇集的信号就越多，也就越能探测到更暗弱、更遥远的天体。所以，自卡尔·央斯基意外发现射电天文观测窗口之后，各国天文学家就一直致力于建造反射面尽可能大的巨型射电望远镜。
与此同时，伴随人类对无线电的大规模使用，产生了越来越多的无线电波，干扰了人类对太空信号的接收。在1993年国际无线电大会上，包括中国在内的多个国家提出倡议，希望在地球电磁波环境被破坏之前，建造出超大口径的射电望远镜。次年，以南仁东先生为代表的中国科学家开始“中国天眼”的探索，开启了“把不可能变成可能”的征途。
难度大、突破多，“中国天眼”在灵敏度上占据制高点
到底能建口径多大的望远镜，取决于最终找到多大的洼地。适宜的洼地非常难找，因为它要同时符合四大条件。首先要足够大、足够圆，否则只是开挖和支护成本就会让这个项目无法实现；其次，要远离人口密集区域，这样才能保证优良的电波环境；再次，不能积水，不然设备寿命难以保证；最后，还要有优良的地质条件，否则无法建成大型、高精度的天文观测设备。
从1994年到2006年，南仁东带领团队，从8000多幅地图中选出300多个洼坑，再进一步将范围缩小至几十个。团队几乎走遍这些洼地，现场踏勘，风餐露宿。最终，将台址定在贵州平塘县克度镇的大窝凼洼地。
台址确定后，如何设计、如何实现、建成之后如何调试和使用，都没有现成经验可以借鉴：关键技术无先例可循、关键材料需从头研制。
“中国天眼”设计不同于世界上已有的单口径射电望远镜，这首先体现在“视网膜”和“瞳孔”的设计上。“视网膜”指反射面；“瞳孔”指馈源舱，即放置接收宇宙外信号装置系统的舱体。
作为世界首创，“中国天眼”的“视网膜”是主动反射面，可以改变形状，一会儿是球面，一会儿是抛物面。具体来说，这张庞大的可动的“视网膜”是一张由6670根钢索编制的索网，挂在一个由50根巨大钢柱支撑的直径500米的圈梁上；索网上铺有4450块、380多种反射面单元；索网下方是2225根下拉索，每一根下拉索都被固定在地面上的作动器上，通过操纵作动器，拉动下拉索来改变索网形状，从而对天文信号进行收集和观测。
“中国天眼”的“瞳孔”即馈源舱，也是一个大胆的突破性设计。大多数传统射电望远镜的“瞳孔”位置是固定的，或仅可以微调。“中国天眼”则完全不同，采用的是全新的轻型索驱动控制系统，这让“中国天眼”的“瞳孔”可以自如改变角度和位置，更有效地收集、跟踪、监测更丰富的宇宙电磁波。
从体量来说，原世界第一大射电望远镜的馈源舱重1000多吨，“中国天眼”馈源舱重仅约30吨。体积小带来多方面的优势，比如可有效减少光路遮挡、减少干扰信号，从而让波束非常干净，更有利于天文观测。
“中国天眼”在设计上的突破创新，为“从图纸到现实”的制造带来巨大挑战。而应对挑战的过程，也正是国产精准制造不断创造奇迹的过程。比如，要实现反射面（即索网）可改变形状这个世界首创设计，要求构成索网的钢索像弹簧一样有一定伸缩性，疲劳强度是现有标准的两倍多，国际上未有先例；还要求每根钢索的加工精度要达到1毫米，把传统标准提升了一个数量级。
两年来，科学家们持续全方位地改进索体工艺，一根钢索要进行200万次疲劳实验。经历了近百次的失败后，最终成功解决了这个关键问题，实现了3项世界创举：超大跨度、超高精度、主动变位式的索网结构。
建设完成之后，“中国天眼”进入调试阶段。巨型望远镜调试涉及天文、测量、控制、电子学、机械、结构等众多学科，是强交叉学科的应用性研究，国际上传统大射电望远镜的调试周期很少低于4年。“中国天眼”开创了新模式，其调试工作也更具挑战性。
截至目前，已经实现跟踪、漂移、运动扫描、编织扫描等，提前完成功能性调试。在性能调试方面，“中国天眼”直径500米，却要实现毫米级的精度，难度相当大。当前，望远镜测量基准网的精度已提升至1毫米以内，其中，灵敏度水平是世界第二大望远镜的2.5倍，这是中国建造的望远镜第一次在灵敏度这个参数上占据制高点。另外，19波束已经完成安装，其意义也非常重大：可将望远镜视场扩大至原来的19倍，大幅提升望远镜的巡天效率。
“中国天眼”专利技术被运用于多个领域，持续孵化科学新成果
“中国天眼”团队敢想敢做，难度大、挑战大，其设计、建造的过程既是攻坚克难的过程，也是创新性成果相继产生的过程。许多具有我国自主知识产权的专利技术相继诞生并得到应用。比如，超高疲劳性能钢索结构被应用于大型体育场馆，高精度索结构生产体系被应用于港珠澳大桥等建设。
在整个制造、安装过程中还产生了许多国家级、省级工法。比如，在为“中国天眼”铺设“视网膜”过程中，4450块反射单元、6670根钢索、上万个关节轴承，都是工人们在几十米高空一块块、一根根、一个个拼装完成的，容错率为零。这些复杂工法将有助于未来大型复杂项目的精准建造。
可以说，“中国天眼”是一个现代工程奇迹，它凝结了20多个科研机构、上百名科研人员的心血，汇聚了几千名一线工人的汗水。建造条件艰苦，很多人在现场工作几天，身上就会起满红疙瘩。潮湿、阴冷的工棚没有空调或暖气，每个人的被子潮湿得快要挤出水来。常有人说，只有中国才能做成“天眼”，我想，做成“天眼”所依靠的，就是这种永不言弃、众志成城的精神。
2017年10月，“中国天眼”首批科学成果公诸于世。如今，基于“中国天眼”数据发表的高水平论文已有70余篇；所发现的脉冲星数量已超过300颗，是同一时期国际上所有其它望远镜发现数量总和的3倍。为什么发现脉冲星至关重要？脉冲星是正在快速旋转的中子星，密度极高，每立方厘米重达上亿吨。它自身如灯塔一般散射光芒，时时刻刻地扫描着宇宙；它自转速度很快、自转周期精确，堪称宇宙中最精确的时钟。因此，把握脉冲星，有利于建立“宇宙导航系统”，有助于人类在未来实现星际旅行的梦想。
接下来，“中国天眼”将进一步在低频引力波探测、快速射电暴起源、星际分子等前沿方向加大探索，加强国内外开放共享，推动重大成果产出，勇攀世界科技高峰。我们青年一代科学家也将努力“用”好凝结了中国4代科学家心血的“天眼”，产生更多科研成果，推动人类对宇宙的探索和认知。（本文作者为FAST总工程师）
图片分别为延时拍摄的FAST上空的星轨，以及建于贵州大窝凼洼地的FAST。中国科学院国家天文台供图
https://t.cn/A6cEZGxU
2021年3月31日，“中国天眼”（FAST）正式向全球天文学家开放。“中国天眼”是什么？它是我国具有自主知识产权、用于探索宇宙的单口径球面射电望远镜。有了它，可以推动对宇宙深空的了解与探测，为天文学的发展提供新的可能。
“中国天眼”有多大？它口径500米，发射面积相当于30个标准足球场那么大。如果在里面倒满矿泉水，全世界70亿人平均每人可分4瓶。它能看多远？能看穿130多亿光年的区域，接近宇宙边缘。目前，“中国天眼”是世界上最大的也是最灵敏的单口径射电望远镜。
借鉴抛物面天线原理，从地球聆听来自宇宙的信号
“中国天眼”的学名是500米口径射电望远镜。不同于常见的通过可见光进行观测的光学望远镜，射电望远镜通过接收宇宙中不可见的无线电波来“观测”宇宙。我们上方厚厚的大气层有两个“窗口”： 一个是可见光窗口，千百年来人类都是通过这个窗口观测宇宙的；一个是无线电窗口，上世纪30年代，无线电天文学先驱卡尔·央斯基偶然发现了来自银河系中心的信号，射电天文学的大幕由此拉开，推动人类认识宇宙起源、生命起源。
“中国天眼”是当今射电天文学的“重器”。其基本原理是什么呢？我们都知道，平行电磁波遇到抛物面反射后会汇聚到焦点的位置。对射电望远镜来说，把反射面做成抛物面的形状，然后在焦点位置放置一台接收机，就可以汇集天体发出的电磁波信号，从而进行天文观测。抛物面的面积越大，汇集的信号就越多，也就越能探测到更暗弱、更遥远的天体。所以，自卡尔·央斯基意外发现射电天文观测窗口之后，各国天文学家就一直致力于建造反射面尽可能大的巨型射电望远镜。
与此同时，伴随人类对无线电的大规模使用，产生了越来越多的无线电波，干扰了人类对太空信号的接收。在1993年国际无线电大会上，包括中国在内的多个国家提出倡议，希望在地球电磁波环境被破坏之前，建造出超大口径的射电望远镜。次年，以南仁东先生为代表的中国科学家开始“中国天眼”的探索，开启了“把不可能变成可能”的征途。
难度大、突破多，“中国天眼”在灵敏度上占据制高点
到底能建口径多大的望远镜，取决于最终找到多大的洼地。适宜的洼地非常难找，因为它要同时符合四大条件。首先要足够大、足够圆，否则只是开挖和支护成本就会让这个项目无法实现；其次，要远离人口密集区域，这样才能保证优良的电波环境；再次，不能积水，不然设备寿命难以保证；最后，还要有优良的地质条件，否则无法建成大型、高精度的天文观测设备。
从1994年到2006年，南仁东带领团队，从8000多幅地图中选出300多个洼坑，再进一步将范围缩小至几十个。团队几乎走遍这些洼地，现场踏勘，风餐露宿。最终，将台址定在贵州平塘县克度镇的大窝凼洼地。
台址确定后，如何设计、如何实现、建成之后如何调试和使用，都没有现成经验可以借鉴：关键技术无先例可循、关键材料需从头研制。
“中国天眼”设计不同于世界上已有的单口径射电望远镜，这首先体现在“视网膜”和“瞳孔”的设计上。“视网膜”指反射面；“瞳孔”指馈源舱，即放置接收宇宙外信号装置系统的舱体。
作为世界首创，“中国天眼”的“视网膜”是主动反射面，可以改变形状，一会儿是球面，一会儿是抛物面。具体来说，这张庞大的可动的“视网膜”是一张由6670根钢索编制的索网，挂在一个由50根巨大钢柱支撑的直径500米的圈梁上；索网上铺有4450块、380多种反射面单元；索网下方是2225根下拉索，每一根下拉索都被固定在地面上的作动器上，通过操纵作动器，拉动下拉索来改变索网形状，从而对天文信号进行收集和观测。
“中国天眼”的“瞳孔”即馈源舱，也是一个大胆的突破性设计。大多数传统射电望远镜的“瞳孔”位置是固定的，或仅可以微调。“中国天眼”则完全不同，采用的是全新的轻型索驱动控制系统，这让“中国天眼”的“瞳孔”可以自如改变角度和位置，更有效地收集、跟踪、监测更丰富的宇宙电磁波。
从体量来说，原世界第一大射电望远镜的馈源舱重1000多吨，“中国天眼”馈源舱重仅约30吨。体积小带来多方面的优势，比如可有效减少光路遮挡、减少干扰信号，从而让波束非常干净，更有利于天文观测。
“中国天眼”在设计上的突破创新，为“从图纸到现实”的制造带来巨大挑战。而应对挑战的过程，也正是国产精准制造不断创造奇迹的过程。比如，要实现反射面（即索网）可改变形状这个世界首创设计，要求构成索网的钢索像弹簧一样有一定伸缩性，疲劳强度是现有标准的两倍多，国际上未有先例；还要求每根钢索的加工精度要达到1毫米，把传统标准提升了一个数量级。
两年来，科学家们持续全方位地改进索体工艺，一根钢索要进行200万次疲劳实验。经历了近百次的失败后，最终成功解决了这个关键问题，实现了3项世界创举：超大跨度、超高精度、主动变位式的索网结构。
建设完成之后，“中国天眼”进入调试阶段。巨型望远镜调试涉及天文、测量、控制、电子学、机械、结构等众多学科，是强交叉学科的应用性研究，国际上传统大射电望远镜的调试周期很少低于4年。“中国天眼”开创了新模式，其调试工作也更具挑战性。
截至目前，已经实现跟踪、漂移、运动扫描、编织扫描等，提前完成功能性调试。在性能调试方面，“中国天眼”直径500米，却要实现毫米级的精度，难度相当大。当前，望远镜测量基准网的精度已提升至1毫米以内，其中，灵敏度水平是世界第二大望远镜的2.5倍，这是中国建造的望远镜第一次在灵敏度这个参数上占据制高点。另外，19波束已经完成安装，其意义也非常重大：可将望远镜视场扩大至原来的19倍，大幅提升望远镜的巡天效率。
“中国天眼”专利技术被运用于多个领域，持续孵化科学新成果
“中国天眼”团队敢想敢做，难度大、挑战大，其设计、建造的过程既是攻坚克难的过程，也是创新性成果相继产生的过程。许多具有我国自主知识产权的专利技术相继诞生并得到应用。比如，超高疲劳性能钢索结构被应用于大型体育场馆，高精度索结构生产体系被应用于港珠澳大桥等建设。
在整个制造、安装过程中还产生了许多国家级、省级工法。比如，在为“中国天眼”铺设“视网膜”过程中，4450块反射单元、6670根钢索、上万个关节轴承，都是工人们在几十米高空一块块、一根根、一个个拼装完成的，容错率为零。这些复杂工法将有助于未来大型复杂项目的精准建造。
可以说，“中国天眼”是一个现代工程奇迹，它凝结了20多个科研机构、上百名科研人员的心血，汇聚了几千名一线工人的汗水。建造条件艰苦，很多人在现场工作几天，身上就会起满红疙瘩。潮湿、阴冷的工棚没有空调或暖气，每个人的被子潮湿得快要挤出水来。常有人说，只有中国才能做成“天眼”，我想，做成“天眼”所依靠的，就是这种永不言弃、众志成城的精神。
2017年10月，“中国天眼”首批科学成果公诸于世。如今，基于“中国天眼”数据发表的高水平论文已有70余篇；所发现的脉冲星数量已超过300颗，是同一时期国际上所有其它望远镜发现数量总和的3倍。为什么发现脉冲星至关重要？脉冲星是正在快速旋转的中子星，密度极高，每立方厘米重达上亿吨。它自身如灯塔一般散射光芒，时时刻刻地扫描着宇宙；它自转速度很快、自转周期精确，堪称宇宙中最精确的时钟。因此，把握脉冲星，有利于建立“宇宙导航系统”，有助于人类在未来实现星际旅行的梦想。
接下来，“中国天眼”将进一步在低频引力波探测、快速射电暴起源、星际分子等前沿方向加大探索，加强国内外开放共享，推动重大成果产出，勇攀世界科技高峰。我们青年一代科学家也将努力“用”好凝结了中国4代科学家心血的“天眼”，产生更多科研成果，推动人类对宇宙的探索和认知。（本文作者为FAST总工程师）
图片分别为延时拍摄的FAST上空的星轨，以及建于贵州大窝凼洼地的FAST。中国科学院国家天文台供图
https://t.cn/A6cEZGxU
乘风破浪，在新起点上开创新格局
进入到11月，合肥网约车司机郭保峰的车上语音导航软件越来越多地提到“自贸试验区”；在蚌埠禹会区涂山路上，一家银行的珠淮支行牌子悄悄换成了蚌埠自贸试验区支行；得益于自贸试验区的改革红利，芜湖港进出口物流成本比过去降低5%左右……
作为我国改革开放水平最高的区域，自贸试验区正成为加快打造改革开放新高地的新动力源泉。自9月24日揭牌以来，安徽自贸试验区聚焦先进制造业和战略性新兴产业集聚发展，紧盯重点不放，狠抓关键不松，加强项目招引和项目落地，着力率先探索形成新发展格局的有效路径。截至11月底，共签约项目311个，协议引资额2891亿元，涉及集成电路、新能源汽车、5G及人工智能、机器人、高端装备制造等领域，集聚效应初步显现。
发挥科创优势，推动科技创新和实体经济发展深度融合
一次性碗、勺子、餐盒……寒冬时节，在蚌埠片区的安徽丰原集团有限公司展览大厅内，陈列的生物可降解制品吸引了不少人驻足参观。“这些产品兼具绿色、安全、环保等特点，是我们依托发酵技术国家工程研究中心、生物基可降解材料安徽省技术创新中心等平台，持续创新的成果。”12月18日，集团副总经理陈礼平说，丰原已全面掌握聚乳酸下游应用开发全产业链核心技术，目前已启动百万吨级聚乳酸产业化进程，助力蚌埠片区打造世界级生物基制造业中心。
科技创新是安徽自贸试验区的最大特色和优势。根据总体方案，安徽自贸试验区将下好创新先手棋，积极探索“政产学研用金”六位一体的科技成果转移转化机制，推动科技创新、产业创新、企业创新、产品创新和市场创新，加快构建一体化科技大市场，积极探索符合国际通行规则的科技交易合作机制，推动科技创新和实体经济发展深度融合，着力打造具有重要影响力的科技创新策源地。“我们将出台‘组合拳’支持科创发展，推动科技成果转化突破；对顶尖科技人才及团队采取‘一事一议’方式给予支持；建立以人才资本价值实现为导向的分配激励机制，吸引更多的创新团队落户安徽。”省商务厅厅长、省自贸办主任张箭说。
作为安徽自贸试验区合肥片区的核心区，合肥经开区定位发展集成电路、智能终端、新能源汽车、生物医药、高端装备制造、人工智能与公共安全等智能和先进制造业领域。“我们将加快深度融入长三角一体化和合肥综合性国家科学中心建设，推动科技创新和实体经济发展深度融合，勇当安徽自贸试验区合肥片区的核心区、合肥建设产业创新中心引领区的先行者，全力打造世界级先进制造业集聚区。”合肥经开区管委会副主任张露表示。
发挥产业优势，探索推动新旧动能接续转换新模式
32个项目、总投资705.75亿元，涉及量子信息、人工智能、生物医药等诸多新兴产业领域，日前，省发展改革委发布了安徽自贸试验区创新驱动发展和产业优化升级专项推动行动计划首批项目清单，推动自贸试验区加快科技创新策源地和战略性新兴产业集聚发展。“我们将会同各片区建立完善协调推进机制，定期调度项目推进，全力支持自由贸易试验区打造产业创新中心引领区、战略性新兴产业引导区、皖北地区科技创新开放区。”省发展改革委相关负责人表示。
根据总体方案部署，安徽自贸试验区着力加快推进“铜墙铁壁”等传统产业转型升级，壮大“芯屏器合”等战略性新兴产业，聚焦数字赋能，探索形成制造业加速向数字化、网络化、智能化发展的新模式；聚焦融合新业态，探索形成先进制造业和现代服务业深度融合的新模式。“随着安徽自贸试验区获批建设，合肥正在加速推动战略性新兴产业发展。合肥片区将聚焦数字赋能和融合新业态，重点发展高端制造、集成电路、人工智能、新型显示、量子信息、科技金融、跨境电商、节能环保、服务贸易、生命健康等十大产业。”合肥市常务副市长王文松表示。
“自挂牌以来，三个片区建设工作总体呈现出准备早、启动快、起点高、开局好的特点。”省自贸办有关人士说，目前，合肥片区围绕集成电路、新能源汽车、5G及人工智能等优势产业招大引强，已签约入驻项目190个、协议引资额990亿元；芜湖片区围绕跨境电商、港口物流、数字经济等领域，大力推进产业优化升级，共签约项目71个、协议引资额1436亿元；蚌埠片区围绕打造世界级硅基制造业中心，强化产业链创新合作，已签约项目50个、协议引资额465亿元。
发挥制度创新优势，努力把改革动力转化为发展红利
自贸试验区不是优惠政策的洼地，而是制度创新的高地，其建设的核心任务和生命力就是制度创新。“经过多轮修改和完善，截至12月6日，蚌埠片区首批创新事项共上报5项。其中，营商环境类2项，投资创新类、产业发展类、协同创新类各1项，属全国首创的2项，安徽首创的3项。”蚌埠片区建设工作领导小组常务副主任卞家涛表示，下一步，将围绕本地实际和特色领域，以企业诉求为导向，从产业链入手强链补链延链，进行突破创新。
为确保制度创新成果高效服务企业，芜湖片区加快建设对标全国一流的企业服务中心，着力打造零差别受理综合窗口、“7×24小时”不打烊服务区和5G政务服务智能大厅；积极推进“一业一证”“容缺受理+信用监管”和综合监管分类执法改革，探索“区块链+综窗通办”模式，建设自贸试验区企业大数据库，为企业提供一流服务。“在芜湖片区注册的企业已经实现‘网上通办，一日办结’。通过安徽政务服务网芜湖智能审批系统，申请者可以在任何时段上网提交相关注册信息，在材料齐全的情况下，当日即可颁发执照，并通过免费邮寄的方式送达申请者。”芜湖市市场监管局局长曹德伟说。
根据总体方案，安徽自贸试验区到建设一周年，基本形成高效协同的安徽自贸试验区管理机制、工作机制，形成一批可复制可推广的创新成果；到建设两周年，形成在全国复制推广的经验或案例，逐步实现各类要素国际流动自由化便利化；到建设三周年，各项改革创新试点任务基本完成，形成一批在国家、省、市复制推广的制度创新经验。“我们聚焦企业开办注销、工程项目建设、水电气接入、纳税、获得信贷等事项，深入开展流程再造，进一步减环节、减材料、减时限、减费用，通过政务服务地图实现导航、查询、申报等功能，优化政务服务‘最先一公里’，打通政务服务平台与长三角‘一网通办’线下专窗系统数据通道，让群众办事像‘网购’一样方便。”合肥市政务服务管理局局长陶兴林表示。（转载安徽日报）
进入到11月，合肥网约车司机郭保峰的车上语音导航软件越来越多地提到“自贸试验区”；在蚌埠禹会区涂山路上，一家银行的珠淮支行牌子悄悄换成了蚌埠自贸试验区支行；得益于自贸试验区的改革红利，芜湖港进出口物流成本比过去降低5%左右……
作为我国改革开放水平最高的区域，自贸试验区正成为加快打造改革开放新高地的新动力源泉。自9月24日揭牌以来，安徽自贸试验区聚焦先进制造业和战略性新兴产业集聚发展，紧盯重点不放，狠抓关键不松，加强项目招引和项目落地，着力率先探索形成新发展格局的有效路径。截至11月底，共签约项目311个，协议引资额2891亿元，涉及集成电路、新能源汽车、5G及人工智能、机器人、高端装备制造等领域，集聚效应初步显现。
发挥科创优势，推动科技创新和实体经济发展深度融合
一次性碗、勺子、餐盒……寒冬时节，在蚌埠片区的安徽丰原集团有限公司展览大厅内，陈列的生物可降解制品吸引了不少人驻足参观。“这些产品兼具绿色、安全、环保等特点，是我们依托发酵技术国家工程研究中心、生物基可降解材料安徽省技术创新中心等平台，持续创新的成果。”12月18日，集团副总经理陈礼平说，丰原已全面掌握聚乳酸下游应用开发全产业链核心技术，目前已启动百万吨级聚乳酸产业化进程，助力蚌埠片区打造世界级生物基制造业中心。
科技创新是安徽自贸试验区的最大特色和优势。根据总体方案，安徽自贸试验区将下好创新先手棋，积极探索“政产学研用金”六位一体的科技成果转移转化机制，推动科技创新、产业创新、企业创新、产品创新和市场创新，加快构建一体化科技大市场，积极探索符合国际通行规则的科技交易合作机制，推动科技创新和实体经济发展深度融合，着力打造具有重要影响力的科技创新策源地。“我们将出台‘组合拳’支持科创发展，推动科技成果转化突破；对顶尖科技人才及团队采取‘一事一议’方式给予支持；建立以人才资本价值实现为导向的分配激励机制，吸引更多的创新团队落户安徽。”省商务厅厅长、省自贸办主任张箭说。
作为安徽自贸试验区合肥片区的核心区，合肥经开区定位发展集成电路、智能终端、新能源汽车、生物医药、高端装备制造、人工智能与公共安全等智能和先进制造业领域。“我们将加快深度融入长三角一体化和合肥综合性国家科学中心建设，推动科技创新和实体经济发展深度融合，勇当安徽自贸试验区合肥片区的核心区、合肥建设产业创新中心引领区的先行者，全力打造世界级先进制造业集聚区。”合肥经开区管委会副主任张露表示。
发挥产业优势，探索推动新旧动能接续转换新模式
32个项目、总投资705.75亿元，涉及量子信息、人工智能、生物医药等诸多新兴产业领域，日前，省发展改革委发布了安徽自贸试验区创新驱动发展和产业优化升级专项推动行动计划首批项目清单，推动自贸试验区加快科技创新策源地和战略性新兴产业集聚发展。“我们将会同各片区建立完善协调推进机制，定期调度项目推进，全力支持自由贸易试验区打造产业创新中心引领区、战略性新兴产业引导区、皖北地区科技创新开放区。”省发展改革委相关负责人表示。
根据总体方案部署，安徽自贸试验区着力加快推进“铜墙铁壁”等传统产业转型升级，壮大“芯屏器合”等战略性新兴产业，聚焦数字赋能，探索形成制造业加速向数字化、网络化、智能化发展的新模式；聚焦融合新业态，探索形成先进制造业和现代服务业深度融合的新模式。“随着安徽自贸试验区获批建设，合肥正在加速推动战略性新兴产业发展。合肥片区将聚焦数字赋能和融合新业态，重点发展高端制造、集成电路、人工智能、新型显示、量子信息、科技金融、跨境电商、节能环保、服务贸易、生命健康等十大产业。”合肥市常务副市长王文松表示。
“自挂牌以来，三个片区建设工作总体呈现出准备早、启动快、起点高、开局好的特点。”省自贸办有关人士说，目前，合肥片区围绕集成电路、新能源汽车、5G及人工智能等优势产业招大引强，已签约入驻项目190个、协议引资额990亿元；芜湖片区围绕跨境电商、港口物流、数字经济等领域，大力推进产业优化升级，共签约项目71个、协议引资额1436亿元；蚌埠片区围绕打造世界级硅基制造业中心，强化产业链创新合作，已签约项目50个、协议引资额465亿元。
发挥制度创新优势，努力把改革动力转化为发展红利
自贸试验区不是优惠政策的洼地，而是制度创新的高地，其建设的核心任务和生命力就是制度创新。“经过多轮修改和完善，截至12月6日，蚌埠片区首批创新事项共上报5项。其中，营商环境类2项，投资创新类、产业发展类、协同创新类各1项，属全国首创的2项，安徽首创的3项。”蚌埠片区建设工作领导小组常务副主任卞家涛表示，下一步，将围绕本地实际和特色领域，以企业诉求为导向，从产业链入手强链补链延链，进行突破创新。
为确保制度创新成果高效服务企业，芜湖片区加快建设对标全国一流的企业服务中心，着力打造零差别受理综合窗口、“7×24小时”不打烊服务区和5G政务服务智能大厅；积极推进“一业一证”“容缺受理+信用监管”和综合监管分类执法改革，探索“区块链+综窗通办”模式，建设自贸试验区企业大数据库，为企业提供一流服务。“在芜湖片区注册的企业已经实现‘网上通办，一日办结’。通过安徽政务服务网芜湖智能审批系统，申请者可以在任何时段上网提交相关注册信息，在材料齐全的情况下，当日即可颁发执照，并通过免费邮寄的方式送达申请者。”芜湖市市场监管局局长曹德伟说。
根据总体方案，安徽自贸试验区到建设一周年，基本形成高效协同的安徽自贸试验区管理机制、工作机制，形成一批可复制可推广的创新成果；到建设两周年，形成在全国复制推广的经验或案例，逐步实现各类要素国际流动自由化便利化；到建设三周年，各项改革创新试点任务基本完成，形成一批在国家、省、市复制推广的制度创新经验。“我们聚焦企业开办注销、工程项目建设、水电气接入、纳税、获得信贷等事项，深入开展流程再造，进一步减环节、减材料、减时限、减费用，通过政务服务地图实现导航、查询、申报等功能，优化政务服务‘最先一公里’，打通政务服务平台与长三角‘一网通办’线下专窗系统数据通道，让群众办事像‘网购’一样方便。”合肥市政务服务管理局局长陶兴林表示。（转载安徽日报）
✋热门推荐