古有十年磨一劍，今有廿年造“天眼”。20多年的不懈奮斗，國之重器“中國天眼”，傲然屹立于貴州的崇山峻嶺。

“中國天眼”——500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡

這里是貴州省黔南州平塘縣克度鎮(zhèn)大窩凼。就在這綿延起伏的大山深處，屹立著一座舉世矚目的大國重器。它就是被譽(yù)為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（Five hundred meters Aperture Spherical Telescope，簡稱FAST）。

“天眼”有多大？為什么選址在群山深處？

“中國天眼”是世界上最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，是直接觀測(cè)遙遠(yuǎn)星系行星、尋找類似太陽系或地球的宇宙環(huán)境，以及潛在智慧生命的重要科技設(shè)施。

俯瞰“中國天眼”

從空中俯瞰，它呈現(xiàn)球形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，反射面總面積25萬平方米，相當(dāng)于30個(gè)足球場大小，周長約1.6公里，繞著圈梁走一圈足足需要40分鐘。FAST工程調(diào)試組組長姜鵬打了個(gè)形象的比喻：“如果把‘中國天眼’看成一口鍋的話，它盛滿水，全世界每個(gè)人可以分到4瓶礦泉水。所以它的體積是非常巨大的。”

2006年7月，“天眼”選址落戶貴州省平塘縣大窩凼

這樣一個(gè)大國重器，為什么選址在群山深處呢？

姜鵬介紹，主要原因有三個(gè)。首先，這里地處比較偏遠(yuǎn)的山區(qū)，人跡活動(dòng)稀少，受其他無線電信號(hào)的干擾很小，為我們提供了一個(gè)比較優(yōu)良的臺(tái)址環(huán)境；其次，它有天然的這樣一個(gè)洼坑，可以為我們節(jié)約很多建設(shè)成本；再次，這里屬于喀斯特地貌，地下暗河比較多，落下的雨水順著暗河流走了，所以排水壓力可以得到有效緩解。

“天眼”由哪幾部分組成，里面有什么高科技？

作為我國具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大科學(xué)裝置，“中國天眼”由主動(dòng)反射面系統(tǒng)、饋源支撐系統(tǒng)、測(cè)量與控制系統(tǒng)、接收機(jī)與終端及觀測(cè)基地等幾大部分構(gòu)成，其成功建設(shè)和落成啟用是項(xiàng)偉大工程。

2013年12月“天眼”圈梁合龍

主動(dòng)反射面，可以比喻成“天眼”的“視網(wǎng)膜”。它是一個(gè)500米口徑的鋼梁，架在了50根巨大的鋼柱上，6670根鋼索編織的索網(wǎng)環(huán)繞其間，上面則鋪著4450塊反射面單元，下面是2225根下拉索，固定在地面的觸動(dòng)器上。就像水手扯動(dòng)纜繩控制風(fēng)帆一樣，通過這些觸動(dòng)器拽這些下拉索，就可以控制索網(wǎng)的形狀，一會(huì)兒是球面，一會(huì)兒是拋面，進(jìn)行天文信號(hào)的收集和觀測(cè)。

2014年7月“天眼”索網(wǎng)安裝

2015年8月“天眼”反射面安裝

2016年9月，“天眼”主體工程正式完工

國家天文臺(tái)FAST工程總工藝師王啟明說，F(xiàn)AST工程的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)可以隨著天體的移動(dòng)變化，帶動(dòng)索網(wǎng)上的反射單元，在射電源方向形成300米口徑瞬時(shí)拋物面，從而極大地提升了觀測(cè)效率。

“天眼”饋源艙，被稱為“天眼”的“瞳孔”

饋源艙，是“天眼”的核心部件，被稱為“天眼”的“瞳孔”。饋源，也叫做超寬帶接收機(jī)，是FAST接收和回傳信號(hào)的最核心部件，整個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡的反射面所接收到的全部宇宙信號(hào)，都靠它來收集。

工作人員在“天眼”饋源艙內(nèi)工作

“它起到聚焦的作用，把反射面反射的外太空射電信號(hào)聚焦到饋源艙里面，讓我們能看得更清楚。”專家介紹， FAST采用了光機(jī)電一體化的饋源平臺(tái)，加之饋源艙內(nèi)的并聯(lián)機(jī)器人二次調(diào)整，它在饋源與反射面之間無剛性連接的情況下，可實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)指向跟蹤，確保精確地聚集和監(jiān)聽宇宙中微弱的射電信號(hào)。

工作人員在“天眼”總控室內(nèi)工作

FAST還配有一個(gè)“超級(jí)大腦”。在總控室里，高性能計(jì)算系統(tǒng)的計(jì)算能力可以達(dá)到每秒200萬億次以上，存儲(chǔ)容量達(dá)到10PB以上。目前系統(tǒng)還在繼續(xù)建設(shè)之中，以滿足FAST對(duì)計(jì)算性能和存儲(chǔ)容量爆炸式增長的需求。

工作人員在“天眼”總控室內(nèi)工作

“天眼”厲害在哪？有什么獨(dú)門絕技？能發(fā)現(xiàn)什么？

“可接收到137億光年以外的電磁信號(hào)”“天空覆蓋范圍為天頂角40度”“跟蹤精度8角秒”“觀測(cè)換源時(shí)間小于10分鐘”……一組數(shù)字反映了“天眼”的高超技能。

“天眼”的四大絕技

正因?yàn)橐豁?xiàng)項(xiàng)的技術(shù)攻關(guān)，讓“中國天眼”具備了超高的靈敏度和大覆蓋天區(qū)，使中國制造的望遠(yuǎn)鏡在靈敏度這個(gè)技術(shù)指標(biāo)上，站在了世界的制高點(diǎn)。與號(hào)稱“地面最大的機(jī)器”的德國波恩100米望遠(yuǎn)鏡相比，F(xiàn)AST的靈敏度提高約10倍；與排在“阿波羅”登月之前、被評(píng)為人類20世紀(jì)十大工程之首的美國“阿雷西博”300米望遠(yuǎn)鏡相比，其綜合性能提高約10倍。

“中國天眼”的成功建設(shè)和落成啟用，使我國形成了具有國際先進(jìn)水平的天文觀測(cè)與研究平臺(tái)。借助這只“天眼”，科學(xué)家將可以巡視宇宙中的中性氫、探索宇宙起源和演化、觀測(cè)脈沖星、研究極端狀態(tài)下的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與物理規(guī)律、獲得天體超精細(xì)結(jié)構(gòu)、探測(cè)星際分子、搜索可能的星際通訊信號(hào)。宇宙深處微弱的“心跳”，正被我們一個(gè)又一個(gè)捕捉到。這些發(fā)現(xiàn)，很可能會(huì)改變?nèi)祟悓?duì)宇宙的認(rèn)知。

“目前望遠(yuǎn)鏡處于調(diào)試階段，但已經(jīng)探測(cè)到52顆優(yōu)質(zhì)的脈沖星候選體，其中有12顆已經(jīng)通過國際認(rèn)證。它非常能說明這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡的靈敏度已經(jīng)達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。”姜鵬在采訪中介紹說。

FAST發(fā)現(xiàn)脈沖星藝術(shù)效果圖

“天眼”探測(cè)脈沖星等，到底有什么用呢？專家介紹，脈沖星，由恒星演化和超新星爆發(fā)而產(chǎn)生，具有地面實(shí)驗(yàn)室無法實(shí)現(xiàn)的極端物理性質(zhì)，是理想的天體物理實(shí)驗(yàn)室，對(duì)其進(jìn)行研究，有希望得到許多重大物理學(xué)問題的答案，并有很多應(yīng)用，譬如，脈沖星的自轉(zhuǎn)周期極其穩(wěn)定，就像是宇宙中的精確時(shí)鐘，可以提供精確的時(shí)鐘信號(hào)，為引力波探測(cè)、航天器導(dǎo)航等重大科學(xué)及技術(shù)應(yīng)用提供了理想工具。

南仁東被譽(yù)為“‘天眼’之父”，他有什么動(dòng)人故事？

“春雨催醒了期待的嫩綠，夏露折射萬物的歡歌，秋風(fēng)編織七色錦緞，冬日下生命樂章延續(xù)著它的優(yōu)雅，大窩凼時(shí)刻讓我們發(fā)現(xiàn)，給我們驚奇。”

　　——“‘天眼’之父”南仁東

“中國天眼”的順利建成，不得不提到一個(gè)人——FAST首席科學(xué)家、總工程師，被譽(yù)為“‘天眼’之父”的南仁東。

FAST首席科學(xué)家、總工程師南仁東

從1994年開始預(yù)研，到2011年開工，再到2016年9月25日竣工、落成啟用，20余年時(shí)間里，南仁東帶領(lǐng)老中青三代科技工作者克服了不可想象的困難。

為尋找合適臺(tái)址，南仁東花費(fèi)十二年光陰，帶著300多幅衛(wèi)星遙感圖，扎進(jìn)中國西南部一座又一座大山，足跡遍布荊棘叢生的無人荒野。

2003年10月，南仁東教授與國際專家在平塘大窩凼洼地考察

2003年10月，南仁東帶領(lǐng)外國專家和工作人員考察大窩凼，并和當(dāng)?shù)卮迕窈嫌傲裟?/font>