中國“天眼”成功首拼反射單元

    【新華社貴陽二日電】世界最大單口徑射電望遠鏡——五百米口徑球面射電望遠鏡(FAST)二日成功拼裝首個反射單元。在未來數月內，共計四千四百五十個反射單元將拼出近三十個足球場大的接收面積，以“捕捉”遠在百億光年外的射電信號。

    至少二十年保一流

    望遠鏡的靈敏度和可探測宇宙空間的體積均與口徑相關。國家天文台FAST工程辦公室透露，作為世界上正在建造及計劃建造的口徑最大、最具威力的單天線射電望遠鏡，FAST以其接收面積為突破方向，將極大促進諸多天文課題的研究，並在未來二十至三十年保持世界一流設備的地位。

    打開衛星地圖，FAST所在的貴州省平塘縣的地貌好似佈滿褶皺的大象皮膚。再提高分辨率，就能看到大大小小的“漏斗”——“天坑”群。其中有一個就是科學家尋覓十載為這個最大望遠鏡找的“家”。

    記者來到FAST所在的平塘縣“大窩氹”，猶如置身於一座超大的環形球面體育場。總長度超過一點五公里的鋼圈樑，將上萬根蛛網般的鋼索牢牢固定住。

    破同類鏡百米極限

    面板單元技術總師、中國電科研究員級高級工程師鄭元鵬說，FAST的主動反射面是由上萬根鋼索和四千四百五十個反射單元組成的球冠形索膜結構。反射單元為鋁合金製三角形，每個由一百塊子單元構成，共計四十四萬五千塊面板單元，總面積約二十五萬平方米。

    FAST項目饋源支撐系統總工程師孫才紅說，射電望遠鏡跟接收衛星信號的天線鍋是一個原理，通過鍋的反射聚焦，把信號聚攏到一點上。之所以稱“主動反射面”，因為FAST能通過主動控制在觀測方向形成三百米口徑瞬時拋物面。

    由於自重和風載引起形變的限制，傳統全可動望遠鏡的最大口徑只能做到一百米，而FAST的口徑達到五百米。“秘訣就在於面板上的孔洞，這樣既能減少風負載，又能提高透光率，今後反射面底下將恢復植被，避免水土流失。”鄭元鵬說。

    反射面是科學家津津樂道的FAST獨到之處之一。“FAST的索網結構可以隨着天體的移動自動變化，帶動索網上活動的四千四百五十個反射單元，捕捉需要觀測的天體訊號，聚集在藥片大小的空間裏。”孫才紅說，反射面安裝完成後其實是懸在半空中的，有螺旋狀公路一直通達最底部，供車輛和人員維護設備時通行。

    目前世界上已建成最大的阿雷西博射電望遠鏡是固定望遠鏡，不能轉動，只能通過改變天線饋源的位置掃描天空中的一個約二十度的帶狀區域，而FAST的球冠張角達到一百一十度至一百二十度。

    反射面安裝完成後，FAST還將陸續進行饋源支撐系統、測量與控制系統、饋源與接收機的安裝調試，預計明年九月正式投入運行。由於採用輕型索拖動機構和並聯機器人等新技術，在饋源與反射面之間無剛性連接的情況下，FAST能實現毫米級的高精度指向跟蹤。

    靈敏度高綜合性強

    全新的設計思路，加之得天獨厚的台址優勢，使FAST開創了建造巨型射電望遠鏡的新模式，獲得中國“天眼”的美譽。設計者指出，與德國波恩一百米望遠鏡相比，FAST靈敏度提高約十倍；與美國阿雷西博望遠鏡相比，其綜合性能提高約十倍。

    中國科學家們相信，FAST工程僅僅為中國射電天文學研究開啟了一扇門，針對FAST科學目標發展不同用途的終端設備，建造一流的天文觀測站將是他們不懈的目標。

    FAST的巨大身段，不僅使其成為對脈衝星、類星體等各種暗弱輻射源進行精密觀測的利器，有助於解答宇宙初始混沌、暗物質分佈與大尺度結構，以及星系與銀河系的演化等領域的謎團，而且在深空探測、脈衝星自主導航、高分辨率微波巡視、非相干散射雷達接收系統和太空天氣預報等方面，未來都會大有用武之地。