隨著第一根主索近日成功安裝，“500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）”的反射面索網制造和安裝工程正式進入實施階段。這一世界最大的單口徑球面射電望遠鏡建成后，可為中國探月工程和進一步的深空探測提供支持，并在未來二三十年內保持世界領先水平。

“地球天眼”遙觀地外文明

“遂古之初，誰傳道之？上下未形，何由考之？”屈原在《天問》中的追問，代表著人類對于我們所生活于其中的宇宙的一種懵懂好奇和疑慮。宇宙起源于何處？太古洪荒的盡頭在哪里？人類在浩瀚宇宙中是否孤獨？自古以來，這些問題便縈繞在人們的心頭，層出不窮的“渾天說”、“蓋天說”也顯示著這一點。

隨著近代天文學的發展，人類對于宇宙的探索逐漸走出了“思想實驗”的階段，然而即使在目前較高的科技水平下，星際旅行條件仍然不夠成熟，人們對宇宙的探索更多時候采取的是立足于地球之內的對外觀測，故而需要借助于天文望遠鏡這一遙觀宇宙的“天眼”。射電望遠鏡由于可以探測到來自深空的極其微弱的電波，因而在深空探測中發揮著不容忽視的作用。

射電天文學產生于上個世紀三四十年代，當時美國貝爾實驗室的科學家用天線陣成功地接收到來自銀河系中心的無線電波。幾年之后，美國另外一個科學家在成功接收到宇宙深處的無線電波后，將之繪成第一幅射電天圖，射電望遠鏡由此誕生。射電天文觀測技術的提高推動了天文學的發展，脈沖星、類星體、宇宙微波背景輻射、星際有機分子等上個世紀60年代四個重大天文學發現都與射電望遠鏡密切相關。

與普通光學天文望遠鏡不同，射電望遠鏡是由天線和接收系統等組成的，其顯著的特征就是巨大的天線。盡管沒有長長的鏡簡以及物鏡、目鏡，但是射電望遠鏡諦聽宇宙的本領并不遜色。就FAST來說，它既不像一般太空望遠鏡那樣屹立于山頂或南極之巔，也不像“哈勃”望遠鏡一樣翱翔于太空，而是坐落于貴州一片具有喀斯特地貌特征的洼地之中。從空中看，FAST就像一口巨大的鍋，但是這口“鍋”并不是用來做飯的，而是用來接收宇宙來電的。

射電望遠鏡相當于一個巨型的收音機。通過巨大的天線，射電望遠鏡將微弱的宇宙電波收集起來，然后將收集到的信號傳輸到具有極高靈敏性的接收系統上。接收系統在進行信號放大以及分離噪音處理后，再通過記錄器將信號轉化為曲線。隨后，天文學家通過分析曲線來獲取來自浩渺太空中的信號。

FAST工程“千呼萬喚始出來”

近年來，隨著天文學日新月異的發展，世界范圍內對建造新一代大射電望遠鏡提出了越來越迫切的需求。各國為了占領天文學高地，競相發展大口徑射電望遠鏡，FAST也應運而生。

作為世界最大的單口徑射電望遠鏡，正如國家天文臺副臺長薛隨建所說的，FAST在國內和國際天文學界均備受矚目。作為一項復雜的工程，FAST從概念的提出到立項、施工也經歷了較為長期的論證和研究，甚至可以說是“千呼萬喚始出來，猶抱琵琶半遮面”。

FAST建立的初衷是為了爭取世界最大的射電望遠鏡國際合作項目落戶中國，為此，中國決定采取“筑巢引鳳”戰略，在國內建設世界最大射電望遠鏡。上個世紀90年代中期，北京天文臺和國內多所科研院校聯合成立了大型射電望遠鏡中國推進委員會，隨后又提出在貴州省平塘縣“大窩凼”洼地建造500米口徑球面射電望遠鏡。選址貴州，一方面是因為可以最大限度利用喀斯特地貌節省建設成本，減少流水對設備的腐蝕，另一方面是因為當地具有可以較大限度減少地面電磁干擾的較為安靜的觀測環境。

經過漫長的預研究后，FAST于2007年7月立項，項目總投資6.27億元，預計建設周期5年半。此后不久，該項目在貴州正式開工，根據規劃有望在2016年前后投入使用。經過技術人員的努力，FAST在預研究階段和工程建設施工階段中攻克了一個又一個的難題，取得了一個又一個的成就。近日反射面索網制造和安裝工程的實施則標志著FAST又取得了一個重要突破。

當然，FAST也存在著一些困難，正如中國科學院相關專家在對FAST工程進行專項督查調研時所表示的，項目進展中存在工程概算不足等情況。由于FAST工程項目建設涉及大型土木、鋼結構工程、大型機電設備等眾多交叉學科領域，施工和工程控制都面臨著巨大的挑戰，在沒有可參考借鑒經驗的情況下，出現一些情況其實也是可以理解的。

“千里眼”引領中國天文強國之路

過去十多年，中國在天文觀測領域取得了一些值得稱道的進展，如建成世界上口徑最大的大視場望遠鏡——郭守敬望遠鏡、開辟南極準空間天文觀測平臺、在上海落成亞洲最大的全方位可轉動射電望遠鏡等。FAST的建成將進一步助推中國從天文大國向天文強國前進的步伐。

“不畏浮云遮望眼，只緣身在最高層。”建成后的FAST與目前國外先進設備相比，不僅不落下風，反而超前很多，如與號稱“地面最大的機器”德國波恩的100米口徑望遠鏡以及美國Arecibo 300米望遠鏡相比，FAST在靈敏度和綜合性能上都有大幅提高。此外，FAST還通過機器人控制、輕型索電力拖動，對重達萬噸的望遠鏡鏡面進行方向定位，如此一來，望遠鏡能夠觀察任意一個太空方位，這也是FAST獨具特色的地方。

作為人類觀測宇宙的超級“千里眼”，FAST將成為中國天文學邁向世界先進水平一個加速器，具有十分巨大的意義和價值。具體來說，FAST作為一個多學科研究平臺，有能力觀測暗物質和暗能量、發現脈沖星以及奇異星和夸克星物質，并可精確測定黑洞質量。中國天文學會理事長崔向群此前在接受媒體采訪時表示：“這臺目前世界上單天線口徑最大的射電望遠鏡，建成后有望在厘米波到米波的波段觀測研究中取得重大成果。”換言之，FAST不僅可以尋找第一代天體以發現宇宙起源秘密，而且可以搜尋識別可能的星際通訊信號以尋找地外文明。

其次，FAST還將大大提高中國空間探測能力，將中國空間測控能力由地球同步軌道延伸至太陽系外緣，在深空探測領域有著重要應用價值。

此外， FAST研究涉及天線制造、高精度定位與測量等多個高科技領域，而且FAST關鍵技術成果可應用于諸多相關領域，將會極大地完善我國射電天文大型設備的關鍵技術，提升我國射電天文領域自主創新能力和科技競爭力。

Fast為何落戶貴州

1995年，我國天文學家提出了在喀斯特洼地中建造500米口徑球面射電望遠鏡的設想，并選址于貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣的大窩凼洼地。

據了解，望遠鏡項目的選址工作早在1994年就開始了。中國科學院國家天文臺的南仁東教授提出利用喀斯特洼地作為望遠鏡臺址，開始了為期10余年的預研究。

東南大學土木工程學院國家預應力工程技術研究中心副主任郭正興解釋說，選址貴州喀斯特地貌是因為那里有很多天然形成的“天坑”，剛好適合“鍋”狀的望遠鏡。山區人煙稀少，也不受射頻信號的干擾。四面環山的地形形成了天然的反射面，屏蔽了眾多人為信號的干擾。

平塘縣與貴陽市有160-170公里的距離，但是車程需要4個小時。當地居民十分稀少。選址附近沒有基站，不允許使用手機，只能通過固定電話和外界聯絡，因為手機信號要遠遠強于來自宇宙的信號。（黃凰）

（原標題：《捕獲UFO是重任之一 占地約30個足球場大小 最大射電望遠鏡在黔露雛形》）