1、1最大“天眼”是如何炼成的2016 年 7 月 2 日，FAST 吊装最后几块反射面板 7 月 3 日在贵州平塘架设完成的 500 米口径球面射电望远镜，犹如一只瞄向外太空的“超级天眼” 。 “超级天眼”可谓超级工程。数千科学家、工程师和建设者们深扎山谷，用近两千个日日夜夜精雕“眼窝” 、勾勒“眼底” 、密布“神经” 、点睛“眼珠” ，靠智慧头脑和精湛技艺雕琢出深邃“天眼” 。 常规机械设备都无能为力 “在这里，再高的吊车也望尘莫及、再长的臂手也鞭长莫及！”回顾建设历程，国家天文台 500 米口径球面射电望远镜工程总工艺师王启明对记者说，射电望远镜的建设施工量比不上机场或高铁站，但极其特殊的地
2、形条件却带来巨大的施工难度，高度、跨度、坡度、斜度让常规机械设备在这里显得无能为力、一筹莫展。 如何在直径 500 米、落差 150 米的喀斯特洼地里建设一个既稳定、又灵敏的超级“天眼” ，科学家和工程师们费足了脑筋，不断探索，最终“索网”结构胜出，它既能稳定支撑，又能让“天眼”工作时跟随天体转动，跟踪扫描射电源。 中国大射电望远镜的索网是目前世界上跨度最大、精度最高的索网结构，也是世界上第一个采用变位工作方式的索网体系。王启明说，反射面单元面板将固定在上万根钢索上，安装完成后整个反射面其实是悬2在半空中的，螺旋状公路一直通达“凼”底，供车辆和人员维护设备时通行。走入望远镜底部，索网犹如一个由
3、钢索织就的巨大“网兜” ，紧紧支撑和保护着反射面板。 十几米长的索，误差不准超过 1 毫米 中国大射电望远镜的目标，是把覆盖 30 个足球场的信号，聚集在药片大小的空间里，不如此，就无法监听到宇宙中微弱的射电信号。 庞然大物要实现毫米级精度，挑战前所未有。 “这里不仅有施工监理，还有专门的材料监造，就是确保每一个用材都能毫厘不差。 ”王启明说，十几米长的索，误差不准超过 1 毫米，生产流程必须用恒温装置，确保所有材料是在 20 摄氏度温度场生产的。 公里尺度的钢索支撑体系，位姿精度却在毫米级。大连华锐重工集团高级工程师武荣阳说，观测天体时因为地球有自传，需要补偿地球自转。馈源舱直径 13 米，
4、位姿精度误差不能超过 48 毫米，角度不超过 1度。 “六根索拉着馈源舱移动，48 毫米的位姿精度仍不能确保望远镜指向精准。 ”中国电子科技集团第五十四研究所高级工程师郑元鹏说，馈源舱内安装了并联机器人用于二级调整，最终调整定位精度为 10 毫米。 要能灵敏观测浩瀚星空，拼装面板子单元边界的精准定位是首要问题。科研人员为此专门设计的定位夹具，它能对每块面板的水平位置以及轴向高度进行精准定位，每个等边三角形交点孔位精度保持在 0.1 毫米至 0.15 毫米。 头发丝粗的缝隙都不行 3没有经验可借鉴，望远镜建设中遇到一道又一道关卡，但是，工程研究人员却经历了无数次失败，失败了重来，再失败再重来，每
5、一道关卡都要经过千锤百炼的反复试验。 “90 后”年轻的反射面吊装技术指导张晓佳来自武船重工集团，他说，4450 块反射面板分为 30 层，虽然形状都是看似一样的三角形，但角度、大小却千差万别。大跨度缆索吊装，吊具要经过反复设计、比对和试验，才能确保严丝合缝。 宇宙空间混杂各种辐射，遥远的信号就像雷声中的蝉鸣，没有超级灵敏的耳朵就分辨不出来。武荣阳说，为了确保望远镜不受到任何磁场的干扰，仅对施工设备的电磁防护就花了半年多时间做试验，从塔底到塔顶做了四五套方案。 “头发丝粗的缝隙，都有可能让干扰信号跑出去” ，反复试验是为了确保万无一失。 “从技术到材料，基本上都是国产化，既是中国制造，更是中国创造。 ”王启明说，中国大射电望远镜创造了很多奇迹，更体现了我国自主创新能力，推动我国在天线制造技术、微波电子技术、并联机器人、大跨度结构、公里范围高精度动态测量等众多高科技领域的发展。
