点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:中国天眼“超长待机”的背后
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

中国天眼“超长待机”的背后

来源:中国科学报2025-06-30 09:52

  6月,随着夏季到来,贵州山区迎来雷电、暴雨、大风等恶劣天气的小高峰。中国科学院国家天文台中国天眼(FAST)运行和发展中心团队(以下简称团队)成员、高级工程师于东俊身在北京的办公室,却关心着远在贵州的FAST的安全运行。为预防雷电、冰雹对某些电气设备造成的影响,他们按照预案做了相应的预防准备工作。

  作为当今世界最大、最灵敏的单口径射电望远镜,FAST如今每天观测时长接近24小时,每年总观测时长超过5300小时,持续不断地为科学家提供宝贵的数据。其高水平稳定运行,离不开团队100多位同事的默默守护。

  近期,团队正在紧锣密鼓地推进FAST核心阵的实验阵建设,力争2030年前在FAST周边30公里范围内建成由数十台40米口径天线组成的综合孔径阵列,旨在进一步提升FAST性能。不久前,团队获得中国科学院第六届“科苑名匠”称号。

  雷打不动的“730会议”

  2016年9月FAST正式落成后,团队投入调试任务中。

  望远镜建成后能不能用、好不好用,关键看调试能否成功。4450块反射面板、2225台促动器、6根钢索、30吨重的馈源舱,这些子系统必须像交响乐一样完美配合,才能保证望远镜精准指向目标,并接收宇宙中微弱的信号。

  “当时对FAST的调试绝非简单地测试设备,牵一发而动全身,稍有闪失就可能功亏一篑。”FAST运行和发展中心副主任潘高峰介绍。

  那段时间里,白天大家各自分散在不同岗位,晚上7点半准时会聚到总控室,举行雷打不动的“730会议”。会议上,每人汇报当天的工作进展,确定第二天的调试内容。

  “用数据说话”“问题不过夜”“必须有备用方案”是“730会议”的三大铁律,也成为团队成员之间难得的默契。

  于东俊记得,2019年春节前后,馈源支撑测量测试已经到了最后阶段。为全力冲刺,他和许多同事春节都没有回家。“那几个月里,我们反复进行数据分析,找问题,修改算法,再验证,才按计划把系统可靠性和测量精度提上来。”他说。

  正是这种严谨的工作作风和高度的责任感,使FAST在短短不到两年时间内就完成了调试,达到验收指标,比国际同类望远镜的调试周期缩短了一半多。调试者的坚守,让“观天巨眼”真正具备了洞察宇宙的能力。

  科学家是“红花”,我们是“绿叶”

  如今,FAST已经建成8年多,团队的重要任务之一是负责其维护和运行工作。“保护望远镜安全是很大的责任,是我们内心最紧的一根弦。”于东俊表示。FAST设备的故障率直接影响运行的可靠性。

  很多去过FAST现场的科研人员都有这样独特的体验:贵州山区常有雷雨天,外面下着瓢泼大雨、电闪雷鸣,FAST却依然正常运行,科学家在室内开展的数据接收与处理工作丝毫没有受到影响。

  这主要得益于先进测控系统的支持。“运维专家团队扎扎实实地不断研发、升级测控系统,保障了FAST持续稳定运行。”中国科学院国家天文台副台长、FAST运行和发展中心主任姜鹏表示。

  在FAST观测时间段,也有科研人员亲眼见证运维人员在上百米的高空同步抢修、维护。运维团队日夜不停歇,筑牢了FAST稳定运行的坚实堡垒。

  于东俊介绍,除了每个月固定两天关机进行维护和保养外,FAST年度科学观测时长达到5300小时。即使FAST已经尽可能“超长运行”,但申请观测时间的竞争仍然非常激烈,获批率约为1/5。也就是说,科学家每申请5小时的观测时间,平均只有1小时能够获得批准和支持。

  在团队成员心中,这正反映出科学研究对高质量天文观测数据的需求之大。“确保望远镜的高效运行和维护,不仅对设备性能至关重要,也直接影响到能否为更多科学研究提供支持。”于东俊说。

  截至2024年11月,FAST已发现脉冲星1040余颗,超过同一时期国际其他望远镜发现脉冲星数量的总和;开展了中性氢巡天任务,构建并释放了世界最大的中性氢星系样本;在快速射电暴起源及纳赫兹引力波探测等领域取得了一系列具有国际影响力的重要成果。

  这令团队成员感到欣慰。姜鹏常常鼓励大家:“科学家是‘红花’,我们就是‘绿叶’。”

  “精神坐标”永存

  在FAST,曾任中国天眼首席科学家、总工程师的南仁东是永远的“精神坐标”。“没有南先生的坚持,就不会有这个项目。”几乎所有人都相信这一点。

  潘高峰生动讲述了当年的情景。12年的时间,南仁东和同事带着砍刀、拄着竹竿,穿梭在贵州喀斯特山区。当地气候复杂多变,经常突降大雨,在有的地方甚至会遇到山洪,连树都能冲走,但他们打着伞、披上塑料布继续前行。

  开工在即,他们又为钢索所困。为让望远镜的反射面能在球面和抛物面之间灵活变形,所用的钢索要在500兆帕应力幅下能够承受200万次应力循环而不断裂或损坏。“市场买的钢索在实验室疲劳实验中全军覆没,这就意味着FAST最主要的主动反射变形技术无法实现,甚至可能造成整个工程夭折。”潘高峰回忆,“那段时间团队成员忧心忡忡,承受着巨大的压力,无路可退。”

  于是团队联合国内的钢索企业、高校,经过近两年攻关,成功研制出满足要求的钢索结构。更让团队自豪的是,这项技术走出天文领域,应用于国内外多个重要桥梁工程。

  姜鹏记得,当年他和南仁东一起爬到塔上,南仁东说,这台望远镜将来没有做成,他就从这里跳下去。“初闻不识语中意,听懂已是话中人。”如今,从南仁东手里接过接力棒的姜鹏已经理解这句话的深意,继续以南仁东的方式守护着FAST。

  为确保项目顺利推进,南仁东事必躬亲,常年扎根于建设现场。小到钢结构的计量测算,大到工程的整体规划,每一个细节他都亲自把关、反复确认,将精益求精贯穿始终。

  2017年,南仁东因病逝世,团队至今保留着他的办公室,门上挂着“南仁东”名牌。于东俊幸运地被分配到相邻的房间。每当他回到北京,总会以这样一种特殊的方式与他心中的“精神坐标”“相遇”。南仁东的“敢为人先”和“精益求精”一直激励着他。

  核心阵未来已来

  如今,青年一代不忘传承和发扬南仁东的精神。“是南先生的‘敢为人先’让我国射电天文学有了领先世界的宝贵机会。”于东俊表示。保持世界领先地位,则要依靠持续不断的创新。

  当前,国际射电天文学正朝着更高的空间分辨率、更精细的谱线分辨率以及更高的灵敏度方向推进,以探测到更暗弱、遥远的天体。

  于东俊向《中国科学报》介绍,近年来,平方公里阵列射电望远镜(SKA)和下一代甚大阵列(ngVLA)等国际大科学计划相继启动,计划于2029年和2035年分别完成其第一阶段的建设任务。“它们的建成投用,必将对FAST的性能优势带来挑战。”他说。

  为了始终站在射电波段视野的最前沿,FAST混合口径阵列设想应运而生。2024年,在FAST落成启用8周年之际,FAST实验阵建设正式启动。按计划,到2030年,在FAST周边30公里范围内将建成由数十台40米口径天线组成的大型干涉阵列,从而大幅提升FAST的综合性能,继续保持FAST的国际领先能力。

  于东俊介绍,实验阵中的两台实验样机已经建成,相关的关键技术通过与FAST的联测进行了初步验证。目前,他们正在围绕FAST工程二期规划、相位阵接收机等关键技术进行攻关。

  未来已来,团队成员充满期待。FAST核心阵将进一步提高灵敏度,尤其是增加高分辨率定位及成图能力,有望长久保持国际同类设备中的领先地位。(记者甘晓)

[ 责编:谢芸 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • “中国造”亮相中俄博览会

  • 乌鲁木齐:天山脚下万亩稻田插秧正当时

独家策划

推荐阅读
近日,中国工程院院士、西安电子科技大学教授段宝岩率领团队自主研制的一对多动目标微波无线传能地面验证系统取得重大突破,在百米级距离实现了千瓦级的直流输出功率,直流—直流传输效率达到20.8%,波束收集效率高达88.0%。
2026-05-20 09:42
5月18日,随着“雪龙2”号凯旋,中国第42次南极考察圆满落下帷幕。
2026-05-20 09:37
逛一座馆,见证玻璃工业百年变迁。参观工业博物馆,一件件展品记录的是中国制造的发展史,是从落后到并跑、领跑的奋斗史。让我们以工业博物馆为支点,撬动工业旅游这个大市场,以工业文化涵养制造强国建设。
2026-05-20 09:34
近日,中国科学院天津工业生物技术研究所(以下简称天津工生所)糖生物合成与绿色制造攻关团队的研究成果被期刊接收。
2026-05-20 09:27
天津市河西区陈塘庄街道社区的医生向我们反馈,预警模式实现了高危人群的精准干预,社区脑卒中发病率与复发率明显下降。
2026-05-20 09:16
“雪龙2”号极地科考破冰船18日抵达上海,这标志着中国第42次南极考察圆满结束。
2026-05-19 09:54
5月18日,中国第42次南极考察圆满结束。中山大学共有4名老师参与本次任务——大气科学学院教授韩博,遥感科学与技术学院副教授梁琦、叶玉芳、王绍银。
2026-05-19 09:53
“琅琊”海洋大模型现已在国家海洋环境预报中心部署测试运行,实现实景应用。这意味着,这个从青岛走出的AI模型,开始真正为国家海洋预报工作贡献力量。
2026-05-19 09:52
打破传统学科分立格局,发挥工科见长优势,以工程需求催生基础研究、以基础研究赋能工科升级。
2026-05-19 09:50
如今,人工智能正在深刻改变着各行各业。多所大学已将人工智能通识课纳入培养方案,面向全体学生开课
2026-05-19 09:49
在5月15日发表于《细胞》的一项研究中,科学家将从菠菜中提取的光合作用系统移植到小鼠眼中,它能够将光转化为携带能量的分子,从而有效抑制炎症。新加坡国立大学的生物纳米技术专家邢阔然(音)和同事开展的这项研究受到了海蛞蝓的启发,后者能够从藻类中窃取光合作用的机制。
2026-05-18 09:19
标志着奶山羊生物育种迈入世界前列。
2026-05-18 09:14
每一针疫苗、每一瓶点滴,在进入人体前,都必须跨过一道生命红线。
2026-05-18 05:15
利用场景化教学将教室小课堂延伸向社会大课堂,让思政教育“走新”更“走心”。
2026-05-18 05:15
近年来,在应对全球气候变化、保障粮食和重要农产品稳定安全供给基础上,我国积极推进农业农村减排固碳,系统构建气候韧性农业科技战略体系,
2026-05-18 04:05
“九章四号”被应用于高效求解高斯玻色采样任务,其计算速度相比当前全球最快的超级计算机快1054倍(即量子优势比为1054),成功建立了国际上最强的量子计算优越性。
2026-05-15 03:15
夏粮收购是全年粮食收购的首战,对于保护种粮农民利益、维护粮食市场平稳运行、保障粮食稳定安全供给具有重要意义。
2026-05-15 03:25
5月14日,我国首座海上移动式多功能措施平台“海洋石油283”(又称“增产一号”)从青岛西海岸新区启运
2026-05-15 03:25
5月14日11时,朱雀二号改进型遥五运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空,运载火箭全程飞行正常,二子级进入预定轨道,飞行试验任务取得圆满成功。
2026-05-15 03:15
自然资源部13日发布的最新找矿成果显示,西藏罗布莎矿区新增铬铁矿资源量73.83万吨,实现矿山深边部找矿突破。找矿团队还在西藏东巧地区首次评价沉积型铬铁矿,新增伴生铬铁矿矿石量114.63万吨,拓展了我国铬铁矿找矿空间。
2026-05-15 02:55
加载更多