十九大代表说|张蜀新：中国“天眼” FAST做星际旅行的GPS

测绘网讯 从2016年9月25日,具有中国自主知识产权、世界上最大单口径射电望远——FAST(500米口径球面射电望远镜)在贵州平塘县落成开始,张蜀新的工作更忙了。500米口径球面射电望远镜（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope），简称FAST，位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县大窝凼的喀斯特洼坑中。500米口径球面射电望远镜被誉为“中国天眼”，由我国天文学家南仁东于1994年提出构想，历时22年建成，于2016年9月25日落成启用。是由中国科学院国家天文台主导建设，具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。


采访当天,张蜀新刚刚从贵州赶回北京,作为“中国天眼”FAST工程的副经理、办公室主任,他一个月的时间就要在北京和贵州之间飞几个来回。

中国共产党第十九次全国代表大会代表召开在即,张蜀新成为了由贵州省推选出的党代表。从长时间地面对“冷冰冰”的天文仪器,到成为代表倾听群众和基层党员意见、上传下达,他在接受央广网记者专访时表示,第一次当选党代表,非常高兴,也觉得责任重大。“我代表的不仅是我个人,更是身后整个FAST工程团队”。

自主研发没有可以借鉴的模板 

在张蜀新办公室里,挂着一张巨幅图片,这是他自己拍摄的“中国天眼”FAST的全貌图。“它的外形像一口巨大的‘锅’”,张蜀新指着照片给记者介绍,“它主动反射面是由4450个反射单元所组成的球冠型索膜结构,接收面积相当于30个标准足球场那么大。目前是世界上正在建造及计划建造的口径最大、最具威力的射电望远镜”。

在FSAT建成之前,世界上保持领先的射电望远镜,一个是德国100米直径的“埃菲尔斯伯”,一个是美国300米直径的“阿雷西博”。“虽然当时各国的设备按国际惯例都是共享使用,但中国人要独立申请使用国外望远镜还是比较难”,张蜀新坦言,我国自二战以来,天文观测长期处于相对滞后的状态,这在很大程度上受制于望远镜设备的落后。

“只有自主研发,才能扭转被动的局面”。从1994年7月,“建设我国自主大口径射电望远镜FAST工程”概念提出,到2016年9月25日落成,共花了22年。“当时没有任何可以借鉴的经验,一切都要我们摸着石头过河”,在谈起这其中的经历时,张蜀新反复提起这句话。

“中国天眼”建在一个被叫做“大窝凼”的圆形洼地中。在喀斯特地貌的天然凹坑中建造射电望远镜在当时世界上都是一个创举。“因为我们的望远镜规模比较大,需要足够面积,并且牢固的空间。如果通过人为的手段挖出一个大坑,成本太大,并且容易滑坡”,张蜀新解释。

在几年的时间里,科学家们前后考察、走访了400多个洼地。既要考虑电磁波环境、地质条件,还要考虑造价等问题。 经过反复比较论证,最终选定了贵州省平塘县克度镇金科村的大窝凼洼地。

从张蜀新第一次踏入这个喀斯特凹坑到现在,已经过去了8年,“刚开始建设的时候,那边的环境还比较差,别说热水,连我们日常用的冷水都是从附近的池塘里引过来的,脏的很”。然而,几年的时间,他亲眼看着周围的设施环境越来越完善、“中国天眼”FSAT一天天拔地而起,也见证了这几年来中国天文事业的蓬勃发展。

建成后的FAST,开创了建造巨型射电望远镜的新模式,具有独立自主知识产权.其灵敏度比“埃菲尔斯伯格”提高约10倍;与“阿雷西博”相比,其综合性能提高约10倍。“我们现在建造的FAST将在未来10至20年内保持世界一流地位”,张蜀新自豪的对记者说道。

大科学工程催化社会各项技术革新

“FAST从2016年9月投入使用到现在,我们还在不断的进行调试”,张蜀新指着手机上一张刚刚收到的脉冲星信号接收图对记者说到,“目前从每天反馈的结果上来看,还是不错的”。

大科学工程是20世纪以来世界科技进步和社会发展的最重要的基础设施,也是一个国家创新力以及核心竞争力的主要表征。五年来,我国的大科学工程项目“雨后春笋”般涌现,不管在数量还是质量上,都取得了长足发展。

作为天文领域的大科学工程项目,FAST为中国科学家探寻未知宇宙和生命起源,开启了一道“天眼”,科学家可以窥探星际之间互动的信息,观测暗物质,测定黑洞质量,甚至搜寻可能存在的星外文明,也将中国天文学研究推向了一个更为广深的世界。

“FAST除了为我国乃至世界天文学家的科研工作提供更多可能性,还在科研成果转化方面带来了巨大红利”,张蜀新表示,它的建设不仅推动了众多高科技领域的发展,也成为了社会各项技术革新的催化剂。

FAST工程在建设中需要使用大量非标准、特别定制的零部件。“因为我们对零部件的要求标准很高,很多厂商都是标准化生产,不能达到我们的需求”,张蜀新拿FAST核心部件钢索为例,几年前,一般所用的钢索强度是200兆帕、200万次弯曲。而FAST建设中需要的钢索网很重,需要超高的耐疲劳强度,至少要500兆帕,可以应用30年。

“当时,一般的大厂家都不愿意接我们这种活儿。因为不是量产,还需要攻克很多难题,并且有失败的危险”,张蜀新坦言。最后是柳州的一家小企业与FAST进行的合作研发,虽然过程不易,但是却倒逼企业进行了技术创新。钢索项目结束后,这家企业申请了12项专利。“后来因为种种原因很多制索企业业绩滑坡,这家企业却越来越好,因为它们掌握了核心的创新技术,在很多需要高应力幅钢索的时候,占有绝对优势”。

从工程师到摄影师再到党代表 

张蜀新的手机总是处于关机状态,因为为确保射电望远镜工作中不受干扰,在中国天眼FAST周围五公里,被划定为电磁波“宁静区”,不允许使用手机等电子设备。所以,在工作闲暇时,他喜欢拿着相机,记录FAST工程建造过程中的点滴。

“我从FAST工程立起的第一个脚手架开始拍摄,到现在已经拍了有几万张照片”,张蜀新打开电脑向记者展示着他的成果,“开始建造的时候很艰辛,因为一切都要摸索、尝试,很多配套的技术还不成熟。但是最近几年,我国经济的飞速发展、技术飞跃式地进步,给FAST工程提供了强有力的保障和技术支持”。第一次当选党代表,张蜀新很开心,他说这是国家对整个FAST工程团队的一种支持和肯定。“FAST目前处于调试期,还需要引进大量的相关天文学人才”,作为科技领域的代表,在张蜀新眼里,机器只是一种辅助的手段,人才才是可续持发展的内生动力。

我国要建设世界科技强国,关键是要建设一支规模宏大、结构合理、素质优良的创新人才队伍,激发各类人才创新活力和潜力。近五年来,国家对于科技的重视程度越来越高,在科技人才的吸引、教育培养等方便加大了投入力度。

FAST这项大科学工程项目的落成,在张蜀新看来,对于贵州的发展和脱贫有着非常重要的战略意义。“用科技发展带动地区经济发展,进而摆脱贫困,人才是这其中重要的抓手”。

“现在很多年轻的优质科研人才倾向去机会较多的北上广深大城市发展”,作为来自贵州的党代表,张蜀新表达了自己的忧虑,而像地处西部的一些欠发达地区则陷入“无人才问津”的窘境。“对于西部地区来说,人才的储备不仅是促进当地科技发展的动力,同时也是推动区域经济发展的重要抓手”。

科技人才队伍的建设,包括社会环境和人文环境的改善。“对贵州来说,把人才引进来是其中一个方面,更重要的是给人才创造良好的发展平台,做到人尽其才。国家也应该在这些地区的人才政策制定上给予相应的倾斜”,张蜀新说。(记者王晓蕾)

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