我国500米口径球面射电望远镜——”天眼“落成启用
刀鱼
2016-09-26
2016年9月26日我国500米口径球面射电望远镜（FAST）落成启用，FAST是世界在建的最大射电望远镜，借助天然圆形溶岩坑建造。
FAST的反射镜边框是1500米长的环形钢梁，而钢索则依托钢梁，悬垂交错，呈现出球形网状结构。FAST有望在2016年9月建成，建成后将成为世界级射电天文研究中心。2015年12月，FAST进行反射面面板安装，反射面总面积约25万平方米.
1993年东京召开的国际无线电科学联盟大会上，包括中国在内的10国天文学家提出建造新一代射电"大望远镜"。他们期望，在全球电信号环境恶化到不可收拾之前，能多收获一些射电信号。建造FAST的动机肇始于此。
贵州省平塘县的500米口径球面射电望远镜(英文简称 FAST)是目前世界上规模最大的射电望远镜。 FAST的反射面总面积约25万平方米，用于汇聚无线电波供馈源接收机接收，反射面安装工程预计将于2016年7月3日完成。 截至6月29日，FAST已完成4443块反射面面板安装，完成比例达99.8%。 2016年7月3日，500米口径球面射电望远镜(FAST)的最后一块反射面单元3日成功吊装，这标志着FAST主体工程顺利完工。
500米口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope)利用贵州喀斯特地区的洼坑作为望远镜台址，建造世界第一大单口径射电望远镜，其拥有30个标准足球场大的接收面积。FAST作为世界最大的单口径望远镜，将在未来20至30年保持世界一流地位。全新的设计思路，加之得天独厚的台址优势，使其突破了望远镜的百米工程极限，开创了建造巨型射电望远镜的新模式。
创新
1、利用独一无二的贵州天然喀斯特洼地台址
2、应用主动反射面技术在地面改正球差
3、轻型索拖动馈源支撑将万吨平台降至几十吨
科学目标
1、FAST有能力将中性氢观测延伸至宇宙边缘，重现宇宙早期图像。
2、能用一年时间发现数千颗脉冲星，建立 脉冲星计时阵，参与未来脉冲星自主导航和引力波探测。
3、主导国际甚长基线干涉测量网，获得天体 超精细结构。
4、进行高分辨率微波巡视，检测微弱空间信号。
5、参与地外文明搜寻。
6、参与子午链工程，提高非相干散射雷达双机系统性能。
7、将深空通讯能力延伸至太阳系外缘行星，将卫星数据接收能力提高100倍。
应用目标
1、空间飞行器的测控与通讯
2、脉冲星计时阵和自主导航
3、非相干散射雷达接收系统
4、高分辨率微波巡视
技术指标
1、球反射面：半径-300m，口径-500m
2、有效照明口径：300m
3、焦比：0.467
4、天空覆盖：天顶角 40°
5、工作频率：70MHz-3GHz
6、灵敏度(L波段)：2000
系统构成
台址勘察与开挖系统：拟对选定区域的地形、工程地质和水文地质环境等进行工程详细勘察、对FAST望远镜主动反射面整体工程区域土石方进行开挖、以及对洼地排水通道进行设计等。
主动反射面系统：包括一个口径500米由近万根钢索组成的反射面索网主体、反射面单元、促动器装置、地锚、圈梁等。反射面索网安装在格构式环形圈梁上，它有2400个连接节点，在索网上安装4600个反射面单元，2400个节点下方连接下拉索和促动器装置，促动器再与地锚连接，形成了完整的主动反射面系统，能够实现实时控制下形成瞬时300米口径抛物面的功能。
馈源支撑系统：在洼地周边山峰上建造6个百余米的支撑塔，安装公里尺度的钢索柔性支撑体系及其导索、卷索机构，以实现馈源舱的一级空间位置调整；制造直径10米左右的馈源舱，在馈源舱内安装Stewart平台(精调并联机器人)用于二级调整；制造两级调整机构之间的转向机构，辅助调整馈源舱的姿态角。
测量与控制系统：建设10余个毫米级精度基准站组成的测量基准网。通过9个近景测量基站，对反射面位形实时扫描；利用激光跟踪仪及激光跟踪系统实现对馈源舱实时反馈的控制；建设现场总线系统，实现反射面的主动变形；建设实时检测和健康监测系统。
馈源与接收机系统：研制高性能的多波束馈源接收机，频率覆70MHz-3GHz。研制馈源、低噪声制冷放大器、宽频带数字中频传输设备、高稳定度的时钟和高精度的频率标准设备等。配置多用途数字天文终端设备。
观测基地建设：主要负责观测基地及辅助设施的建设(包括道路施工等)，以确保高质量的支持望远镜的运行、观测和维护，并满足 FAST工作人员的工作与生活需要。根据功能需要，观测基地的建筑计划包括综合楼、维修厂房和分散在基地及反射面周围的零星建筑等。
项目主管部门：中国科学院
项目共建部门：贵州省人民政府
项目建设单位：中国科学院国家天文台
项目意义
具有中国独立自主知识产权的FAST，是世界上正在建造及计划中的口径最大、最具威力的单天线射电望远镜，其设计综合体现了我国高技术创新能力。它将在基础研究众多领域，例如宇宙大尺度物理学、物质深层次结构和规律等方向提供发现和突破的机遇，也将在日地环境研究、国防建设和国家安全等方面发挥不可替代的作用。其建设将推动众多高科技领域的发展，提高原始创新能力、集成创新能力和引进消化吸收再创新能力。它的建设与运行将促进西部经济的繁荣和社会进步，符合国家区域发展总体战略。
FAST的天线口径为500米，将是国际上最大的单口径望远镜，与号称"地面最大的机器"德国波恩100米望远镜相比，其灵敏度提高约10倍。如果天体在宇宙空间均匀分布，FAST可观测目标的数目将增加约30倍。与美国Arecibo 300米望远镜相比，FAST灵敏度高2.25倍，而且Arecibo 20°天顶角的工作极限，限制了观测天区，特别是限制联网观测能力。可以预测FAST将在未来20-30年保持世界一流设备的地位，并将吸引国内外一流人才和前沿科研课题，成为国际天文学术交流中心。
项目选址
FAST台址选定在贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县克度镇金科村的大窝凼洼地，此洼地位于北纬25.647222度，东经106.85583度，直径大约800米，东北距平塘县城约85km，西南距罗甸县城约45km。总体位于贵州高原向广西丘陵过渡的斜坡地带，地势总体上北高南低，区域内碳酸盐岩广泛分布，岩溶峰丘、洼地、落水洞极为发育，地形起伏不平，低山地形。大窝凼洼地的山梁最高为东南侧山头，标高1201m，洼地的最低点标高841m，最大相对高差达360m。洼地地表岩溶洼地发育，地形起伏大，坡度较陡，地貌类型简单，局部山体陡峭，形成陡崖和悬壁。中科院已在贵州省贵阳市注册成立贵州射电天文台管理该项目。
关键词:
