貴州南部平塘縣境內的群山中，隱藏著一片神秘的大窩凼洼地。窩凼(dàng)，意為低窪水坑。

    這片大窩凼是喀斯特地貌環境中的一個漏斗形天坑，周邊5公里的範圍，沒有手機信號，也沒有飛機經過。

    這裡是中國，乃至全世界搜尋外星智慧生命的前沿陣地，也是現今人類了解和認識宇宙的窗口和先鋒。

    全球最大的射電望遠鏡就建在這片大窩凼中，500米口徑的球面射電望遠鏡（Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope，簡稱FAST），也被稱為“中國天眼”。

大窩凼裏的工程奇跡

    FAST究竟有多大？相信大多數人很難對它的規模和尺寸形成具象的概念。有記者為此親身測試，在FAST的環樑上走上一圈，大約需要40多分鐘。

    FAST的容積有多大？按照數據測算，如果在這口大鍋裏盛滿水，全世界每人可以喝四瓶。

    在人跡罕至的深山中，完成這樣一台世界第一大單口徑射電望遠鏡的建設，並非易事。僅在人力方面，就有超過4000人先後投入到這項工程的建設當中。

    姜鵬，FAST運作和發展中心常務副主任、總工程師，加入FAST工程已經有10餘年。他親眼見證了平塘縣的這個大窩凼，從一個覆蓋著茂密植被的天坑一步步被建設成為影響世界的大工程。

    去年春節，姜鵬就在這大窩凼裏帶領團隊，實現了FAST的16項驗收性能指標一次性通過測試。

    在開始的階段，姜鵬的心中也曾經有過不確定的擔憂，覺得FAST工程是科學家天馬行空的想像，是畫在紙上的藍圖，能不能實現是個未知數。

    他解釋説，FAST涉及天文、力學、電子學、機械工程、結構工程、控制工程、岩土工程等等，複雜程度超乎想像。工程團隊分到每個專業工程方向就只有幾個人，所以難度和困難之大可想而知。

    2016年，FAST落成之時，習近平總書記發來賀信，稱FAST為“中國天眼”。

    天眼的“視網膜”就是這口徑500米的反射面。

    實際上，FAST反射面是直徑600米球體的一個球缺（球體被平面截下的一部分）。500米口徑是指球缺的底面（截面）圓的直徑。

    天眼的反射面由4450塊反射單元組成，期中三角形單元4300塊，四邊形單元150塊，每個單元為空間網架結構由鋁合金材料製成，上面均勻地排列密集的孔洞，不僅重量輕，透光能力還能促進其下植被生長，減少風壓、溫度對反射面精度的影響。

    在“天無三日晴，地無三尺平”的貴州大窩凼建設FAST工程，需要探索全新的施工方案。

    整個反射面的控制通過6670根不同規格的鋼索以及2225個下拉索、促動器來實現，2225個節點以毫米精度準確地控制著數以千計的反射單元。

    這樣的技術創新使得FAST的反射面在局部區域形成300米的暫態拋物面，從而實現望遠鏡觀測角度的有效調整。

    饋源艙，FAST的“瞳孔”，由六根鋼索連接著。

    饋源艙重約30噸，它的內部是滿載的監測儀器設備。也正是它，將反射面聚集到的無線電信號進行收集，再傳到數據中心，供科學家們分析使用。

    環梁外的六座百米高塔支撐著六套索驅動系統控制著饋源艙，這些聯動繩索曾經牽動著整個工程團隊的心。

    看似不起眼的繩索，曾經讓FAST項目面臨生死考驗。

    FAST設計要求饋源艙在140米的高空，206米的範圍內，以5毫米的精度移動。

    如何找到合適的繩索成了建設時面臨的重點難題。

    當時，工程團隊測試了所有能夠採購到的各種鋼索，卻沒有一個品種的性能能夠達到要求。如果饋源艙發生安全事故，將會對整個系統産生毀滅性的打擊。

    姜鵬介紹道，材料和工藝層面出現問題，遠比設計層面難得多。

    破解之路沒有捷徑，工程團隊只能在不停地試錯中探索。

    錨固、扭制、涂層，全面改造繩索工藝，歷經兩年時間，在遭受了近百次的失敗挫折之後，符合要求的繩索終於研製成功。

    繩索的性能決定了饋源艙接收信號的對焦精確，保證了FAST能夠更好地接收宇宙中極其微弱的無線電波信號，為測試階段的科學發現做好了鋪墊。

    天眼視網膜上設置了20多個測量基準站，採用鐳射儀器，每十分鐘對整個反射面進行一次精度為2毫米的定位檢測。這些細微的校對核準，不是肉眼能夠察覺判斷的。

    為了不影響反射面的精度，工作人員在進行設備檢修時必須被吊在氦氣球上，成為“微重力蜘蛛人”，才可以在反射面進行檢修作業。

    精度是科學工程的生命。除設計建設外，科學地調試才能保證FAST高精度、高效率運轉。包括多系統測量數據融合技術、實時倣真系統等一系列檢測調試技術，都是在邊發掘邊嘗試中摸索出來的新方法。

    身著深藍色工裝的姜鵬向記者介紹，FAST站在了中國無數超級工程的基礎之上，是積累之後的再突破。

    有外國專家參觀時表示，能做到FAST的精度，是只有中國才能實現的工程奇跡。

用中國天眼探測浩瀚宇宙

    李菂身著黑色的夾克、白襯衣，利落的短髮，溫文爾雅，細聲慢語地向記者介紹FAST的科研情況。他是國家天文臺研究員，FAST運作和發展中心首席科學家，他對FAST的情況如數家珍。

     FAST監測範圍覆蓋的頻段包含了手機信號、藍芽、無線wifi、GPS等人們日常生活設備中所使用的無線電頻段。

     以手機為例，如果手機放置在月亮上，那麼對於FAST來説，手機就是月亮上最強的信號源。  

    為此，貴州省人大專門立法，對射電望遠鏡使用環境實施保護。在FAST周圍方圓5公里範圍內，禁止建設手機基站，以減少干擾。民航部門也對黔桂地區航線進行了調整，為FAST讓路。

     目前，對FAST影響最嚴重的是躲不開的衛星。

    2020年1月11日，FAST通過了國家驗收。這意味著，FAST今後的應用將能夠得以科學的規劃，從而進行系統性的工作，也將持續産生科研成果。

    早在調試階段，FAST就已經獲得了一批有價值的科學數據，並陸續取得了階段性科學成果。

    脈衝星是一種能夠週期性地發射脈衝信號的宇宙天體，“脈衝星”的名字也由此得來。在廣闊的宇宙空間，脈衝星的特性使其能夠成為人類在太空旅行中的“燈塔”和“時鐘”，因而對太空探索具有特殊的意義。

     國家驗收前，FAST已經探測到146顆優質的脈衝星候選體，其中102顆得到認證。在FAST的調試運作階段，中國脈衝星的發現量超過同期歐美多個脈衝星搜索團隊發現數量的總和。

    李菂特別提到，FAST的高靈敏度和高品質數據處理能力，雙重作用促成脈衝星發現速度超越了歷史。

    他特別告訴記者，FAST發現的第12顆脈衝星，觀測數據所取得的新發現已經顛覆了以往的認知。

    李菂強調，這只是一個開端。

    快速射電暴，是2013年才在國際天文領域形成的一個研究方向。FAST項目自2011年開建以來，專門對此進行了研發、改進。

    在這個全新的領域，FAST的發現可謂突飛猛進，不僅發現新的快速射電暴，還發現了重復的快速射電暴。目前，FAST探測到暴發源（FRB121102）的過千脈衝，信號總量超過了世界其他望遠鏡總和。

    從科學研究的角度，這些新領域的探索也給觀測任務帶來了不少的挑戰。

    “新”意味著項目規劃難度高，觀測成果不容易把控，實施風險高。  

    談到未來，李菂説道，面對科技水準高速發展，特別是電子元器件半導體等技術指數型的發展，FAST不可能一直保持世界領先。如何持續發揮它的特性，才是科學工作者們關心的問題。

    大窩凼裏的星空守望者們為FAST通過國家驗收而歡欣鼓舞時，都會不約而同想起一個人——南仁東。

    他是那個年代的追夢人。

    1993年，日本東京召開的無線電科學聯盟大會上，南仁東有了一個“建中國自己的大射電望遠鏡”的夢想。次年回國的南仁東在之後的22年裏，把這個夢變為了現實。

    當年，南仁東為了在廣闊的中國大地上找到合適的臺址，帶著300多幅衛星遙感地圖，在遠離電磁干擾的深山洼谷中搜尋了長達12年之久。

    在懸崖與荒野中攀爬行走，在實地勘探了80多個洼地後，才最終找到了如今的大窩凼。

    然而，就在FAST工程完工後不到一年的時間，南仁東就離開了這個世界。媒體評論，南仁東閉上雙眼離開了我們，卻讓中國睜開了“天眼”。

    未來，這裡將會涌現出更多的如南仁東一樣的科學追夢人。相信在他們的努力下，現階段天文領域面臨的“宇宙的起源“、“尋找地外文明”、“太空中的導航”、“到太陽系邊緣的通訊能力”等一大堆的難題和挑戰，將可能逐步解開。用時下流行的那句話説，未來可期。（中國網 楊佳 拍攝報道）