世界最大射电望远镜在黔露雏形

从遥远的角度看外星文明

“那么古之初，是谁传道的呢？身体的上部和下部没有成形。我们如何测试它们？”屈原在《田文》中的提问代表了一种对我们生活的宇宙的无知的好奇和怀疑。宇宙起源于哪里？古代世界的尽头在哪里？人类在浩瀚的宇宙中孤独吗？自古以来，这些问题就一直萦绕在人们的脑海中，无休止的“亨廷顿理论”和“盖天论”也说明了这一点。

随着现代天文学的发展，人类对宇宙的探索逐渐走出了“思维实验”的阶段。然而，即使在目前的高科技水平下，星际旅行的条件仍然不够成熟。人们对宇宙的探索大多基于地球内部的外部观察。因此，有必要使用天文望远镜，这是观察宇宙的“天眼”。射电望远镜在深空探测中起着重要的作用，因为它们可以探测到来自深空的极其微弱的无线电波。

射电天文学起源于20世纪30年代和40年代，当时贝尔实验室的科学家用天线阵列成功地接收到来自银河系中心的无线电波。几年后，另一位美国科学家成功地接收到来自宇宙深处的无线电波，并将它们绘制成第一张射电图，从而诞生了射电望远镜。射电天文学观测技术的改进促进了天文学的发展。脉冲星、类星体、宇宙微波背景辐射、星际有机分子以及20世纪60年代的其他四大天文发现都与射电望远镜密切相关。

与普通光学天文望远镜不同，射电望远镜由天线和接收系统等组成。它的突出特点是一个巨大的天线。尽管没有长镜、物镜和目镜，射电望远镜听宇宙的能力并不逊色。就FAST而言，它不像普通的太空望远镜那样站在山顶或南极，也不像哈勃望远镜那样在太空中翱翔，而是位于贵州喀斯特地貌特征的洼地。从空中看，FAST就像一个巨大的锅，但这个“锅”不是用来做饭的，而是用来接收来自宇宙的呼叫。

射电望远镜相当于一个巨大的收音机。通过巨大的天线，射电望远镜收集微弱的宇宙波，然后将收集到的信号以极高的灵敏度传送到接收系统。经过信号放大和噪声分离后，接收系统通过记录器将信号转换成曲线。后来，天文学家分析这些曲线，从广阔的空间获得信号。

“然而，在她开始向我们走来之前，我们打了一千次电话，催促她”

正在建造的500米球形射电望远镜有30个足球场的接收区域。

近年来，随着天文学的迅速发展，在世界范围内建造新一代大型射电望远镜的需求日益迫切。为了占领天文高地，各国竞相开发大口径射电望远镜，而FAST也应运而生。

作为世界上最大的单孔径射电望远镜，正如国家天文台副台长薛穗建所说，FAST已经引起了国内外天文学界的广泛关注。作为一个复杂的项目，FAST也经历了从概念到项目启动和建设的长期论证和研究。甚至可以说是“然而，在她向我们走来之前，我们打了一千次电话，催了一千次，仍然把她的半边脸藏在她的吉他后面，不让我们看见”。

FAST成立的初衷是为了赢得世界上最大的射电望远镜国际合作项目落户中国。为此，中国决定采取“筑巢引凤”的战略，在中国建造世界上最大的射电望远镜。20世纪90年代中期，北京天文台和国内一些科研机构联合成立了中国大型射电望远镜推广委员会，并随后提出在贵州省平塘县“大武堂”洼地建设一座500米球面射电望远镜。选择贵州的位置，一方面是因为它可以充分利用喀斯特地貌，节约建设成本，减少自来水对设备的腐蚀；另一方面，它有一个更安静的观测环境，可以在更大程度上减少地面的电磁干扰。

经过长时间的前期研究，FAST于2007年7月成立，总投资6.27亿元，预计建设期为5.5年。此后不久，该项目在贵州正式启动，根据计划，预计将于2016年左右投入使用。在技术人员的努力下，FAST在前期研究阶段和建设阶段先后克服了一个又一个难题，取得了一个又一个成果。最近，反射表面电缆网的制造和安装的实施标志着FAST的另一个重要突破。

当然，FAST也有一些困难。正如中科院相关专家在对FAST项目的专项监督调查中所言，项目进展中存在项目概算不足等情况。由于FAST项目建设涉及大型土木工程、钢结构工程、大型机电设备等多学科交叉领域，施工和工程控制面临巨大挑战。在缺乏参考经验的情况下，有些情况是可以理解的。

“千里眼”引领中国的天文力量

在过去的十多年里，中国在天文观测领域取得了一些值得称道的进展，如建造了世界上最大的大视场望远镜——郭守敬望远镜，开放了南极准空间天文观测平台，并在上海建成了亚洲最大的全向旋转射电望远镜。FAST的完成将进一步推动中国从一个天文大国向一个天文大国的进步。

"不怕浮云遮住你的眼睛，你只是在最高的层次."与目前国外先进设备相比，完成的FAST远远领先于竞争对手。例如，与被称为“地面上最大的机器”的德国波恩100米望远镜和美国阿雷西博300米望远镜相比，FAST大大提高了其灵敏度和综合性能。此外，FAST还使用机器人控制和轻型电缆电力驱动来定位重达10，000吨的望远镜的镜面。因此，望远镜可以观察任何空间方位，这也是FAST的独特之处。

作为人类观察宇宙的超级“千里眼”，FAST将成为中国天文学向世界先进水平迈进的加速器，具有重大意义和价值。具体来说，FAST作为一个多学科研究平台，有能力观察暗物质和暗能量，发现脉冲星、奇怪的恒星和夸克，并精确测量黑洞的质量。中国天文学会会长崔早些时候在接受媒体采访时说:“这台单天线直径世界上最大的射电望远镜建成后，预计将在从厘米波到米波的波段观测和研究中取得重大成果。”换句话说，FAST不仅可以发现第一代发现宇宙起源秘密的天体，还可以搜索和识别可能的星际通信信号，以发现外星文明。

其次，FAST还将大大提高中国的空间探测能力，将中国的空间测控能力从地球同步轨道延伸到太阳系外缘，在深空探测领域具有重要的应用价值。

此外，FAST的研究涉及天线制造、高精度定位和测量等多个高科技领域，其关键技术成果可应用于多个相关领域，将极大地提升我国大型射电天文设备的关键技术，增强我国射电天文领域的自主创新能力和科技竞争力。

为什么在贵州定居

1995年，中国天文学家提出了在喀斯特洼地建造500米球面射电望远镜的设想，并将其定位在贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县大吴当洼地。

据了解，望远镜项目的选址早在1994年就开始了。中国科学院国家天文台的南·任栋教授提出用喀斯特洼地作为望远镜观测场地，并开始了长达10多年的初步研究。

东南大学土木工程学院国家预应力工程技术研究中心副主任郭正兴解释说，之所以选择贵州的喀斯特地貌，是因为那里有许多天然的“天坑”，正好适合“盆”形望远镜。山区人口稀少，不受无线电频率信号的干扰。四面环山的地形形成了一个自然的反射面，屏蔽了许多人工信号的干扰。

平塘县距贵阳市160-170公里，但乘车需要4个小时。当地居民非常稀少。现场附近没有基站，也不允许使用手机。他们只能通过固定电话与外界交流，因为移动电话的信号远比来自宇宙的信号强。