不可能变可能 “天眼”精神让奇迹延续

FAST团队在贵州现场。(照片来源:FAST团队)

“天眼”之父南仁东的照片。(照片来源:FAST团队)

图片:中国科学院国家天文台

102颗新脉冲星！这是500米球面射电望远镜(以下简称FAST)试运行期间移交的文字记录。1月11日，FAST通过了国家检验，正式开业。对中国天文学家来说，显示出最初锐利的“天眼”是值得期待的。

“更快，更快”是“天眼”之父南最大的心愿，也是整个FAST团队的使命，让中国人用锐利的武器，尽快探索宇宙。在过去的几年里，一群有个性和想法的科学家和工程师聚集在一起，一次又一次地克服困难。

从选址到竣工，南给了FAST生命的最后22年，创造了一个奇迹。为了满足国家的需要和不辜负人民的期望，南人洞的接班人必须继续创造奇迹。

时至今日，FAST运营与发展中心执行董事兼总工程师姜鹏仍在提醒自己:“如果南先生还在，他会如何评价我们的工作？”

将不可能变为可能的精神一直留在贵州的大武堂。

有信念:坚定

"离FAST完成还有2011天."2011年3月25日，FAST项目准备启动。时任FAST项目执行副经理的郑小年在手机上设置了倒计时。每天0点，手机屏幕都会亮起，这意味着离“大测试”的结束又近了一天。

在过去的2000天里，出现了无数的挑战和无法控制的变化。但是FAST本身太诱人了:它的探测范围达到了宇宙的边缘，可以实时跟踪脉冲星。工程任务综合了天文学、机械、材料、无线电和其他领域。每项技术都是前所未有的。

团队中的每个人都知道，这是南人东十多年来一直努力争取的机会。

1993年，建立FAST的想法才刚刚开始。当时，中国最大的射电望远镜直径为25米。如果建造直径为500米的望远镜，其反射面的总面积将达到25万平方米，附近不会有电磁信号干扰。

自1994年以来，时任中国科学院北京天文台副台长的南多次从的数百幅遥感影像中进行选择，踏遍群山中的每一个点，在众多喀斯特地貌中找到最近的圆形洼地。2006年，利用贵州南部的自然条件，南人洞终于为FAST找到了一个安全的地方。

2007年，国家发展和改革委员会批准了作为“十一五”规划中的一个主要科学装置的快速原型系统。建设任务在正确的轨道上，但挑战变得越来越“魔鬼”。

这台望远镜由六个巨大的支撑塔固定。为了接收来自天体的无线电波信号，可调反射面需要相同直径的电缆网支撑。接收电磁波的馈源舱的运动范围超过200米，运动精度应控制在毫米级...

“这将如何实现？”项目开始前，医生江鹏好奇地把简历递给了南。孙，一位在国家天文台工作了21年的研究员，申请加入这个组织。尽管一开始感觉“疯狂”，朱明还是结束了他在夏威夷联合天文中心的任务，加入了“快速科学”

为了培养整个团队，天文学家南把自己变成了一个“老工人”。他和每个人把整个大项目分成许多小项目。从子系统到零部件，时间、人力和资金都放在这个框架中，每个小项目都有时间节点。

“要带领一组科学家完成如此复杂的项目，首先必须改变主意。如果进度出现延误，我们必须找出原因，并提出补救措施，争取在下周恢复。”郑小年告诉《中国科学日报》，每周例会是团队观察倒计时和跟上进度的“必修课”。

2016年9月25日，FAST将整体完成。看着手机屏幕上的最后一个倒计时，郑潇松了一口气。他自己也没有想到实际竣工日期会与计划的日期相同。

后墙不会倒，他们做到了。

敢于解决关键问题:追求卓越

可以说，只要建成，500米望远镜就是世界上最大的望远镜，但这不是团队的最终目标。他们希望FAST建造得漂亮，移动准确，调谐良好，这样FAST就能成为真正有用的望远镜。

FAST工程办公室副经理兼主任张树新曾问南，为什么望远镜的六个支撑塔要等间距地位于反射面之外。"干扰行不能减少很多工作量吗？"南任栋只说了一句:“那不好看”。

2019年12月，FAST荣获中国建筑行业工程质量最高荣誉——鲁班奖。南的话背后是工匠追求完美的精神。这种精神贯穿于每一代参与FAST构建的人。

FAST运营与发展中心测量与控制工程部部长孙景海参与了研究生阶段的项目建设。先后承担了馈源支撑控制系统、望远镜防雷系统和电磁屏蔽等工作。

他告诉《中国科学新闻》，这些工作“完全不相关”，需要带着疑问进行研究。然而，他总是能让他的同事放心，如果他给出明确的目标，他就能成功实现。

例如，有数百个用于望远镜运动控制的快速构建器。单个控制系统就可以分离5个子系统，这5个子系统也分别由5个单元完成。如何有效地协调它们？任务完成后，孙景海和他的同事一行一行地修改了代码。四个月后，系统实现了第一次综合调整。反射面上的2225致动器和进给支架上的16个驱动轴可以在0.2秒内协调响应，误差控制在毫米级。

"哦，这台望远镜太灵敏了，它能看得很清楚！"对江鹏来说，这可能是他在望远镜试运行期间听到的最令人满意的评价。为了使望远镜更灵敏，团队成员必须使反射面的抛物面更完美，接收器更靠近焦点。

这种要求几乎是苛刻的。FAST站点高度差为150米，气压变化为25毫帕斯卡，这可能会产生5-10毫米的误差。如果测量反射面的全站仪要保证绝对精度，还应考虑地球曲率和夹角引起的误差...为了保证精度，FAST团队在6个月内开发了一种新的测量技术，反射面的测量精度可以达到1毫米以内。

"你知道的细节越多，你走的弯路就越少。"回顾试车开始的日子，姜鹏对队员们一个接一个地说:没有人有知识储备来处理所有的试车任务。关键在于调动集体力量，在一个地方思考，共同努力。

当它在2019年4月通过流程验收时，由FAST产生的许多技术被确定为领先的国际水平。例如，超高疲劳性能的钢索，钢索构件能承受不低于500兆帕的疲劳强度；例如，超低损耗抗疲劳动态光缆，单根光缆可以弯曲100，000次以上...

"一块大石头落在我心里的地上，天空变得非常蓝."孙想起通过技术验收的那一天，眉头都绷得紧紧的。

承受能力:日夜坚持

您如何衡量每个人在FAST上花费的时间？

因为在北京和贵州之间旅行非常普遍，姜鹏这些年已经绕地球11圈了。在施工期间，郑小年出席了贵州当地的每一个冬至节，比春节还隆重。孙、等前辈将在这里结束他们职业生涯的最后一站。越来越多的新力量将在科学研究中起带头作用，并把他们的青春留在这里。

在FAST网站上，许多年轻的技术骨干成员都是党员，他们发挥了非常好的领导作用。

“目前，我们的工作重点主要是天文观测，同时优化望远镜的性能，”FAST feed支持系统的助理工程师李明哲告诉《中国科学日报》。贵州多变的天气让人容易感冒，但李明哲更担心气候变化是否会影响望远镜的精度。为了防止饲料舱对接平台的设备受潮，他必须定期到FAST的底部进行维护。

在现场，我们不仅要完成值班任务，而且FAST团队中的每个人都24小时待命，在凌晨1: 00起床解决问题的情况非常普遍。“现在操作相对稳定。你可以尽快上床睡觉，但你不知道什么时候会被吵醒。”李明哲笑着说。

在一年到头都在现场加班后，董军觉得他欠刚刚分娩的妻子太多了。2019年春节，为了及时完成任务，董军没有回家。中国新年的前三天，董军打电话给他妻子，她正期待在家分娩。她一回答不出来，就马上说:“没关系。我和我的孩子们理解你。轻松工作。你可以放心，”

为了不让妻子独自过新年，董军带着妻子和未出生的婴儿来到了FAST网站，看到丈夫和同事在前线战斗。董军的妻子既悲伤又骄傲。“当宝宝长大后，我会告诉他禁食和努力工作的意义，这样他将来就能成为一个负责任的人。”董军说。

接下来，团队成员的工作重点应该转移。姜鹏说，稳定望远镜的性能，为科学家提供更多的观测时间是未来两年的重要任务。“我们希望FAST能够产生更好的科学成果，科学家能够取得远远超过工程成就的成果，这样我们的努力才会更有意义。”