國際學術期刊《自然·天文學》近期發表了中國科學家一項重要發現——通過“中國天眼”FAST的觀測，一顆原本被認為“熄滅”的脈沖星，仍然可以探測到極其微弱的窄脈沖。這是“中國天眼”探測到的脈沖星輻射新形態，對揭示脈沖星磁層的極端物理環境等具有重要科學意義。
這顆脈沖星，是“中國天眼”FAST“入職”以來，發現的800余顆脈沖星中的一顆，這些重要發現為人類研究宇宙提供了很多有利的數據幫助。
從古人發出的“日月安屬？列星安陳？”的《天問》，到如今借助全球最大且最靈敏的單口徑射電望遠鏡，將人類“視界”延伸到百億光年之外。從選址、建設、調試、運營，“中國天眼”建設運維過程中的每一個環節，無不在運用中國智慧和中國制造，在人類極目宇宙的道路上貢獻著力量。
2022年7月24日拍攝的“中國天眼”夜景（維護保養期間拍攝，無人機光繪）。新華社記者 歐東衢 攝
“這是一個美麗的風景、科學風景！”
20世紀90年代，“中國天眼”設想提出時，大膽到有些突兀。
當時中國最大的射電望遠鏡口徑不到30米，德國的埃菲爾斯伯格望遠鏡口徑100米的世界紀錄已保持多年，而“中國天眼”的目標是500米。
中國曾是世界上天文記錄最久遠、最完整的國家。在超過3000年的時間里，華夏文明連續不斷地記錄著各種天文現象，中國古代天文學家編制了100多種天文歷法，也發明了大量的天文儀器。
但近代以來，中國天文學跟其他科學技術一樣，大大落后于率先完成工業革命的西方國家。即便在上世紀，老一輩天文學家也只能尋求與國外合作，相當于借用別人的望遠鏡，大多只能做一些邊緣課題。
FAST的理想建造地對地形、地質、水文等都有著極高要求，為了給望遠鏡找個最合適的“家”，當時年近50歲的南仁東帶著團隊與300多幅衛星遙感圖，風餐露宿地奔走于貴州大山深處。
這是一張拼版照片：依次為“中國天眼”拼裝第一塊反射面板（左上，2015年8月攝）、“中國天眼”反射面板安裝近半（右上，2015年12月攝）、“中國天眼”反射面板安裝近八成（左下，2016年3月攝）、維護保養期間的“中國天眼”（右下，2022年7月攝）（無人機照片）。新華社記者 歐東衢 攝
12年時間里，他們幾乎走遍了貴州所有的喀斯特洼地，最終從300多個候選洼地里，選擇了平塘縣大窩凼——最適合“天眼”的深深“眼窩”。
2011年3月動工開建，2016年9月落成啟用，橫空出世的“中國天眼”刷新了世人對射電望遠鏡的認知極限：
口徑500米，僅圈梁、索網和支撐饋源艙的6座高塔就用掉1萬多噸鋼材；反射面板總面積25萬平方米，相當于30個標準足球場，用掉2000多噸鋁合金；如果將“中國天眼”裝滿水，全世界每人可以分到2升……
“中國天眼”落成啟用當日，71歲的南仁東站在“中國天眼”的圈梁上對記者深情地說：“這是一個美麗的風景、科學風景！”
2017年9月，南仁東因肺癌去世。走前，他實現了奮斗一生的夢想——建一臺世界最大最強的射電望遠鏡。現在，“中國天眼”已成為全球最大且最靈敏的單口徑射電望遠鏡，極大拓展了人類觀察宇宙視野的極限。
反復試驗、多次失敗、越挫越勇
獨一無二的科學工程，沒有經驗可循，注定會面臨史無前例的挑戰。
反射面板如“中國天眼”的“視網膜”，索網則是支撐“視網膜”的“神經系統”。“中國天眼”反射面板雖只有1毫米厚，也要使用2000多噸鋁合金，其索網結構是世界上跨度最大、精度最高、工作方式最特殊的，對抗疲勞性能的要求極高，現有鋼索都難堪重任。
2022年7月22日，工作人員對“中國天眼”的反射面板進行維護保養（維護保養期間拍攝）。新華社記者 歐東衢 攝
FAST運行和發展中心常務副主任、總工程師姜鵬帶著一幫青年人，用整整兩年時間，進行了大規模的索疲勞試驗。近百次失敗，從千頭萬緒中不斷探尋解決問題的關鍵，終于攻克超高強度、抗反復拉伸的鋼索，首創主動變形反射面，使望遠鏡覆蓋40度天頂角，成功支撐起“中國天眼”的“視網膜”。
“沒人告訴你可以怎么做，誰也沒有把握自己的方法一定行。”姜鵬告訴記者，“反復試驗、多次失敗、越挫越勇”的艱難攻關幾乎貫穿了FAST建設階段的每一個環節。
僅在建設階段，“中國天眼”就獲得了鋼結構、自動化產業、機械工業、創新設計、測繪地理信息技術、電磁兼容研發、建設工程等10余個領域的國家大獎。
在調試階段，“中國天眼”又碰到難題。“‘積木’搭好了，但望遠鏡不能按照總控的指令高效運行。”FAST運行和發展中心測控部主任孫京海說，“簡單的修復解決不了問題，控制系統必須推倒重建。”
為了盡快開發出新的控制系統，孫京海無數次挑燈夜戰至東方既白，幾乎重寫了全部核心算法代碼。他心里只有一個信念：不能讓工程調試進度耽誤在自己這里。最終，在正式測試時，一套為“中國天眼”量身定制的控制系統，所有指標一次通過。
“中國天眼”世界最大、最靈敏的特性，激發了很多特殊的技術需求，需要中國科學家們充分發揮主觀能動性和創造力，在不斷“挑戰認知和技術極限”、不斷“發現問題、解決問題”中優化升級。
今年7月底，在中國科學院國家天文臺、哈爾濱工業大學等10家單位共同努力下，國家重點研發計劃“智能機器人”重點專項“重大科學基礎設施FAST運行維護作業機器人系統”項目通過驗收，極大提升了“中國天眼”運維質效，年觀測時間可增加1000小時左右。
7月26日，工作人員在調試饋源接收機拆裝機器人。新華社記者 歐東衢 攝
不斷拓展人類觀天視野極限
發現800余顆新脈沖星、首次在射電波段觀測到黑洞“脈搏”、探測到納赫茲引力波存在的關鍵證據……“中國天眼”成果頻出，不斷拓展人類觀測宇宙的視野極限。
6月23日拍攝的“中國天眼”全景（維護保養期間拍攝，無人機照片）。新華社記者 歐東衢 攝
快速射電暴（FRB）是宇宙中最明亮的射電爆發現象，在1毫秒的時間內能釋放出太陽大約一整年才能輻射出的能量。
得益于“中國天眼”的超高靈敏度，中國科學家領導的科研團隊發現了首例持續活躍重復快速射電暴FRB 20190520B，對更好理解這一宇宙神秘現象具有重要意義。
國家天文臺研究員李柯伽所在的中國脈沖星測時陣列（CPTA）研究團隊利用“中國天眼”，探測到納赫茲引力波存在的關鍵性證據。
“FAST的靈敏度讓中國天文學家站在了人類視野的最前沿。”李柯伽說，憑借“中國天眼”的優良性能，CPTA研究團隊以數據精度、脈沖星數量和數據處理算法上的優勢，彌補了觀測時長的差距，使我國納赫茲引力波探測和研究同步達到世界領先水平。
“敢為人先的魄力、追求極致的毅力、持之以恒的定力，是FAST的成功秘訣。”姜鵬說。
總策劃：趙丹平、顧錢江
監制：閔捷
統籌：衛鐵民
記者：歐東衢、吳簫劍、潘德鑫、吳思
視頻：吳斯洋、劉勤兵、楊欣
編輯：劉暢、徐欣濤
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