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11年勘探台址,22载铸就重器

已有 109 次阅读 2026-3-5 00:47 |系统分类:科普集锦

由我国科学家自主研发、具有独立自主知识产权的天文大科学装置FAST(“中国天眼”的英文首字母缩写,全称为“Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope”,即“500米口径球面射电望远镜”)自1994年启动从贵州成千上万个岩溶洼地中选址,历经22年,于2016年在黔南州大窝凼洼地落成启用,成为全球最大、最灵敏的单口径射电望远镜,自2021年3月31日起正式向全球开放,接受全球天文学家的观测申请。截至2025年,FAST已发现1000多颗脉冲星,并在众多研究领域取得国际公认的重大突破。

为纪念FAST工程首席科学家兼总工程师、“中国天眼”之父南仁东先生的卓越贡献,大力弘扬新时代科学家精神,2月26日下午,由上海科技馆、上海科普教育发展基金会共同主办的“遇见@科学家——致敬南仁东”特别活动暨上海科普大讲坛第235期在上海科技馆报告厅举办。

运用遥感等技术找到独一无二的台址

在“科学家故事会”环节,FAST台址勘探与开挖系统总工程师、中国科学院遥感与数字地球研究所非再生资源遥感应用研究室研究员聂跃平作为曾与南仁东先生在贵州深山并肩奋斗十多年的亲密战友,以真挚的情感和鲜活的细节,深情回顾了他眼中的南仁东先生,讲述了南仁东胸怀家国、矢志推动中国天文事业发展的崇高理想,使现场观众深切感受到南仁东“廿二载风雨铸重器”的艰辛历程与始终如一的坚定信念。

随后,聂跃平以《在贵州深山仰望星空》为题,为听众揭开“中国天眼”选址背后的科学密码。据他介绍,FAST拥有三大自主技术创新。一是利用地球上独一无二的优良台址——贵州天然喀斯特巨型洼地作为望远镜台址,使得望远镜口径得以突破百米工程极限;二是自主发明主动反射面,在观测方向形成300米口径瞬时抛物面汇聚电磁波,在地面改正球差,实现宽带和全偏振;三是采用光机电一体化技术,自主提出轻型索拖动馈源支撑系统和并联机器人,实现望远镜接收机的高精度指向跟踪,并将万吨平台降至30吨。

其中,中国天眼工程的建设选址是第一步,也是关键的一步。在岩性、地质构造因素影响下,岩溶地貌形态的发育受水文网的控制。1994年,中国天眼选址项目启动时,国家天文台对选址提出了“台址要圆、没有地震、没有无线电干扰、没有溶洞、没有冰雹和洪水、封闭但又容易到达”等十余项苛刻要求。项目团队在分析了贵州KARST岩性分布特征和KARST地貌发育规律后,运用遥感技术、地理信息系统与全球定位系统,结合艰苦的野外勘察,历经11年,终于在贵州南部平塘县找到了“世界上独一无二”的最适合建造中国天眼的大窝凼洼地。遥感、GIS、GPS、测绘、三维仿真等地理信息技术在FAST工程中应用得到的数据分析结果,为项目的初设和论证提供了大量的科学依据,极大促进了天文行业的技术进步,为人类在探索宇宙的道路上迈向新台阶做出了贡献,同时创造了显著的经济、社会和环境效益。例如,大窝凼地形像一个完美的球面,应用遥感技术完成的大窝凼洼地工程地质水文地质填图、土地森林赔偿量和开挖量计算等工作,使FAST望远镜建设减少了大量的土石方开挖工程,节约了研制、建设经费。

“大家以后如果去平塘县克度镇天文小镇,还能在中国天眼迎宾馆品尝到特别的‘天文烧烤’。”聂跃平透露。

在模型DIY制作实践中“遇见”科学家

如今,FAST与号称“地面最大机器”的德国波恩100米望远镜相比,灵敏度提高了约10倍;与排在阿波罗登月之前、被评为“人类20世纪十大工程之首”的美国Arecibo305米望远镜相比,综合性能提高了约10倍。FAST的探测能力达137亿光年,预计在未来10到20年里将保持世界一流射电望远镜的地位。

活动当天,聂跃平为30位与南仁东同一天(2月19日)生日的幸运观众送上了生日贺卡、科学家寄语及“遇见@科学家”定制文创纪念品,并与大家合影留念。30位幸运观众还参与了沉浸式科学体验——“中国天眼”模型DIY制作活动,在科学教师的指导下,亲手组装模型,结合反射面结构和馈源舱原理,深入了解“中国天眼”的精密构造与尖端技术,在实践中感受大国重器所包含的硬核科技,体悟科学家精益求精的匠心与坚守。

“遇见@科学家”活动每月选取一位当月出生的的科学史上杰出科学家为代表,举行“科学家主题月”活动。2026年,项目全新升级,将通过科学家生日会、科学家故事会、科普体验汇(科学表演、科普讲座、STEM课程、VR/MR体验、微展览、线上推广)等多种形式,多渠道、立体化地展现科学家的科研成就,传播科学家精神,打造明星科学家,营造全社会崇尚科学的新风尚,为提升全民科学素养注入持久动力。



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