11月21日，500米口径球面射电望远镜（FAST）馈源支撑系统进行首次升舱试验，并进行相应的功能性测试。新华社记者 金立旺摄
11月21日，6根钢索拖动球面射电望远镜（FAST）馈源舱进行功能性测试。新华社记者 金立旺摄
11月21日，500米口径球面射电望远镜（FAST）目前正在进行反射面面板安装，4400块边长约11米的三角形面板安装已经完成近三成。新华社记者 金立旺摄
综合新华社、科技日报、新华网消息，11月21日正在贵州黔南州建设的世界最大单口径射电望远镜———500米口径球面射电望远镜(FAST)的核心部件“馈源舱”21日进行首次升舱试验。这标志着整个工程即将进入尾声，这只“观天巨眼”预计于2016年9月全部竣工，开始探索宇宙深处的奥秘。
记者在位于黔南州平塘县“大窝凼”洼地的FAST工程现场看到，周长约1.6公里的圈梁被50根6米到50米高低不等的钢柱支在半空，由4000多块反射面组成的巨大球面正在有序安装。球面周围有6座最高达168米的支撑塔，通过6条钢索将30吨重的馈源舱缓缓拉升，悬吊在巨大球面的中心。
FAST副总工艺师孙才红介绍，FAST每块反射面的背后都有钢索牵拉，可以随着天体的移动来调整瞬时抛物面的方向，馈源舱也要随之一同运动，采集反馈信息。而如何用钢索驱动实现馈源舱的大范围、高精度空间定位，是一个极具挑战性的技术难题，无先例可循。“我们采用了光机电一体化技术,创新性地提出了轻型索支撑馈源平台，并使用并联机器人进行二次精调，实现高精度指向跟踪，这也是FAST 的三大自主创新之一。”FAST馈源支撑系统总工程师朱文白说，“我们通过卷扬机收放钢索，可以驱动馈源舱在一个距离地面高140米至180米、直径为207米的球冠面上运动，最大定位精度将小于10毫米。”
中科院国家天文台副台长郑晓年表示，FAST突破了射电望远镜的百米极限，它拥有30个足球场大的接收面积，与号称“地面最大的机器”的德国波恩100米望远镜相比，灵敏度提高约10倍。它将在未来20至30年保持世界一流设备的地位。
对科学家们来说,FAST具有极其重大的科学意义。它将可能搜寻到更多的奇异天体，用来观测脉冲星，探索宇宙起源和演化、暗物质暗能量、星系与银河系的演化等等，甚至可以搜索星际通讯信号，开展对地外文明的探索。
FAST主要创新点
“大”“活”“轻”
孙才红总结，FAST有三个最主要的创新点。第一就是“大”，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。FAST馈源支撑系统总工程师朱文白解释说，FAST需要一个电磁波宁静区，“这里附近5千米半径之内没有一个乡镇，25千米半径之内只有一个县城，是理想的无线电接收环境”。
第二个创新点是“活”，自主发明的主动变形反射面。朱文白介绍，阿雷西博望远镜的反射镜面是“死”的，要靠馈源二次矫正电磁波信号。但FAST的反射镜面是“活”的，科学家们用8895根钢索和4450个三角形的反射单元组成了球冠型索膜结构，相当于在一个钢索“网兜”上拼接出一个球形发射镜面。通过协调控制这些钢索，就能在球形镜面上实现抛物面的连续变形，以跟踪天体。
第三个创新点就是“轻”，自主提出轻型索支撑馈源平台建设。“阿雷西博望远镜的馈源平台有上千吨重，按照美国人的设计，FAST的馈源平台将达到近万吨。”孙才红说，FAST改变了设计，将馈源舱平台降至30吨，采用光机电一体化技术，建设了6个支撑塔，用固定在支撑塔上的6条柔性钢索控制馈源平台，“加之馈源舱中的并联机器人，通过钢索和机器人的二次调控，实现望远镜接收机的高精度指向跟踪”。
FAST简介
FAST于2011年3月在贵州省平塘县克度镇大窝凼洼地开工建设，建成后将是一架主要用于接收宇宙天体射电波段辐射的天文望远镜。它由反射面、接收机和指向装置组成。FAST的反射面大约有30个足球场大，主要用来收集宇宙天体中微弱的无线电信号，汇聚后传送到接收机（即馈源）中去放大，分离出有用的信号后再传给后端的计算机，供天文学家做科学分析。
在FAST建造之前，国际上已有德国110米射电望远镜和阿雷西博305米射电望远镜。如果按照国外建设馈源系统的办法，FAST的馈源系统就将是一个万吨级的装置。我国科学家自主创新，研发了轻型钢索拖动馈源的新技术。他们没有设计固定安放馈源舱的装置，而是在FAST周围的山上建造6个钢塔，延伸出6根、每根600多米长的钢索拽起馈源舱，通过塔下机房内的卷扬机收放6根钢索，以调节馈源舱在空中的位置，使之永远处在球面（抛物面）的焦点上，把几千平方米球面接收到的信号聚拢起来。这种创新技术，不仅实现了FAST望远镜接收机的高精度指向跟踪，而且使原来近万吨重的馈源系统装置变成了FAST仅30吨重的馈源舱。
据介绍，FAST工程预计于明年9月竣工，将成为“世界第一大望远镜”，其综合性能将在未来20年保持世界领先地位。
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