500米口徑球冠狀主動反射球面射電望遠(yuǎn)鏡。

在經(jīng)歷了22年從構(gòu)想,、預(yù)研,、開工建設(shè)到反復(fù)調(diào)試的過程后，2016年9月,，“500米口徑球冠狀主動反射球面射電望遠(yuǎn)鏡”（英文簡稱FAST）項目工程正式啟用,。

該項目預(yù)計在啟用5年內(nèi)達(dá)到最優(yōu)目標(biāo)，實現(xiàn)大天區(qū)面積,、高精度的天文觀測,，其科學(xué)目標(biāo)包括巡視宇宙中的中性氫、觀測脈沖星,、探測星際分子,、搜索可能的星際通訊信號等。

“中國天眼”FAST

在貴州省黔南布依族自治州平塘縣的“大窩凼”洼地里,，F(xiàn)AST猶如一口銀白色的“鍋”,，矗立在群山之間，陽光照射在鋁制面板上格外耀眼,?！按箦仭彼闹軜淞⒅咚ㄟ^幾十米長的鋼索將頗似“宇宙飛船”的饋源艙吊在半空中,。

據(jù)官方數(shù)據(jù)顯示,，F(xiàn)AST的口徑達(dá)500米，球反射面半徑300米,，有效照明口徑300米,，工作頻率為70MHz～3GHz，靈敏度(L波段)為2000m2/K,，觀測換源時間小于10分鐘,，跟蹤精度8角秒。

FAST工程總工藝師王啟明稱,，F(xiàn)AST是國際射電望遠(yuǎn)鏡“大而精”的代表,，作為世界最大的單口徑望遠(yuǎn)鏡，F(xiàn)AST將在未來10至20年保持世界一流設(shè)備的地位,。

FAST主動反射面由4450塊反射面板單元組成,，面積約25萬平米，近30個標(biāo)準(zhǔn)足球場大??；與號稱“地面最大的機(jī)器”的德國波恩100米望遠(yuǎn)鏡相比,，靈敏度提高約10倍；與排在“阿波羅”登月之前,、被評為人類20世紀(jì)十大工程之首的美國“阿雷西博”305米望遠(yuǎn)鏡相比,，其綜合性能提高約10倍。

FAST取代“阿雷西博”,，成為新的射電望遠(yuǎn)鏡之王,，它不僅將在尺寸規(guī)模上創(chuàng)造單口徑射電望遠(yuǎn)鏡的新世界紀(jì)錄，而且在靈敏度和綜合性能上,，也將登上世界的巔峰,。

在FAST工程測量與控制系統(tǒng)總工朱麗春看來，F(xiàn)AST讓人震撼的不僅是“大”,，還有它的“精”,。朱麗春說，當(dāng)FAST觀測天體時,，會隨著天體的方位變化,。對于精度的考究，依舊苛刻到了極致,，處處都是毫米級的精度要求：天線的精度是3毫米,；每個小面板的制造精度是1.5毫米。

專家表示,，F(xiàn)AST有2000多個液壓促動器通過伸縮,，實現(xiàn)反射面精確變位；六條10余米長的鋼索,，誤差不超過1毫米,；饋源艙位移精度控制在10毫米……

天文科學(xué)應(yīng)用價值巨大

FAST在國家重大需求方面有重要應(yīng)用價值。把中國空間測控能力由地球同步軌道延伸至太陽系外緣,，將深空通訊數(shù)據(jù)下行速率提高100倍,。脈沖星到達(dá)時間測量精度由120納秒提高至30納秒，成為國際上最精確的脈沖星計時陣,，為自主導(dǎo)航這一前瞻性研究制作脈沖星鐘,。進(jìn)行高分辨率微波巡視，以1Hz的分辨率診斷識別微弱的空間訊號,，作為被動戰(zhàn)略雷達(dá)為國家安全服務(wù),。作為“子午工程”的非相干散射雷達(dá)接收系統(tǒng)，提供高分辨率和高效率的地面觀測,；跟蹤探測日冕物質(zhì)拋射事件,，服務(wù)于太空天氣預(yù)報。

FAST作為一個多學(xué)科基礎(chǔ)研究平臺,，有能力將中性氫觀測延伸至宇宙邊緣,，觀測暗物質(zhì)和暗能量，尋找第一代天體,。能用一年時間發(fā)現(xiàn)約7000顆脈沖星,，研究極端狀態(tài)下的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與物理規(guī)律；有希望發(fā)現(xiàn)奇異星和夸克星物質(zhì),；發(fā)現(xiàn)中子星——黑洞雙星,，無需依賴模型精確測定黑洞質(zhì)量；通過精確測定脈沖星到達(dá)時間來檢測引力波,；作為最大的臺站加入國際甚長基線網(wǎng),，為天體超精細(xì)結(jié)構(gòu)成像；還可能發(fā)現(xiàn)高紅移的巨脈澤星系,，實現(xiàn)銀河系外第一個甲醇超脈澤的觀測突破,；用于搜尋識別可能的星際通訊信號，尋找地外文明等等,。

FAST研究涉及了眾多高科技領(lǐng)域,，如天線制造、高精度定位與測量,、高品質(zhì)無線電接收機(jī),、傳感器網(wǎng)絡(luò)及智能信息處理、超寬帶信息傳輸,、海量數(shù)據(jù)存儲與處理等,。FAST關(guān)鍵技術(shù)成果可應(yīng)用于諸多相關(guān)領(lǐng)域，如大尺度結(jié)構(gòu)工程,、公里范圍高精度動態(tài)測量,、大型工業(yè)機(jī)器人研制以及多波束雷達(dá)裝置等。FAST的建設(shè)經(jīng)驗將對我國制造技術(shù)向信息化,、極限化和綠色化的方向發(fā)展產(chǎn)生影響,。

FAST的發(fā)現(xiàn)成果

2018年10月10日，F(xiàn)AST首批成果新聞發(fā)布會在中國科學(xué)院國家天文臺舉行,。國家天文臺臺長嚴(yán)俊介紹了FAST工程竣工一年來的各項工作進(jìn)展,。

FAST探測到數(shù)十個優(yōu)質(zhì)脈沖星候選體，經(jīng)國際合作,，有兩顆脈沖星已通過系統(tǒng)認(rèn)證,，一顆編號J1859-0131（又名FP1-FAST pulsar #1），自轉(zhuǎn)周期為1.83秒,，據(jù)估算距離地球1.6萬光年,；另一顆編號J1931-01（又名FP2），自轉(zhuǎn)周期0.59秒,，據(jù)估算距離地球約4100光年,。兩顆脈沖星分別由FAST于今年8月22日和25日在南天銀道面通過漂移掃描發(fā)現(xiàn),。

自FAST啟動至2018年5月，共發(fā)現(xiàn)51顆脈沖星候選體,，其中有11顆已被確認(rèn)為新脈沖星,。