成果简介

　　500米口径球面射电望远镜（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope，简称FAST）位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县克度镇大窝凼的喀斯特洼坑中，拥有30个标准足球场大的接收面积。FAST射电望远镜被誉为“中国天眼”，是国家科教领导小组审议确定的国家九大科技基础设施之一，由中国天文学家南仁东先生于1994年提出构想，历时22年建成，于2016年9月25日落成启用。FAST由中国科学院国家天文台和贵州省人民政府共同建设，是具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜，综合性能是著名的射电望远镜阿雷西博的十倍。2020年1月11日，500米口径球面射电望远镜通过国家验收，投入正式运行。2021年3月31日起，“中国天眼”向全世界天文学家征集观测申请，以开放合作的态度，向全球提供重大科研基础设施，促进更多科学成果产出，为人类文明进步作出中国贡献。

历史背景

　　1993年，国际无线电科学联盟大会（URSI）在日本东京召开。会上来自中国、澳大利亚、加拿大、法国、德国、印度、荷兰、俄罗斯、英国、美国等10个国家的天文学家分析了射电望远镜综合性能的发展趋势。为更好地观测不同宇宙距离上的中性氢，与会者提出了建造新一代射电“大望远镜”的倡议。他们期望，在全球电信号环境被破坏之前，能多收获一些射电信号。在这一背景下，原北京天文台提出了利用中国西南部的喀斯特地貌建造阿雷西博型LT（LT是一个总接收面积1平方公里的射电阵）的中国方案，最初起名为KARST。1995年11月，以北京天文台为主，联合国内20余家大学和科研机构，组建了“大射电望远镜”中国推进委员会，由南仁东研究员任主任。

创新历程

　　FAST射电望远镜的建造难度很大。首先在选址上就困难重重，适宜的洼地非常难找，因为它需要满足优良的地质条件、远离人口密集区域、足够大并且足够圆、不能积水等条件。从1994年到2006年，南仁东带领团队，从8000多幅地图中选出300多个洼坑，再进一步将范围缩小至几十个。团队几乎走遍这些洼地，现场踏勘，风餐露宿。最终，将台址定在贵州平塘县克度镇的大窝凼洼地。　　位置确定好以后，如何设计、建造以及建成之后如何调试，都没有现成的经验可以借鉴，关键技术无先例可循，关键材料需从头研制。在设计上，“中国天眼”突破创新，不断创造奇迹。比如就索网的设计来说，科学家们持续全方位地改进索体工艺，一根钢索要进行200万次疲劳实验。此外，FAST射电望远镜的馈源舱也是一个大胆的创新性设计。馈源舱采用全新的轻型索驱动控制系统，可以自如改变角度和位置，更有效地收集、跟踪、监测更丰富的宇宙电磁波。　　“中国天眼”FAST工程的发起者和奠基人南仁东为FAST工程建设发挥了关键作用。他全面指导了FAST工程建设，70多岁高龄仍坚持奋斗在工作一线，身患重疾仍亲临工程现场，主持攻克了索疲劳、动光缆等一系列技术难题，为这一重大工程的顺利落成作出了重要贡献。　　2013年6月28日贵州省人民政府第7次常务会议审议通过《贵州省500米口径球面射电望远镜电磁波宁静区保护办法》，为射电望远镜的建设与运行提供了电磁环境安全的法制保障。

重大意义和深远影响

　　FAST射电望远镜全新的设计思路，加之得天独厚的台址优势，使其突破了望远镜的百米工程极限，开创了建造巨型射电望远镜的新模式。FAST射电望远镜的落成启用，对我国提高原始创新能力、集成创新能力和引进消化吸收再创新能力、在科学前沿实现重大原创突破和加快创新驱动发展具有重要意义。未来，FAST射电望远镜将在众多基础研究领域，例如宇宙大尺度物理学、物质深层次结构和规律等领域提供发现和突破的机遇，也将在日地环境研究、国防建设和国家安全等方面发挥不可替代的作用。