成果簡介

　　500米口徑球面射電望遠鏡（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope，簡稱FAST）位于貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣克度鎮大窩凼的喀斯特洼坑中，擁有30個標準足球場大的接收面積。FAST射電望遠鏡被譽為“中國天眼”，是國家科教領導小組審議確定的國家九大科技基礎設施之一，由中國天文學家南仁東先生于1994年提出構想，歷時22年建成，于2016年9月25日落成啟用。FAST由中國科學院國家天文臺和貴州省人民政府共同建設，是具有我國自主知識產權、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡，綜合性能是著名的射電望遠鏡阿雷西博的十倍。2020年1月11日，500米口徑球面射電望遠鏡通過國家驗收，投入正式運行。2021年3月31日起，“中國天眼”向全世界天文學家征集觀測申請，以開放合作的態度，向全球提供重大科研基礎設施，促進更多科學成果產出，為人類文明進步作出中國貢獻。

歷史背景

　　1993年，國際無線電科學聯盟大會（URSI）在日本東京召開。會上來自中國、澳大利亞、加拿大、法國、德國、印度、荷蘭、俄羅斯、英國、美國等10個國家的天文學家分析了射電望遠鏡綜合性能的發展趨勢。為更好地觀測不同宇宙距離上的中性氫，與會者提出了建造新一代射電“大望遠鏡”的倡議。他們期望，在全球電信號環境被破壞之前，能多收獲一些射電信號。在這一背景下，原北京天文臺提出了利用中國西南部的喀斯特地貌建造阿雷西博型LT（LT是一個總接收面積1平方公里的射電陣）的中國方案，最初起名為KARST。1995年11月，以北京天文臺為主，聯合國內20余家大學和科研機構，組建了“大射電望遠鏡”中國推進委員會，由南仁東研究員任主任。

創新歷程

　　FAST射電望遠鏡的建造難度很大。首先在選址上就困難重重，適宜的洼地非常難找，因為它需要滿足優良的地質條件、遠離人口密集區域、足夠大并且足夠圓、不能積水等條件。從1994年到2006年，南仁東帶領團隊，從8000多幅地圖中選出300多個洼坑，再進一步將范圍縮小至幾十個。團隊幾乎走遍這些洼地，現場踏勘，風餐露宿。最終，將臺址定在貴州平塘縣克度鎮的大窩凼洼地。

　　位置確定好以后，如何設計、建造以及建成之后如何調試，都沒有現成的經驗可以借鑒，關鍵技術無先例可循，關鍵材料需從頭研制。在設計上，“中國天眼”突破創新，不斷創造奇跡。比如就索網的設計來說，科學家們持續全方位地改進索體工藝，一根鋼索要進行200萬次疲勞實驗。此外，FAST射電望遠鏡的饋源艙也是一個大膽的創新性設計。饋源艙采用全新的輕型索驅動控制系統，可以自如改變角度和位置，更有效地收集、跟蹤、監測更豐富的宇宙電磁波。

　　“中國天眼”FAST工程的發起者和奠基人南仁東為FAST工程建設發揮了關鍵作用。他全面指導了FAST工程建設，70多歲高齡仍堅持奮斗在工作一線，身患重疾仍親臨工程現場，主持攻克了索疲勞、動光纜等一系列技術難題，為這一重大工程的順利落成作出了重要貢獻。

　　2013年6月28日貴州省人民政府第7次常務會議審議通過《貴州省500米口徑球面射電望遠鏡電磁波寧靜區保護辦法》，為射電望遠鏡的建設與運行提供了電磁環境安全的法制保障。

重大意義和深遠影響

　　FAST射電望遠鏡全新的設計思路，加之得天獨厚的臺址優勢，使其突破了望遠鏡的百米工程極限，開創了建造巨型射電望遠鏡的新模式。FAST射電望遠鏡的落成啟用，對我國提高原始創新能力、集成創新能力和引進消化吸收再創新能力、在科學前沿實現重大原創突破和加快創新驅動發展具有重要意義。未來，FAST射電望遠鏡將在眾多基礎研究領域，例如宇宙大尺度物理學、物質深層次結構和規律等領域提供發現和突破的機遇，也將在日地環境研究、國防建設和國家安全等方面發揮不可替代的作用。