正在建设的500米口径球面射电望远镜（FAST）工程11月21日取得重大进展——望远镜馈源支撑系统开始调试。
如果把射电望远镜比作天眼，馈源就是“眼睛”的“视网膜”，担负着接收射电信号的任务。放置FAST馈源的馈源舱直径达13米，重30吨。馈源支撑系统能否正常使用，决定着望远镜的“眼睛”能不能看，能看到多远，能看得多清晰。
FAST工程副总工艺师孙才红介绍，科研人员创新性地建设了6个支撑塔，每个支撑塔支撑1根柔性钢索，“拽住”馈源舱。通过收放钢索，馈源舱能够在距离地面高140~180米，直径为207米的球冠面上按照科学家的要求运动，设计定位和定姿的误差不超过48毫米。为了进一步精确控制馈源，科研人员还在馈源舱中放置了一个并联机器人。在这两重精密的设计下，FAST可以实现高精度指向跟踪，误差不会超过10毫米。
FAST馈源支撑系统总工程师朱文白介绍，目前是调试的第一阶段，使用的是等重等大的模拟舱，主要检测钢索能否实现设计目标。“估计经过两个月左右，能够得到结果。如果进展顺利，就换上真正的馈源舱，开始第二阶段调试。”
FAST是世界上最大的单口径球面射电望远镜，工程预计将于2016年9月竣工。建成后，FAST将实现大天区面积、高精度的天文观测，并在未来10～20年保持世界一流设备的地位。
为什么要建FAST？
或将产生难以预测的科学成果
自从1937年美国人格罗特·雷伯造出首个射电望远镜，天文学研究就开启了新篇章——脉冲星、宇宙微波背景辐射等重大的天文学发现都与射电望远镜密不可分。
决定射电望远镜能力的一个重要指标，是望远镜的口径——口径越大，探测暗弱天体的能力越强，能探测到的天体数目越多。目前在用的最大的单口径射电望远镜是美国在20世纪60年代建造的阿雷西博射电望远镜，直径为305米；其次就是德国波恩的100米望远镜。
我国科学家和工程技术人员利用喀斯特地貌形成的巨大洼地，铺设了一个直径为500米的球面射电望远镜。FAST工程副总工艺师孙才红介绍：“FAST接收射电波的面积约有30个标准足球场大，与德国波恩望远镜相比，灵敏度提高约10倍；与美国阿雷西博望远镜相比，综合性能提高约10倍。”
从宇宙起源与演化、暗物质暗能量与大尺度结构等科学研究，到空间飞行器的测控与通信等工程应用，FAST射电望远镜将发挥不可替代的作用。
FAST新在哪儿？
“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”。
（原载于《光明日报》 2015-11-22 01版）
