二、“天眼”中的科技

“天眼”工程體現(xiàn)了大國的綜合實力，從一個方面反映了我國已達到的科學(xué)技術(shù)與工程水平。那么，我們看FAST工程所涉及的一些關(guān)鍵技術(shù)。

一是工程結(jié)構(gòu)技術(shù)。FAST索網(wǎng)是世界上跨度最大、精度最高的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)。這個索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的模型，跟家里使用的衛(wèi)星天線有點類似，有一個大鍋形狀的接收器，叫做饋源艙。FAST一共用了6670根主索和2225根下拉索，拼出“天眼”索網(wǎng)，拉起饋源艙，僅圈梁、索網(wǎng)和支撐饋源艙的6座高塔就用掉1萬多噸鋼材。而且索網(wǎng)上鑲嵌著4450塊反射板，每塊邊長 10.4—12.4米，單元重427—482.5公斤，厚度約1.3毫米，共用2000多噸鋁合金。所以，這個工程量是很大的，這是世界上第一個采用變位工作方式的索網(wǎng)體系。

二是制造和安裝技術(shù)。射電望遠鏡是通過天線鍋（反射面）來接收信號的。通過反射面的反射聚焦，把信號聚攏到一點上，提供給饋源接收機。FAST的主動反射面大約25萬平方米，相當于30個足球場的面積。安裝直徑500米的反射面，需要制造和安裝巨大的索網(wǎng)。中國這些年建了很多世界一流的工程，其中規(guī)模最大的鋼拉懸索橋，在原理上和這個索網(wǎng)結(jié)構(gòu)類似。所以在技術(shù)上，我們不僅是成熟、先進的，而且是世界領(lǐng)先的。

三是激光定位系統(tǒng)。大鍋僅僅制造和安裝好是不夠的，還需要能夠移動調(diào)整。美國“阿雷西博”望遠鏡是固定在地面上不動的，也就是說它的觀測方向是固定的，而FAST可以變形。FAST由4450塊反射板拼成一個巨大的球面，由與索網(wǎng)相連的2000多個小電機控制，通過激光定位系統(tǒng)控制索網(wǎng)的形狀，從而變換天線的方向。這個定位精確到毫米。這樣，我們就能夠跟蹤一些天體的運行情況。FAST每塊反射板的背后都由鋼索牽拉，可以隨著天體的移動來調(diào)整瞬時拋物面的方向，從而控制FAST的核心部件——30噸重“饋源艙”，如何用鋼索驅(qū)動實現(xiàn)饋源艙的大范圍、高精度空間定位，是一個極具挑戰(zhàn)性的技術(shù)難題。

四是驅(qū)動控制系統(tǒng)。FAST項目核心部件饋源艙的主控制系統(tǒng)是 6索并聯(lián)驅(qū)動控制系統(tǒng)，可以控制饋源艙進行姿態(tài)、位置調(diào)整，精確地達到反射面的焦點位置，使饋源艙獲取信號能力達到最佳。

由這樣幾個關(guān)鍵技術(shù)所構(gòu)成的射電望遠鏡，國內(nèi)外專家認為，未來20年到30年，F(xiàn)AST都能夠保持世界一流設(shè)備的地位。

那么，F(xiàn)AST要把覆蓋30個足球場的信號聚集在一個藥片大小的空間里，接收無線電信號的饋源艙定位需要控制在毫米級的水平。驅(qū)動饋源艙在距離地面高140—180米、直徑為207米的空中球冠面上運動，每一部分的位移都要控制在毫米級。這種精細控制保證了FAST的高靈敏度將比德國的“埃菲爾斯伯格”提高約10倍，綜合性能將比美國“阿雷西博”提高約10倍。在技術(shù)上，也是世界先進的。

FAST是中科院承擔的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程之一。國家在“十一五”時期、“十二五”時期連續(xù)投入大量資金，進行了長期的研究和積累。其中，F(xiàn)AST圈索及索網(wǎng)工程獲“中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會科學(xué)技術(shù)獎”特等獎。專家認為，F(xiàn)AST索網(wǎng)制造和安裝總體達到國際先進水平，高應(yīng)力幅索的研發(fā)和高精度制造達到國際領(lǐng)先水平。

我們簡要介紹了500米口徑射電望遠鏡的一些技術(shù)情況，制造這樣一個射電望遠鏡不僅需要技術(shù)，還要有一系列的科學(xué)研究來支撐。所以我們講，這個射電望遠鏡的建造、施工和安裝全面體現(xiàn)了我國科學(xué)技術(shù)的水平。