“国之重器”FAST

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　　FAST简介：
　　500米口径球面射电望远镜（Five hundred meter Aperture Spherical radio Telescope）英文简称是FAST，是目前世界第一大单口径射电望远镜。
　　FAST主动反射面是由8895根钢索和4450个反射单元组成的球冠型索膜结构，口径约500米，通过主动控制可在观测方向形成300米口径瞬时抛物面。采用光机电一体化的索支撑轻型馈源平台，加之馈源舱内的二次调整装置，在馈源与反射面之间无刚性连接的情况下，能实现高精度的指向跟踪。理论上说，FAST能接收到137亿光年以外的电磁信号，这个距离接近于宇宙的边缘。FAST与号称“地面最大的机器”的德国波恩100米望远镜相比，灵敏度提高约10倍；与排在阿波罗登月之前、被评为人类20世纪十大工程之首的美国阿雷西博300米望远镜相比，其综合性能提高约2.25倍。
　　FAST建设大事记：
　　1994年，FAST选址工作启动，开始了历时十余年的预研究。最终选定贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县克度镇金科村大窝凼洼地作为FAST台址。
　　2011年3月5日，FAST台址开挖工程启动。
　　2012年12月，FAST台址开挖主体工程完工。
　　2013年12月31日，顺利完成了钢结构主动反射面环形支撑圈梁制造与安装，实现了合拢。
　　2014年3月15日，馈源支撑塔开始安装，11月30日竣工。
　　2014年7月17日，反射面索网安装开始，2015年2月4日完成安装工作。
　　2015年8月2日，安装第一块单元反射面板。
　　2015年11月21日，500米口径球面射电望远镜（FAST）的核心部件“馈源舱”进行首次升舱实验，这标志着整个工程即将进入尾声。
　　2016年7月3日，最后一块反射面板安装完成，标志着世界最大的射电望远镜主体工程全面完工。
　　2016年9月25日，FAST工程竣工。
　　三大自主创新：
　　1.利用独一无二的贵州天然喀斯特洼地作为台址
　　“大窝凼”的球形洼地与FAST的球面设计十分贴合，这使得工程的土石方开挖量从平地状态的3000万方锐减到只有54万方，工程开挖量最小；“大窝凼”的喀斯特地质条件可以保障雨水向地下泄流，不在表面淤积而损坏望远镜；“大窝凼”周围矗立着5座山峰，附近5千米半径之内没有一个乡镇，是屏蔽外界电波干扰的环境理想。
　　2.应用主动反射面技术在地面改正球差
　　总面积达25万平方米的反射面看起来像一口超级“大锅”，总长度超过1.5千米的钢圈梁，将上万根钢索牢牢固定住，索网结构上共有4450块长约11米的三角形反射面板，每块反射面的背后都有钢索牵拉，可以随着天体的移动来调整瞬时抛物面的方向，馈源舱也随之一起运动，采集反馈信息。
　　3.轻型索拖动馈源支撑将万吨平台降至几十吨
　　球面周围有6座最高达168米的支撑塔，通过6条钢索将30吨重的馈源舱缓缓拉升，悬吊在巨大球面的中心。所采用的光机电一体化技术，创新性地提出了轻型索支撑馈源平台，并使用并联机器人进行二次精调，实现高精度指向追踪。通过卷扬机收放钢索，可以驱动馈源舱在一个距离地面高140米至180米、直径为207米的球冠面上运动，最大定位精度将小于10毫米。
　　四大应用价值：
　　1.在国家重大需求方面有重要价值
　　FAST把中国空间测控能力由地球同步轨道延伸至太阳系外缘，将深空通讯数据下行速率提高100倍。脉冲星到达时间测量精度由120纳秒可提高至30纳秒，成为国际上最精确的脉冲星计时阵，为自主导航这一前瞻性研究制作脉冲量钟。
　　2.寻找宇宙天体
　　FAST作为一个多学科基础研究平台，有能力将中性氢观测延伸至宇宙边缘，观测暗物质和暗能量，寻找第一代天体，研究极端状态下物质结构与物理规律；有希望发现奇异星和夸克星物质；发现中子星――黑洞双星；无需依赖模型精确测定黑洞质量；可用于搜寻识别可能的星际通讯信号，寻找地外文明等。
　　3.展示贵州国际天文学术中心的形象窗口
　　有了FAST，边缘闭塞的黔南喀斯特山区将变成世人瞩目的国际天文学术中心，成为把贵州展现给世界的新窗口。以FAST为主体的天文科普基地将推进我国西部、甚至全国的科普工作，为科教兴国的长远战略目标服务。
　　4.拉动贵州经济发展和社会繁荣
　　FAST建成后还将作为SKA（平方公里阵列射电望远镜）的先导单元。FAST建在贵州，将会对我国西南贫困山区的经济发展和社会繁荣产生不可估量的影响，为国家西部开发战略贡献力量。
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