群山深处聆听宇宙“心跳”――记“中国天眼”青年建设团队

  贵州群山深处,被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜(简称“FAST”),不舍昼夜地凝望着宇宙,探寻百亿光年之外的射电信号。

  世界最大单口径,世界最高灵敏度,从1994年提出构想,到2020年通过国家验收……20多年艰苦建设,当初那个朴素的想法变成了观天巨目,也锤炼了一个甘于寂寞、潜心探索、科技报国的团队。这是一支青年人占多数的队伍,很多人在FAST建设时期就担任重要角色,他们伴随着FAST一路成长,在群山深处聆听宇宙“心跳”。

  “十几年围着一口‘锅’转”

  “十几年围着一口‘锅’转。”谈起山里的这口“大锅”,今年43岁的FAST运行和发展中心常务副主任、总工程师姜鹏忍不住打趣。

  面对这样一个接收面积相当于30个标准足球场大小的科学装置,姜鹏坦陈,2009年博士毕业的他刚刚加入FAST团队时,一度怀疑这是一个“忽悠人”的项目。在工程出身的姜鹏眼里,这个世界级的超级工程超出了自己的认知范围,是一个天马行空的概念。

  随着FAST开工建设,困难很快接踵而至。其中一个差点让FAST毁于一旦的问题就是――索疲劳。不同于世界上已有的单口径射电望远镜,FAST的“视网膜”是一张由6670根钢索编制的索网,它需要在球面和抛面间进行变形,从而对天文信号进行收集和观测。这就要求每根钢索的加工精度要达到1毫米,还要求有一定伸缩性,能承受500兆帕应力和200万次循环加载。

  当FAST团队从市面上知名厂家买来数十根钢索,进行疲劳实验,他们傻眼了:这是从未被实现过的疲劳性能。彼时,负责FAST工程的姜鹏陷入了焦虑不安,“因为,FAST遇到的不是设计问题,而是材料和工艺出了问题,很难解决”。

  “那时的我们不知道能否解决这些问题,不知道能否建成,不知道建成后能否调试成功,更不知道以后会有一口‘大锅’取名‘中国天眼’。”姜鹏笑着说。

  开弓没有回头箭。为了解决这个问题,在以南仁东为首的科学家带领下,姜鹏等人进行了大规模的疲劳实验,失败近百次,最终研制出适合FAST的超高耐疲劳钢索,实现了超大跨度、超高精度、主动变位式的索网结构。

  “春天来了,科学的花儿开了”

  FAST的建成只是个开始,还有更多的挑战在等着他们。

  众多的“首创”成就了FAST的独一无二,也注定了FAST遇到的问题寡二少双。没有先例可供参考,没有经验可供借鉴,FAST团队成员只能逢山开路,遇水搭桥。

  针对工程台址雷击损害严重等问题,孙京海等人完成整个望远镜的防雷设计和实施,以及整个望远镜控制系统的软件研发和调试;支撑馈源舱的索力范围怎么计算?李辉建立起了舱―索悬挂系统的动力学仿真模型,完成了FAST馈源支撑全过程仿真中的第一步也是最关键一步……

  2017年8月27日,“中国天眼”第一次实现了对特定目标的追踪观测,稳定地获取了目标源射电信号。那一刻,大伙心里的大石头终于落了地。截至目前,基于“中国天眼”数据发表的高水平论文已有70余篇;所发现的脉冲星数量已超过340颗,是同一时期国际上所有其他射电望远镜发现数量总和的3倍以上。

  “春天来了,科学的花儿开了……”姜鹏脸上洋溢着自信。

  繁花似锦的背后

  鲜有人知,繁花似锦的背后,这支“中国天眼”的青年建设团队经历了什么。

  FAST建设初期,使用的水是地表水,住的是活动板房。潮湿、阴冷的工棚没有空调或暖气,很多人只要住上十来天,身上就会起满红疙瘩,被子潮湿得都能拧出水来。不仅如此,工棚不隔音,夜深了有人打呼噜讲话,隔着板壁都能听得一清二楚。

  不只是条件艰苦,有时生命还面临危险。FAST运行和发展中心测控部测量组组长于东俊,迄今已在FAST团队工作了12个年头。2009年10月,刚刚参加工作3个月的他被派去FAST现场进行首级控制网稳定性监测。到现场后的第3天,在背着设备爬山时,他左手抓空,身体瞬间失去了重心。幸亏右手顺势抓住了一个树枝,然后借力蹦到了下面的一条小路上。“那条小路也就有10厘米宽,刚能放下一只脚,如果没有那个树枝我就可能掉下去了。”回想起当年的“意外”,于东俊仍不免后怕。

  然而再多的艰难险阻,也阻挡不住FAST团队征服星辰大海的梦想。条件差、挣钱少、出差多,顾不上家,不止一个人问过潘高峰,为啥还要留在FAST团队?起初潘高峰不知道怎么回答,直到后来他从姜鹏的报告里听到了一个词――情怀,觉得特别准确。“正是因为这两个字,才有那么多的科技工作者心甘情愿地在这里坚守下去。”潘高峰说。

  今年3月31日起,FAST对全球开放。宇宙浩瀚,“中国天眼”的征程才刚刚开始。“我们要做一台好用的望远镜,希望后来者们用好这个设备。”这是姜鹏也是FAST团队对未来的美好期许。(经济日报-中国经济网记者 沈 慧)

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