以创新思维开拓科研之基

工欲善其事，必先利其器。“中国天眼”的建造，是饱含战略眼光的超前部署。

20世纪90年代，当国际上还在为新一代大射电望远镜怎么建、在哪建争论不休时，以南仁东为首的中国科技工作者提出一个极富挑战、近乎天马行空的设想，得到了国家支持。

南仁东（中）与工程技术人员在大窝凼施工现场检查施工进展（2014年12月1日摄）。新华社发（中科院国家天文台供图）

“独立自主建”“利用喀斯特地貌建”“技术不成熟就一边研究一边建”。南仁东等人明确了这三条后，连望远镜要落户的喀斯特洼坑在哪都不知道，就开始干了。

带着几百幅卫星遥感图，几个人踏上漫漫十年寻址路。要给望远镜找个最合适、节约成本的“家”，光看遥感图不行，只能用双脚“丈量”。经过反复筛选，最终在贵州省平塘县找到了大窝凼——最适合“天眼”的深深“眼窝”。

过去同类射电望远镜的反射面是固定的，只能通过改变接收机的位置扫描天空中约20度的带状区域。为了在同等工程体量下获取更大观测范围，南仁东想出主动反射面的构想，并连夜画在草稿本上。

当时，在一些人看来，那是一张工程科技很难支撑的“草图”。南仁东一边带着团队做实验，一边到各大院所、高校“招兵买马”。

2010年8月，工程开工前夕。“国内顶级的应用于斜拉桥上的钢索，标准强度是200兆帕、抗200万次弯曲，用在‘天眼’实验上都断了。”时任馈源支撑系统总工程师的孙才红说。

当时负责索疲劳问题的是刚到国家天文台工作的力学博士姜鹏。他立下“军令状”，与一家企业合作，进行了有史以来最系统、最大规模的索疲劳试验，经历近百次失败，用了一年半时间终于找到突破口，研制出满足要求的钢索。

“天眼”团队一天天壮大。光是为主动反射面这个创新思维，便有几十个人贡献自己所学，联合院所、高校、企业等各方力量，完成了一连串创新。

这是2016年6月27日拍摄的“中国天眼”（检修期间拍摄）。新华社记者欧东衢摄

以不懈努力保障科研环境

“天眼”落成启用时，姜鹏已接过总工程师的担子。调试和运维一点也不轻松，控制反射面索网的液压促动器工作强度非常高，工程师每天都要巡检，谁也不知道坏了几个促动器会不会影响观测效果，陷入疲于检修的重复劳动中。

“姜鹏提出必须建一个反射面安全评估系统。”在望远镜调试中负责结构的工程师李辉说，按照这个思路，团队利用全过程仿真技术，把整个反射面用力学模型完全数字化，“哪个促动器坏了，哪个节点工作不正常，都能在总控室的安全评估系统中显示”，并模拟出对观测的影响，一旦超出安全范围会自动报警。

2200多个促动器中，误差或断通讯数量超过40个，“天眼”就必须暂停观测。有反射面安全评估系统作保障，这种情况从未发生过。

如果反射面板出问题怎么办呢？厚度仅1毫米的面板，弧度大到50多度，直接站上去肯定不行。工程师想到了模仿“太空行走”。

2019年8月30日，工作人员在FAST反射面板上实验“微重力蜘蛛人”方案。新华社记者欧东衢摄

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