中国天眼

“中国天眼”是国家重大科技基础设施，是观天巨目、国之重器，实现了我国在前沿科技领域的一项重大突破。作为目前世界上最大、最灵敏的单口径射电望远镜，

“中国天眼”能够接收到100多亿光年以外的电磁信号，是我国科技创新的一张代表性“名片”。

坐落于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的500米口径球面射电望远镜（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope，FAST），被誉为“中国天眼”。中国天眼FSAT作为天文研究的大科学装置，是国家“十一五”重大科技基础设施建设项目之一，具有中国自主知识产权，由中国自主建造，是世界上口径最大、灵敏度最高的单口径射电望远镜。它总占地面积2.6万平方米，口径500米，它接收信号的反射面积相当于30个足球场，比被称为“人类20世纪十大工程”之首的原世界最大口径射电望远镜——美国阿雷西博305米望远镜观测天区大1倍，最大跟踪时长长1倍，综合性能提高约10倍。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。“中国天眼”能接收到137亿光年外的电磁信号，观测范围可达宇宙边缘，是人类探测外太空过程的里程碑，实现了中国射电天文在国际上从追赶到领先的跨越。

天文学从诞生起一直是自然科学的核心学科和前沿学科之一，它的每一次重大突破都会在“不经意间”对整个基础学科乃至人类文明的进程带来巨大震撼和推动。天文学发展过程中累积的观测成果、技术革新不仅在国家安全、经济发展方面起到了重要作用，而且也切实改变了每一位普通人的生活。比如，对太阳黑子爆发活动的观测预报关乎发电厂和电网设备的安全；对空间碎片的监测预警关乎在轨卫星的安全，进而影响我们日常生活中的通信和出行导航。如果没有在长期细致观测记录基础上建立的精准快速的计算模型，哪怕极其短暂的太阳风暴都会造成电网中断，极小的空间碎片也会导致卫星失灵，给国民经济和人们生活带来不可估量的损失。

20世纪30年代初，无线电天文学先驱卡尔·央斯基用天线阵接收到银河系中心的电波，拉开了射电天文学的大幕。天体射电流量密度的单位用“央斯基”（Jansky，简写为“Jy”）就是为了纪念他为射电天文学所做出的贡献。美国人格罗特·雷伯于1937年建造了一架口径9米的天线，于1938年成功地使用160兆赫的频率确认了央斯基的发现，并于1941年完成无线电频率的巡天地图。雷伯使用的那架天线被公认为是世界上第一架天文射电望远镜。

不同于我们常见的通过可见光进行观测的光学望远镜，射电望远镜是通过接收宇宙中不可见的无线电波来观测宇宙，其基本原理是：把反射面做成抛物面的形状，在抛物面的交点处安置一台接收器，抛物面的面积越大，汇集的信号就越多，也就更能够探测到更暗弱、更遥远的天体信号。第一台射电望远镜建成以来，所有天文望远镜接收到的太阳以外的宇宙天体的信号折算成能量还不足以翻动一页纸。为使天文学更好地推动人类认识宇宙起源、生命起源，各国天文学家一直致力于建造反射面尽可能大的巨型射电望远镜。与此同时，伴随着人类对无线电的大规模使用，产生了越来越多的无线电波，干扰了人类对太空信号的接收。在1993年国际无线电科学联盟大会上，包括中国在内的多个国家提出倡议，希望在地球电磁波环境被破坏之前，建造出超大口径的射电望远镜。1994年，以南仁东为代表的中国科学家开始“中国天眼”的探索，开启了“把不可能变为可能”的征途。

“中国天眼”FAST拥有3项自主创新技术：一是利用贵州天然喀斯特巨型洼地作为望远镜台址；二是自主发明了主动变形反射面；三是自主提出轻型索拖动馈源支撑平台和并联机器人。FAST的全新设计理念开创了建造巨型望远镜的新模式。