“中国天眼”发现千颗脉冲星，技术创新引领全球射电天文学
“中国天眼”发现千颗脉冲星，技术创新引领全球射电天文学
在贵州省平塘县克度镇大窝凼，一座巨大的“天眼”仰望苍穹，将人类的视野延伸至百亿光年之外。这就是被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜（FAST），自2016年建成以来，它不仅刷新了人类对宇宙的认知边界，还凝聚着无数中国科学家的智慧与汗水。作为“中国天眼”的总工程师，姜鹏带领团队攻克了一个又一个技术难题，让这台世界最大单口径射电望远镜成为探索宇宙深处的利器。
创新突破：从“视网膜”到“神经系统”
“中国天眼”的“视网膜”——球形反射面，是一张由6670根钢索编织而成的索网，其结构是世界上跨度最大、精度最高、工作方式最特殊的。为了实现反射面变形，对抗疲劳性能的要求极高。在“天眼之父”南仁东的指导下，姜鹏带领团队进行了大规模的索疲劳试验。经过近百次失败，他们终于攻克了超高强度、抗反复拉伸的钢索难题，首创主动变形反射面，使望远镜覆盖40度天顶角，成功支撑起“中国天眼”的“视网膜”。
为了让“中国天眼”看得更远更清楚，调试工作至关重要。姜鹏团队基于力学仿真系统研发了反射面的安全实时评估系统和开环控制系统，实现了反射面的数字孪生，使“中国天眼”能够全天候运行工作。中国科学院国家天文台副研究员李辉表示：“我们无须实时测量反射面面形，哪根促动器坏了、哪个节点工作不正常，都能在安全评估系统软件中显示，并且模拟出对观测的影响，一旦超出安全范围就会自动报警。”
低噪声放大器是“中国天眼”接收机的核心零部件，此前都靠进口。中国科学院国家天文台高级工程师柴晓明团队用时近两年，自主研发出高性能的国产低噪声放大器。今年9月，这款国产低噪声放大器正式出口巴西，首次实现我国自主研发的射电望远镜核心部件出口海外。
科研突破：脉冲星发现数量全球第一
截至2024年11月，FAST发现脉冲星数量已突破1000颗，超过同一时期国际其它望远镜发现脉冲星数量的总和。这一成就不仅大大丰富了脉冲星的种类和数量，还为理解脉冲星的形成和演化提供了重要数据支持。通过观测脉冲星，科学家可以检验广义相对论、探测低频引力波等，为脉冲星物理、测时等理论研究提供关键数据。
国际合作：为全球天文学研究提供重要平台
“中国天眼”不仅是中国的，更是世界的。自2021年3月31日正式对全球科学界开放以来，FAST已帮助多个国家的研究团队开展观测900余小时，涉及科学目标漂移扫描巡天、中性氢星系巡天、银河系偏振巡天、脉冲星测时、快速射电暴观测等多个领域。英国天文学家拉夫尔·伊夫说：“‘中国天眼’持续向全球科学界开放，全世界的科学家都可以根据自己的研究计划申请使用这一开创性的仪器，这意味着天文学家可以开展以前由于望远镜灵敏度不足而无法进行的实验。”
未来展望：持续拓展人类观天极限
为了保持领先地位，FAST计划建设核心阵列，即在周边部署20至30台40米级全可动射电望远镜，以增强观测能力和分辨率，进一步拓展人类对宇宙的认知边界。德国马克斯·普朗克射电天文学研究所天文学家劳拉·斯皮特勒预测，到本世纪30年代，“中国天眼”将为人类研究超大质量黑洞碰撞等天文学前沿研究积累大量数据。
“中国天眼”不仅是科技奇迹，更展现了中国科学家们攻坚克难的精神风貌。正如姜鹏所说：“‘中国天眼’不仅为我们提供了探测宇宙深处的强大工具，而且在基础科学研究中产生了深远影响。它帮助我们探索宇宙的起源、演化及其结构，为理解宇宙中的前沿科学问题提供了重要观测数据支持。”