世界最大单口径望远镜——天眼，天眼的建设价值

回溯四年前，2016年9月25日，“中国天眼”睁开了眼睛，望向浩瀚宇宙深处。截至目前，在调试期间，FAST运行平稳有序，已发现上百颗优质脉冲星候选体，其中超百颗已被确认为新发现的脉冲星，为我国天文事业发展以及建设世界科技强国作出了卓越贡献。

天眼简介

500米口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope)，简称FAST，位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县克度镇大窝凼的喀斯特洼坑中，工程为国家重大科技基础设施，“天眼”工程由主动反射面系统、馈源支撑系统、测量与控制系统、接收机与终端及观测基地等几大部分构成。

500米口径球面射电望远镜被誉为“中国天眼”，由我国天文学家南仁东于1994年提出构想，历时22年建成，于2016年9月25日落成启用。是由中国科学院国家天文台主导建设，具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。自2016年9月25日落成启用以来，500米口径球面射电望远镜——“中国天眼”共发现51颗脉冲星候选体，其中有11颗已被确认为新脉冲星。

建设的地域条件

FAST台址选定在贵州省 黔南布依族苗族自治州 平塘县 克度镇 金科村的 大窝凼洼地,此洼地位于北纬25.647222度，东经106.85583度，直径大约800米，东北距平塘县城约85km,西南距 罗甸县城约45km。总体位于 贵州高原向广西丘陵过渡的斜坡地带，地势总体上北高南低，区域内 碳酸盐岩广泛分布，岩溶峰丘、洼地、落水洞极为发育，地形起伏不平，低山地形。大窝凼洼地的山梁最高为东南侧山头，标高1201m，洼地的最低点标高841m，最大相对高差达360m。洼地地表岩溶洼地发育，地形起伏大，坡度较陡，地貌类型简单，局部山体陡峭，形成陡崖和悬壁。中科院已在贵州省贵阳市注册成立 贵州射电天文台管理该项目。之所以选址“大窝凼”有三方面原因，一是地貌最接近FAST的造型，工程开挖量最小;二是这里的喀斯特地质可以保障雨水向地下渗透，不会在表面淤积而损坏和腐蚀望远镜;三是射电望远镜需要一处“静土”，“大窝凼”附近5千米半径之内没有一个乡镇，无线电环境理想。

天眼的建设历史

1993年东京召开的国际无线电科学联盟大会上，包括中国在内的10国天文学家提出建造新一代射电“大望远镜”。他们期望，在全球电信号环境恶化到不可收拾之前，能多收获一些射电信号。建造FAST的动机肇始于此。

1994年7月， FAST工程概念提出。

2001年， FAST预研究作为中科院首批“创新工程重大项目”立项，并得到中国科学院及科技部的支持。

2001年10月， 知识创新工程首批重大项目“FAST预研究”总体验收。

2007年7月， 国家发展和改革委员会批复500米口径球面 射电望远镜国家重大科技基础设施立项建议书，原则同意将FAST项目列入国家高技术产业发展项目计划，FAST工程进入 可行性研究阶段。

工程于2011年3月正式开工建设，预计2016年9月竣工，工期5.5年。望远镜台址挖掘完工，基地、主动反射面的建造均于2013年内动工。目前总投资概算为6.67亿元。

2016年7月3日，500米口径球面射电望远镜(FAST)的最后一块反射面单元成功吊装，这标志着FAST主体工程顺利完工。

2016年9月25日，9月25日在贵州省平塘县的喀斯特洼坑中落成启用，开始接收来自宇宙深处的电磁波。

天眼的建设价值

具有中国独立自主知识产权的FAST，是世界上正在建造及计划中的口径最大、最具威力的单天线射电望远镜，其设计综合体现了我国高技术创新能力。它将在基础研究众多领域，例如宇宙大尺度物理学、物质深层次结构和规律等方向提供发现和突破的机遇，也将在日地环境研究、国防建设和国家安全等方面发挥不可替代的作用。其建设将推动众多高科技领域的发展，提高原始创新能力、集成创新能力和引进消化吸收再创新能力。它的建设与运行将促进西部经济的繁荣和社会进步，符合国家区域发展总体战略。

FAST的天线口径为500米，将是国际上最大的单口径望远镜，与号称“地面最大的机器”德国波恩100米望远镜相比，其灵敏度提高约10倍。如果天体在宇宙空间均匀分布，FAST可观测目标的数目将增加约30倍。与美国Arecibo 300米望远镜相比，FAST灵敏度高2.25倍，而且Arecibo 20°天顶角的工作极限，限制了观测天区，特别是限制联网观测能力。可以预测FAST将在未来20-30年保持世界一流设备的地位，并将吸引国 内外一流人才和前沿科研课题，成为国际天文学术交流中心。

天眼建设的军事价值

有军事专家认为，侦察敌方任何战斗机以及隐形轰炸机最好的方法就是利用射电望远镜。这种方法比较安全，因为它只接收无线电波，而不像雷达那样必须发射无线电波。每个飞行器都会有发动机噪音信号，而且这种信号能够用来区分不同类型的飞机，尽管一些战斗机在设计上对发动机喷气口进行了掩蔽，或者用滤波器加以清除。

天眼建设的首要目标

FAST总工艺师王启明表示，在FAST的科学目标中，确实“包括寻找地外文明”，“但是这并不是我们排在最前列的目标”。“排在我们最前列的目标是寻找脉冲星。”他说。

为什么要找脉冲星?王启明说，脉冲星会不断地发出脉冲信号，而这种信号非常稳定。“找到以后就可以应用于深空探测、星际旅行，可以起到导航作用。”

他举例称，“如果你要走到火星，或者走出太阳系，甚至走出银河系，根本无法用地球上的GPS去导航，但如果能知道宇宙中很多脉冲星的位置，就可以通过它来定位、导航。”他还指出，航天航空的精确定位也离不开射电望远镜。“如果我们发射飞船去火星，飞船在走的过程中隔一段时间就发一个脉冲信号回来，我们的中国‘天眼’就可以接收到这个信号，判断它的位置，是否在正确轨道上。”此外，贵州大学物理学院教授、中科院国家天文台-贵州大学天文联合研究中心常务副主任张志彬也告诉记者，人类在地面建实验室，高温高压强磁场都是很难实现的，而脉冲星的实验条件非常极端，它“对人类认识极端条件下的一些物理现象也有非常重大的意义”。

国家天文台副台长、FAST工程常务副经理郑晓年曾在接受媒体采访时指出，除了观测脉冲星，中国“天眼”的另一大科学目标是“巡视宇宙中的中性氢”。他指出，这可以“研究宇宙大尺度物理学，以探索宇宙起源和演化”。

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