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【编者按】:百年征程波澜壮阔,百年初心历久弥坚。习近平总书记在党史学习教育动员大会上强调:在庆祝党百年华诞的重大时刻、在“两个一百年”奋斗目标历史交汇的关键节点,开展党史学习教育正当其时,十分必要。值建党百年之际,学院大学生媒体中心特开设“百年回响”专栏,充分发挥高校传播优势,以融媒体形式全景式宣传党的光辉里程与宝贵经验,讲好党的故事,唱响时代主旋律。并以此号召更多青年师生加入党史学习行列,知史爱党,知史爱国,用党的光荣传统和优良作风坚定信念、凝聚力量,用党的实践创造和历史经验启迪智慧、砥砺品格。
中国天眼:隐世于万山之中,遥望着宇宙的最深处
“天何所沓?十二焉分?
日月安属?列星安陈?”
两千多年前
诗人屈原深望茫茫星空
不禁在长诗《天问》中发问
宇宙究竟是什么样子的?
“感官安宁,万籁无声,
美丽的宇宙太空,
以它的神秘和绚丽,
召唤我们踏过平庸,
进入它无垠的广袤。”
这是人民科学家南仁东先生对宇宙的深情告白。
二十余载铸一“锅”
无人机拍摄的“中国天眼”全景图
中国天眼,全称“500米口径球面射电望远镜”(FAST),坐落于贵州省平塘县的一处大窝凼。作为世界最大的单口径射电望远镜,这口“大锅”究竟有多大?它的总面积相当于30个标准足球场,如果用它装满矿泉水,全世界70亿人每人可以分到四瓶。
25米与350米,这是此前中国与美国拥有的射电望远镜口径的差距,而口径大小直接决定眼力所及。“要在中国的土地上,建造世界上最大的射电望远镜,以免让中国在宇宙探索中受制于人。”上世纪90年代,时任北京天文台副台长的南仁东等老一辈天文学家提出建设中国天眼的构想。
质疑纷至沓来。南仁东却有自己的坚持,“别人都有自己的大设备,我们没有,我挺想试一试”。有那么几年时间,南仁东成了一名“推销员”,大会小会、中国外国,逢人就推销自己的大望远镜项目。
不服输,磨破嘴,跑断腿,FAST终于立项。有人调侃,“老南,亿万富翁啊”。他笑着摇摇头:“千万负翁。”是的,理想很丰满,现实很骨感。项目建设之初,经费紧缺,听说贵州喀斯特洼地多,能选出性价比最高的天眼台址,南仁东带领团队一头扎进了贵州深山,一找就是12年。
第一个难关:选择合适的地址
8000份遥感地图,一万多个洼坑,怎么着也能挑出一个了吧?可南仁东却没有那么乐观,他清楚地知道,台址的要求有多么苛刻。
洼坑大小不合适,排除!
形状不规则,排除!
地底有溶洞,排除!
容易发生自然灾害的,排除!
靠近城镇的,排除!
半年过后,一万多个挖坑选来选去,只剩下100多个。而就这100多个,南仁东坚持每一个都要实地考察。无数个泥泞不堪的日夜,无数个风雨交加的征途,无数个人迹罕至的终点……这一跑就是12年。
直到2006年,南仁东在贵州省黔南自治州平塘县克度镇大窝凼,找到了完美的台址。这一年,他已经61岁了。
第二个难关:确定上部结构形式
FAST索网不同于传统的索网。传统的索网挂在天上,再铺些板主要起承重作用,但这个索网是变形用的,所以对它的疲劳性能的要求非常高,达到传统规范的两倍多。
中国天眼总工程师姜鹏讲到:“我们为了研制这种钢索,团队花了700多天,经历了上百次的失败。为了加快方案遴选,会在全国不同的地方实验,比如北京、武汉、广西都在同时进行,全方位改进了索网的各个工艺包括锚固工艺、扭制工艺、涂层工艺,最后历时两年才研制出了这样的钢索结构,把FAST最严重的一次技术风险给解决掉了。”
第三个难关:工程施工方式的实施
FAST有着一些不可思议的施工方式,现在已成为了国家级工法。
这么大的工程体量,在条件极其苛刻山区进行,很多大型设备没法进场。所有的圈梁和馈源塔基础都是在半山腰或者悬崖峭壁上,因此只能用最原始的人工挖孔桩的施工方式,最深的人工挖孔桩,大概是38米深,相当于十几层楼的高度。在下边连呼吸都会觉得困难,而且有很大的风险,上面掉一个石子下去,对正在作业的人都是致命的威胁。
安装索网时,是在空中一根一根地散拼。1万多根钢索、2000多个界面,都是一个一个地构架安装上去。这些索的尺寸并不一样,长短粗细都不一致,规格大概有上千种。一旦装错一根索网,那么整个构造将没办法成形。因此,团队甚至把每根索都打上二维码,施工安装时就在现场识别,避免出错。
2011年3月,工程正式开工。
2013年12月,直径500米圈梁合龙。
2014年11月,六座百米馈源塔竣工。
2015年,天眼的索网终于胜利地完成了合龙。
在“FAST”主体钢梁结构合龙的时刻,有记者拍摄到已经是花甲之年的南仁东,像个孩子一样兴奋地奔跑
2016年9月25日,被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜落成启用。这是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。习近平总书记发来贺信,称其“对我国在科学前沿实现重大原创突破、加快创新驱动发展具有重要意义”。
“嘟呜嘟——嘟呜嘟——”“嘟——嘟——”2017年10月10日,北四环外,国家天文台。当距离地球1.6万光年外和4100光年外的脉冲信号在现场响起,在座的嘉宾无一不屏气凝神,侧耳倾听。这是我国自主设计制造的射电望远镜首次发现脉冲星,也是中国天眼(FAST)的成果“首秀”。
从1994年提出构想到2020年通过国家验收、开放运行,“中国天眼”历时26年,凝聚了四代中国科学家的智慧和心血,向世界贡献了重大科学工程的中国经验和创新实践——世界上跨度最大、精度最高的索网结构;4450个反射单元构成的反射面;6根钢索控制的30吨馈源舱(馈源舱是“中国天眼”核心部件之一,用于安装和实现馈源的精确定位。如果把FAST看作天眼,那馈源舱就相当于这个眼睛的瞳孔,起到聚焦的作用)……
一项项自主创新,使“中国天眼”走到人类“视界”的最前沿。
那群“追星星”的人
“中国天眼”之父南仁东:一个因梦想而伟大的人,一个开拓宇宙的人
他常常独自登上高高的塔顶,爱恋地俯瞰着整个工程的全貌。上坡下坎时,谁要是想伸手扶一下,他的手会用力一甩,脸上还会露出不悦。工地上的人都知道,年已七旬的南仁东,最欢快的时候,是像个孩子天真烂漫地在FAST圈梁上跑步。南仁东的名字,早已与“FAST”这个词密不可分。
为了实现观天望宇的梦想,南仁东放弃高薪毅然回国,负责“中国天眼”的研究及设计工作。从选址、论证到设计、建设,身为项目首席科学家兼总工程师,南仁东亲力亲为,一干就是22年。
2017年9月15日,南仁东因病逝世,享年72岁,而他生命中近三分之一的时光都奉献给了“中国天眼”。他从壮年走到暮年,把一个朴素的想法变成了国之重器,成就了中国在世界上独一无二的项目。
2018年10月15日,一颗编号为“79694”的小行星被正式命名为“南仁东星”。同年12月31日,中国国家主席习近平在2019年新年贺词中表示“天上多了颗‘南仁东星’”,并称赞“他们是新时代最可爱的人,永远值得我们怀念和学习”。
寄语南老:他们这样说
南仁东的夫人郭家珍回忆起丈夫说,南仁东很少待在家里,平时工作时,他不到饭点想不起回家。
“我常说他就是长在天文台,节假日也都在天文台。”有一次春节,郭家珍对南仁东说:“人家都封门了,你就别去了。”结果,南仁东却笑嘻嘻地说:“还有一个门没封呢!”即使后来得了肺癌,南仁东也还是放不下“天眼”。第一个化疗疗程结束,他就立马投入到工作中。南仁东的女儿安慰妈妈:“让他去吧,不然人在家里头,他心也在天文台。”
南仁东离世后,郭家珍曾去到FAST现场,提笔给丈夫写下一封信:
仁东,清明前夕,我来到了FAST现场,我有几句话想对你说。
我愿意相信你的远去只是化作了天空中最亮的一颗星,与FAST遥相望,与挚爱的亲人长相守。你的一生,极富传奇色彩,很圆满,我为你骄傲。
2017年9月16日的早上,从老师手中接过FAST总工程师担子的姜鹏,再一次从邮箱里找到他最熟悉、最亲切的名字,写了一封邮件:老爷子,我们还能有机会再聊聊吗?然而,这一次,姜鹏再也收不到老师的回复。
他回忆两人最后一次见面时,南仁东仍对“天眼”念念不忘,“以后这个望远镜就拜托给你们了。”
南老的一生都在追逐他的宇宙梦,在祖国最需要的时候,他义无反顾、选择回国;为了“天眼”项目,他不计名利、殚精竭虑。在他身上散发着一个知识分子潜心钻研、默默耕耘,忘我工作,从不计较个人得失的学术品质,以“工匠”精神成就伟大事业,坚持以自己的敬业之情焕发生命之光。
斯人已去,但精神永存。他为科学事业奋斗到生命最后一刻,兢兢业业、无私奉献的高尚品格激励着我们年轻一代,他们,是最可敬,最可爱的人。
——药学1811 陈健
“中国天眼”中的青年力量:
那时他们二十啷当岁
39岁!“中国天眼”工程运行团队的平均年龄。
如果只算大窝凼的现场团队,还要再年轻10岁。
姜鹏:“中国天眼”运行和发展中心总工程师
“中国天眼”一度是个大胆的计划。口径超过国内既有望远镜一个数量级,工程要求是国家标准20倍以上,施工位置在僻远的山坳坳里。不少人有疑问:能行吗?
姜鹏的专业是结构力学,尽管当时刚博士毕业,却有股初生牛犊的劲头。“一个500米跨度的望远镜,控制精度却要达到2毫米,到底怎么实现?”在南仁东的指导下,姜鹏带着一帮青年人,用整整两年时间,进行了系统、大规模的钢索疲劳试验。近百次失败,他们却越挫越勇,从千头万绪中不断探寻问题关键,终于研制出超高耐疲劳钢索,成功支撑起“中国天眼”的“视网膜”。
耐得了寂寞,坐得住冷板凳,一种对科学的情怀,让这帮青年人坚守,也等到了科学的花开。“我们的青春很特别。”每每回忆起这段经历,姜鹏仍不禁心潮澎湃。
李辉:“中国天眼”运行和发展中心结构与机械工程部主任
自2006年加入团队以来,负责解决望远镜的馈源支撑全过程仿真分析工作。
1∶1原型仿真,模型建模……用扎实的数据,李辉带领同样年轻的团队回应了外界质疑,证明方案的可行性。现场进行馈源支撑原型第一次升舱试验时,结果与仿真效果相差无几。
姚蕊:“中国天眼”运行和发展中心机械组组长
“中国天眼”运行和发展中心机械组组长姚蕊(左)和维保人员在舱停靠平台做升舱前的检查
姚蕊负责的馈源舱一度面临过超重问题。最高值只能是30吨,但设计重量超出了四五吨。眼看截止日期正在逼近,姚蕊和她的团队大胆创新,放弃了沿用多年的设计方案,还将原来馈源舱的圆柱体变成钻石三角形,走出来一条前人没有走过的路,成功克服困难。
“做科研最不怕的就是‘问题’,有‘问题’的地方正是科研可挖的‘井’。”姚蕊说,作为青年科研人员,能将个人的科研追求和国家需求结合在一起,能够与国家共同成长,是一件无比荣幸的事。
孙京海:“中国天眼”运行和发展中心测量与控制工程部主任
2006年到德国专门参与相关合作研究,学成后即投身“中国天眼”项目中。为了尽快实现控制系统的指标,孙京海几乎独自重写了全部核心算法代码。记不清熬了多少个夜、错过多少顿饭,心里只有一个想法:不能让工程调试进度耽误在自己这儿。最终,所有指标一次通过,那一晚,是孙京海好几年来睡得最香的一次。
“青年人的特质应该是充满好奇心、富有创造力、不畏惧失败。”孙京海说,“这些特质弥补了我们经验的不足,让我们坚信办法总比困难多,也最终在创新的道路上坚持下来。”
尽自己的力,发一分光。
“中国天眼”综合楼的门旁,南仁东的雕像矗立,仿佛一如既往,关切地注视着这群从他手中接过接力棒的青年人。
南仁东说过
“人类之所以脱颖而出
就是因为有一种对未知的探索精神”
今天,当我们仰望星空时
南仁东已变成夜空中最亮的星
我们告慰这些前辈
最好的方式
就是永远记住我们的征途是星辰大海
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END
来源 |新华社 中国科学报
共青团中央 中央广播电视总台等
文稿整理 | 周凯莉
编辑 |王一涵
责编 |陈纯怡
终审 | 齐陈蕴
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