|揭秘“中国天眼”怎样诞生的

■首席采访人员施晨露
2016年9月25日，全球最大的500米口径球面射电望远镜（FAST）在中国贵州一处偏远的大山深壑竣工，成为我国重大科学基础设施工程建设史上的一座里程碑，在全球大型射电望远镜的建造史上创造了新纪录。 2021年初，中国宣布， FAST于2021年4月1日起正式对全球科学界开放，中国“天眼”成为世界“巨眼” ，令全世界科学家振奋。
近日由上海科技教育出版社出版的《天眼工程——大射电望远镜FAST追梦实录》一书中， FAST工程项目核心成员、中国科学院FAST重点实验室主任彭勃以全程亲历者的视角，通过300张珍贵图片和大量一手资料，还原了“中国天眼”的诞生历程。
为什么要建？
1993年在日本京都召开的国际无线电科学联合会（URSI）大会期间，来自10个国家的天文学家经过研讨，形成一个共识，即建造接收面积达一平方公里的大射电望远镜阵，深入研究宇宙起源、微波背景辐射、红移等问题。这个计划体现了科学家的想象力，同时具有很大风险，是个投资巨大、技术复杂、没有广泛国际合作就难以实现的大科学工程。
当时，中国天文学家吴盛殷参加了此次会议，回国后便与南仁东等科学家商议，在中国建造世界第一面500米口径大射电望远镜。
当时，国内射电望远镜的最大口径仅为25米。建造FAST的大胆设想提出后，得到国家有关部门的积极响应。 1995年底，射电“大望远镜”中国推进委员会成立。以王绶琯、南仁东、彭勃等为代表的老中青科学家，凭着强烈的科学家良知与责任感投入艰苦工作。
FAST英文全称为“Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope” ，汉语即“500米口径球面射电望远镜” 。为什么是500米？
【|揭秘“中国天眼”怎样诞生的】1997年初，课题组逐步细化“天眼”主要性能指标，包括观测频段和口径。
当时，世界最大射电望远镜单口径是美国阿雷西博望远镜，口径大约305米，照明口径约200米，最大天顶角约20° 。 “天眼”应与其整体性能相当甚至更高，才具有吸引力。
经过精密计算， “天眼”有效口径如果要达到300米，整体口径就要达到519米，才能有30°天顶角。如果继续扩大到40°天顶角，先导望远镜口径就要560米。考虑造价等种种因素，最终立项建议书明确：FAST口径500米。
为什么选址贵州平塘？
经常会有人问，大射电望远镜台址为什么会选在贵州？为什么会选中平塘县的洼地？
实际情况是，经过无数研究和调查，无数次跋涉在荒无人烟的崇山峻岭，才确定了这一选址。
为什么会选择喀斯特地貌？因为喀斯特是地质发育岩性“丘陵”状地貌，因水而成，但不积存水，是自然界的“抽水马桶” 。为降低大型球反射面望远镜的建造成本，需要利用天然喀斯特洼地群作为台址。
1994年起，中科院遥感所的地学专家们在贵州进行了长期、艰苦的喀斯特洼地台址踏勘和地质地理学综合调查，以航空照片和地形图为基础，找到多个适合建造直径300米至500米大射电望远镜的候选洼地。
1995年底，近400个候选洼地的地形地貌形态基本数据库形成，每个洼地的长轴方位、长短轴比、洼地深度、环绕峰数、直径、地理坐标、峰顶海拔等数据都被记录在案。十多年来，选址工作人员跋涉在贵州的绿水青山之间，考察最近居民点规模、周围植被状况、洼地耕地等，还向候选洼地附近村寨的农民打听雨雪、冰雹、雷电、洪涝等气候情况。最终，台址的选择是在考虑自然地理、地貌发育控制因素、洼地形态特征、选区水文地质、工程地质、资源环境及电磁宁静情况等诸多方面后，进行多学科综合评价后决定的。