南仁东精神:勇攀高峰 敢为人先
作者:赵靖雨
总书记曾主持召开科学家座谈会指出,科学成就离不开精神支撑。“天眼之父”南仁东勇于突破研发技术性难题,敢于探索宇宙奥秘的精神值得敬佩
人类之所以脱颖而出,从低等的生命演化成现在这样,出现了文明,就是有一种对未知探索的精神。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,进入到无垠的广袤。
——南仁东
南仁东是我国著名天文学家,人民科学家,被誉为“中国天眼之父”。他倾注了毕生的心血,致力于研究射电望远镜,在世界最大单口径射电望远镜FAST工程中,进行了全方面的工程建设指导,完成了选址、预研究、立项、可行性研究及初步设计,主持攻克了移动焦点观测、柔性索网、钢索抗疲劳程度等诸多无先例的技术性难题。
勘测选址
科学容不得半点马虎,电磁波容易受环境影响,干扰太多会影响接收太空信号。南仁东带领整个团队从1994年起,历经12年翻山越岭,艰辛探索,探查了200多个洼地,与村民深入交流了20余次,他坚韧不拔的寻找到最合适的选址,最终确定在贵州平塘县刻度镇南面的大窝凼洼地。
申请立项
立项之路可谓是十分艰辛,研究经费和立项申请是最大拦路石。1999年大射电望远镜FAST预研究启动,2000年~2003年被很多国家否定了建造研发的实力,不同意资金支持请求。他为此不懈努力,精益求精,不断仔细检查项目资料,提高完善方案内容。2005年经过国家自然科学基金委员会调查论证后成功争取到2百万资金,在北京密云建设FAST30米口径索网结构缩比模型,为申请正式立项做准备。2005年~2006年间,南老师凭借卓越的个人能力和详尽丰富的资料内容,经过评审会、院长、国际评估的层层考验,FAST项目成功通过国家审批,于2007年7月正式立项。
研究设计
移动焦点观测
焦点运动可以更灵活的观察宇宙,固定焦点观测看到的内容很有限。工程副经理彭勃同南仁东老师提出了望远镜的焦点移动设想,建造半径300米口径500米的基准球面,利用球面和抛物面的偏离0.47米,并全部由镜片组装而成。镜片动即为反射面移动,则焦点移动。此想法虽好但难点颇多,面对这由4450块形状、大小各异镜片而组成的复杂系统,他们不畏困难,敢于挑战史无前例,追求工程的技术的极限。
柔性索网
2002年南老师团队第一次正式提出了“FAST主动反射面的主要支撑结构采用了创新性的索网技术”。将钢索编织成网兜,索网的每个节点都需要一根钢索支撑,在网眼里面安装镜片,控制镜片和馈源仓的移动就是通过控制钢索让索网变形。
钢索抗疲劳程度
国内外没有满足FAST目标“500兆帕”抗疲劳程度的顶级强度钢索,于是南老师提出将钢索分解成基础单丝进行实验,他发现单丝之间产生的互相摩擦反而影响钢索整体的力量,所以设想出一种能把钢丝隔离开的制索工艺。试验历时两年,反复“失败—修正—改进”,终于联合团队攻克难关,采用五轴对称的索网模型,研发出钢绞线的成品索,改变了以往钢丝索刚性太大的问题。
2016年9月25日FAST建成。2017年10月10日上午,“中国天眼”FAST首次发现六颗已得到国际认证的脉冲星,经国际天文学联合会小天体命名委员会批准,国际永久编号为“79694”的小行星被正式命为“南仁东星”。
南仁东老师曾在采访中讲到:“别人都有自己的大设备,我们没有,我挺想试一试。”但当时没有传统的建设方案可以借鉴,也没有相关技术市场。为了国家的科技基础设施进一步完善,为了人类能够拥有更广阔的探索宇宙视角,南老东奔西走,跑了好多年,走过好多地方,吃过很多闭门羹,在“天眼”之路上过关斩将,最终和团队共同努力提升高了望远镜的性能,成功建造出“探索宇宙起源、天地起源和生命起源”的极端物理条件的太空实验室。
FAST体现中国智慧、中国技术、中国力量,科学家南仁东肩负着社会责任和使命担当。他曾表示:“如果天眼有一点瑕疵,我们对不起国家。”他们的贡献是卓越的,不仅为中国天文学界树立了崭新的里程碑,更将中国天文学推向了世界前沿。南仁东勇攀高峰、敢为人先的精神值得人们学习,更是成为了无数科研工作者的楷模与榜样。