[中国天眼为什么建在南边]“中国天眼”为何选址贵州平塘?口径为什么500米?亲历者讲述
Tessy
董震,天体物理博士、北欧国家天文学台副研究员。曾在荷兰干涉仪天文学台、德国rides干涉仪天文学所开展访问学者工作。长期从事干涉仪WISE、瞬态天体、巨干涉仪星系、行星舰闪烁及干涉仪天文学技术与方法研究。1994年协力发起、明确提出和产业发展大干涉仪干涉仪LT(即平方公里阵SKA)我国基本概念KARST,组建并担任LT研究组长,协力明确提出其样板单元FAST建设项目。1995年担任LT我国推进理事会常务副秘书长,1998年任FAST建设项目理事会秘书长,2005年二十三名干涉仪干涉仪(FAST)生物医学秘书长,2008年任北欧国家关键性信息技术基础建设FAST工程建设经理。2012年任信息技术部973建设项目SKA首席自然科学家,挂职锻炼安顺市州长,领导结构设计的土蜜天文学科学普及文化工业园已产业发展成中外驰名特色天文学小镇。2018年任我国自然科学院FAST重点建设项目生物医学秘书长、四川干涉仪天文学台副台长,挂职锻炼四川省信息技术厅厅长。2019年任FAST运行和产业发展中心副秘书长。
《GW2工程建设:大干涉仪干涉仪FAST寻梦录》 董震著 北京信息技术基础教育杂志社
那哥
我国GW2FAST是迄今当今世界最小单天线干涉仪干涉仪,于2016年9月25日在安顺市土蜜县竣工启用。
FAST寻梦人,历时三十余年的探索研制,书写了我国干涉仪天文学从追赶到领先的跨越传奇。我国自然科学院FAST重点建设项目生物医学秘书长董震副研究员,从不间断见证者的视点,用通俗的语言、300张珍贵图片和大量一手资料,朴实地记录了FAST刘天祺、锐意进取的历史,讲诉了FAST基本概念是怎样形成的、FAST大小为什么选定500米、FAST为什么安家落户铜仁、FAST三大集团军怎样卧薪尝胆打造当今世界奇迹以及FAST团队核心人物和先亡者们的贡献等引人注目的话题,详解了天文学经济怎样开启助力地方产业发展之先河、诺贝尔奖得主们为什么与FAST一见倾心、FAST对马塞杜西博有什么发扬与技术创新、FAST凭什么当上当今世界老大等诸多不为人知的故事。
2016年9月25日,媒体发布了一条轰动当今世界的新闻——亚洲地区最小的500米舰炮曲面干涉仪干涉仪(FAST)在我国四川一处偏僻的大山Aripuan竣工,标志着我国正成为干涉仪自然科学强国。我国GW2 FAST(500米舰炮曲面干涉仪干涉仪)的建成,是北欧国家关键性自然科学基础建设工程建设建设史上的一座里程碑,它标志着我国技术创新结构设计潜能、自主制造潜能、综合经济实力的显著提升,在亚洲地区大型干涉仪干涉仪的建造史上创造了捷伊纪录!
近日,于我国GW2竣工5周年之际,北京信息技术基础教育杂志社出版了《GW2工程建设——大干涉仪干涉仪FAST寻梦录》一书,FAST工程建设建设项目核心人物、我国自然科学院FAST重点建设项目生物医学秘书长董震副研究员,以不间断见证者的视点,用通俗的语言、300张珍贵图片和大量一手资料,真实记录了我国GW2的诞生历程。
为什么要建设GW2工程建设
FAST的建造,始于20世纪90年代一个神奇而大胆的梦想。1993年于日本京都召开的国际无线电自然科学联合会(URSI)大会期间,来自10个北欧国家的天文学学家经过研讨,形成了一个共识,即建造接收面积达一平方公里的大干涉仪干涉仪阵,以深入研究宇宙起源、微波背景辐射、红移等问题,使人类对浩瀚宇宙及其奥秘有更多了解。这个计划体现了自然科学家的想象力,同时具有很大的风险,是个投资巨大、技术复杂、没有广泛国际合作难以实现的大自然科学工程建设。
当时,我国天文学学家吴盛殷参加了此次会议,回国后便与南仁东等动议在我国建造当今世界第一面500米舰炮大干涉仪干涉仪。20世纪八九十年代,我国社会经济产业发展水平还很落后,进行高信息技术研发的条件十分有限。那时,国内干涉仪干涉仪的最小舰炮仅为25米,这一动议,无疑像不可触摸的梦想。
然而,大干涉仪天文学探测自然科学却硬是在看似无条件的窘况下开启了我国的零始之举。建造FAST的大胆设想明确提出后,得到了北欧国家有关部门的积极响应,1995年成立了大干涉仪干涉仪LT我国推进理事会。以王绶琯、南仁东、董震等为代表的自然科学家凭着强烈的自然科学家良知与责任感,遵循自然科学规律,从理论研究到每项实验,把高深的干涉仪天文学理论丝丝入扣地融入一次次周而复始的实验运行。他们对解答每一个自然科学理论问题的一丝不苟,对每一次自然科学实验的精益求精,生动地书写了大干涉仪人严谨、笃实的自然科学精神。
舰炮为什么选定500米
1997年初,LT研究组连续几次周会,逐步细化了GW2的主要性能指标,包括观测频段和舰炮。那么舰炮多大合适呢?
当时,当今世界最小干涉仪干涉仪单舰炮是美国马塞杜西博干涉仪,舰炮大约305米,照明舰炮约200米,最小天顶角约20°。GW2应与其整体性能相当甚至更高,才具有吸引力,也才可能获得北欧国家立项。天文学学上要有新发现,首先干涉仪灵敏度应尽量高,也就是天线接收面积要尽量大。显然,干涉仪有效舰炮要大到使灵敏度提升一倍,自然科学上才会有较大收益!20年甚至更久难以被其他新干涉仪赶超,才有望产生好成果和大成果。
王绶琯院士明确提出,GW2要比马塞杜西博干涉仪干涉仪观测天区范围大,看更广袤的宇宙。经过精密的计算,GW2有效舰炮如果要达到300米,整体舰炮就要到519米,才能有30°天顶角。如果继续扩大到40°天顶角,样板干涉仪舰炮就要560米!就这样,虽然大窝凼洼地可安置更大舰炮的干涉仪,但造价所限,最终立项建议书明确:FAST舰炮500米。
为什么迁建四川土蜜
经常会有人问,大干涉仪干涉仪台址为什么会选在四川?为什么会选中土蜜县的洼地?
简短答复就是:因为四川感情留人,土蜜洼地千里挑一。而实际情况则是经过无数的研究和调查,无数次跋涉在荒无人烟的崇山峻岭才确定了这一迁建。
为什么会选择喀斯特地貌呢?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干涉仪的建造成本,需要利用天然喀斯特洼地群作为台址。1994年起,遥感所的地学专家在四川进行了长期、艰苦的喀斯特洼地台址踏勘和地质地理学综合调查。他们以航空照片和地形图为基础,找到大量适合建造直径300至500米的大干涉仪干涉仪候选洼地。
1995年底,建立了近400个候选洼地的地形地貌形态基本数据库。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,都记录在案。然后,研究了重点建设项目洼地的数字地形图。还对洼地与FAST曲面之间的土木工程建设、馈源支撑塔分布等进行了初步分析。迁建还对候选区电磁波环境、气象、地震、资源环境、工程建设地质与水文地质及社会产业发展状况等进行了分析评价,对周围水系进行了初探。
十多年来,迁建工作人员们跋涉在四川的绿水青山之间。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、洪涝等小气候情况,以这些民间信息作为参考。
所以,台址的选择,是考虑了自然地理、地貌发育控制因素、洼地形态特征、选区水文地质、工程建设地质、资源环境以及电磁宁静情况等诸多方面,进行的多学科的综合评价。
可爱的FAST人
FAST凝聚了我国老中青三代信息技术精英的心血。他们本可以拥有比当下更高的报酬、更舒适的生活、更显赫的名声……然而,他们从开始的披荆斩棘到现在默默坚守在人迹罕至的偏僻山凹大窝凼,毫不动摇。《GW2工程建设》也讲诉了他们动人的故事。
四川省人民政府原副秘书长何崇远说:花点时间读《GW2工程建设》,我相信读者会被FAST人彰显的精神风貌所触动而引发思考,不断在自然科学及社会经济产业发展的崎岖山路上不畏艰险地攀登,去达到一个又一个光辉的顶点。
在国内,上自中央、北欧国家有关部委,下至省、市直到最基层的农民百姓,凡涉及者,无不迸发出极大的热情,全力支持FAST,尤其是与建设项目直接关联的高校、北欧国家机关、企业、部队乃至基层组织,形成了紧密的联动机制,构成了集合智力、人力、财力、物力等的综合奋战平台。
自然科学无国界,闭门难造车。过去的25年,不,其实更长的岁月里,遍布当今世界五大洲的知名干涉仪自然科学家和与之相关的有识之士,连续不断地被吸引参与FAST的论证、研究和建设。他们中不乏诺贝尔奖获得者,有的从始至今一直以各种方式与FAST人协力工作,在FAST的研制和运行中发挥了重要作用。FAST人自始至终,都在国际和国内两个范畴进行你中有我、我中有你、不分我你的研究攻坚,书写了史无前例的自然科学传奇。
FAST是四川的、我国的,最终是人类的。
建成后的FAST,在理论上具有可探索上百亿光年之外宇宙深空的潜能,将为我国乃至当今世界天文学与自然科学界开展宇宙起源及演化、寻找地外文明、观测脉冲星、宇宙微波背景巡视等自然科学研究提供装备支撑,在未来国际天文学探测中发挥巨大作用;同时,也为我国高端电子装备的自主研制、智能制造提供了示范,将进一步增强我们迈向制造强国的决心和信心!
董震先生以亲历的往事、通俗的语言,记录FAST那群人用青春和生命打造观天巨眼的奋斗史,是对我国GW2竣工5周年的深情献礼。
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