原標題：“中國天眼”累計發(fā)現(xiàn)一千三百余顆脈沖星，我國天文學家站上人類視野最前沿

深山鑄天眼 十載望星河（科技自立自強）

貴州平塘，喀斯特大窩凼洼地中，500米口徑球面射電望遠鏡守望蒼穹已有10年。2016年9月25日，“中國天眼”落成。從落地建成到穩(wěn)定高效運行，十年一劍，這臺國之重器完成了從“建得成”到“用得好”的跨越。近日，記者專訪了中國科學院國家天文臺副臺長、“中國天眼”運行和發(fā)展中心主任兼總工程師姜鵬，回望風雨兼程的攻堅之路，解讀這份沉甸甸的科技答卷。

從建成到好用，在技術無人區(qū)跑出“中國速度”

“持續(xù)產(chǎn)出頂尖科研成果，才能體現(xiàn)‘中國天眼’真正的價值?！痹诮i看來，建成只是開始，好用才是關鍵。

大窩凼群山環(huán)抱、遠離喧囂，屏蔽了絕大多數(shù)人工電磁干擾。得天獨厚的自然條件，以及超大口徑、超高精度、超高靈敏度的獨特屬性成就了“中國天眼”的觀測優(yōu)勢，但也帶來諸多運維難題。

“山間溫差、風力、濕度的細微變化，都會引發(fā)面板微小變形，哪怕毫米級的偏差，都會直接影響宇宙信號的捕捉精度?！苯i說?！爸袊煅邸甭涑珊蟮膬赡甓嗬铮i帶著團隊繼續(xù)扎根深山、常駐基地，開始了漫長的調(diào)試攻堅工作。為了讓每一塊反射面板精準對位，團隊開展了上萬次模擬測算、上千次實地調(diào)試；為了保障信號接收系統(tǒng)穩(wěn)定運行，工作人員全天候值守監(jiān)測，不放過任何一處細微故障。

最難啃的硬骨頭，是饋源艙的調(diào)試。30噸重的饋源艙懸吊在140米高空，要在200多米的尺度內(nèi)實現(xiàn)毫米級精準定位，試驗風險巨大。姜鵬與時任調(diào)試核心組控制組組長孫京海簽下啟動現(xiàn)場測試的責任狀。當饋源艙穩(wěn)穩(wěn)完成全套測試動作，現(xiàn)場人員如釋重負。

從零起步、自主探索，日復一日的堅持下，團隊最終攻克了測量與控制技術方法、國產(chǎn)化鋼絲繩和高性能接收機研制等多項前所未有的技術挑戰(zhàn)，造就一臺真正“好用”的望遠鏡。

“傳統(tǒng)大型射電望遠鏡，調(diào)試周期普遍不少于4年，而我們僅僅用兩年多時間，就完成了全部調(diào)試任務，讓‘中國天眼’的觀測靈敏度、巡天效率和信號捕捉能力持續(xù)領跑全球?！苯i說，這也是它源源不斷產(chǎn)出重磅科研成果的底氣所在。

核心部件國產(chǎn)化，覆蓋軟硬件全鏈條

10年來，“中國天眼”核心部件國產(chǎn)化的攻堅，一步未停。

建設之初，不少關鍵部件依賴進口，饋源艙牽引鋼絲繩就是其中之一。

貴州高濕多雨，現(xiàn)場工況極端特殊。鋼絲繩容易出現(xiàn)滲油，油污慢慢凝結(jié)，會直接阻礙滑車滾動，埋下不小的安全隱患。工作人員常常需要登上百米高空，人工開展清理維護工作。對此，海外廠商很難提供定制化改造，一旦出現(xiàn)故障，海外技術支持周期漫長，可謂遠水解不了近渴。

“不能停在那兒干等，‘中國天眼’的核心部件，必須走國產(chǎn)化道路?！苯i的態(tài)度十分堅定。

于是，科研團隊聯(lián)手國內(nèi)企業(yè)，將前沿理論調(diào)研和產(chǎn)業(yè)工程實踐深度融合。姜鵬說：“我們消化吸收國外先進的編繩工藝，再結(jié)合‘中國天眼’的實際工況不斷迭代創(chuàng)新。經(jīng)過3年反復試驗打磨，國產(chǎn)鋼絲繩終于研制成功并順利安裝，成本較進口降低近一半，性能達到國際同等水平?！?/p>

技術突破的價值，不只是服務“中國天眼”本身。這套工藝向外溢出，賦能航母阻攔索、高山客運索道、大型橋梁等國內(nèi)重大裝備制造，實現(xiàn)了大科學裝置對制造業(yè)的技術反哺。

過去，脈沖星數(shù)據(jù)處理要依賴多款國外軟件，不同軟件之間參數(shù)互相沖突，數(shù)據(jù)分析處處受到掣肘。團隊科研人員沉下心來，從頭編寫底層代碼，重構整套處理系統(tǒng)，優(yōu)化關鍵算法，將軟件處理精度提升50%。如今，國內(nèi)10余家科研單位，都在使用這套自主研發(fā)的國產(chǎn)軟件。

“國產(chǎn)化的價值不只是擺脫供應鏈風險，更在于吃透全流程研發(fā)路徑，掌握迭代優(yōu)化能力。”姜鵬說，目前，“中國天眼”所有核心設備均有明確的國產(chǎn)替代方案，徹底解決了大科學裝置的“卡脖子”問題。

持續(xù)取得重大突破，讓中國射電天文研究擁有話語權

10年耕耘，“中國天眼”交出了一份耀眼的答卷：截至目前，累計發(fā)現(xiàn)1300余顆脈沖星，這一數(shù)字遠超同期全球所有其他射電望遠鏡發(fā)現(xiàn)脈沖星數(shù)量的總和。一系列全新天體的發(fā)現(xiàn)，豐富了人類對恒星演化、星系演化及宇宙起源的認知體系。在快速射電暴探測、星際分子觀測、黑洞演化研究、深空中性氫測繪等前沿領域，“中國天眼”持續(xù)取得重大突破，多項研究成果登上國際頂級學術期刊，讓中國射電天文研究擁有了更多話語權。

“特別值得一提的是，在納赫茲引力波探測這一國際競爭激烈的賽道上，‘中國天眼’產(chǎn)出了當前世界最高置信度的觀測成果?！苯i說，“此外，還發(fā)現(xiàn)了軌道周期僅53分鐘的最短脈沖星雙星系統(tǒng)，這就好比精準按下快門，拍下天體演化‘破繭成蝶’的關鍵瞬間，補齊了蜘蛛類脈沖星演化鏈條中長期缺失的關鍵一環(huán)，為解開懸置已久的天體演化謎題提供了珍貴的觀測樣本?！?/p>

科技創(chuàng)新不是閉門造車，“中國天眼”始終秉持開放合作的理念，面向全球開放共享觀測資源。自2021年3月31日正式向全球科學界開放觀測申請以來，已幫助多個國際研究團隊開展觀測。

德國馬克斯·普朗克研究所和意大利國家天體物理研究所卡利亞里天文臺的專家，與“中國天眼”團隊深入合作，在數(shù)顆球狀星團中發(fā)現(xiàn)了具有特殊性質(zhì)的新脈沖星。

開放還帶來了技術突破。中國科學院國家天文臺高級工程師柴曉明團隊耗時近兩年，自主研發(fā)出“中國天眼”接收機的核心零部件——國產(chǎn)低噪聲放大器。該部件不僅批量安裝在“中國天眼”二期工程預先研究項目上，還有望實現(xiàn)批量出口。

“‘中國天眼’讓我國天文學家站上人類視野最前沿。”姜鵬說，從過去依賴海外數(shù)據(jù)到如今全球高水平論文依托“中國天眼”數(shù)據(jù)產(chǎn)出，中國射電天文學完成了從跟跑到領跑的歷史性跨越。

展望未來，挑戰(zhàn)依然艱巨。

“中國天眼”靈敏度全球領先，但分辨率依舊是明顯短板。團隊目前正在全力推進“中國天眼”二期升級項目，計劃構建全球首個以“巨型望遠鏡為中心、中型望遠鏡環(huán)繞”的混合口徑射電干涉陣列?！斑@一升級方案既保留超高靈敏度，又通過分布式陣列補齊了分辨率的短板?！苯i說。

10年砥礪，只是逐夢蒼穹的序章。從科學構想到大國重器，“中國天眼”的10年，是科技自立自強的生動寫照。仰望浩瀚宇宙，這群巡看星河的科研人，還將向著更深邃的星空，不斷書寫屬于中國的問天答卷。