世界最大单口径射电天文望远镜将捕捉“天外之声”

挑战“超级工程”

但在此之前，科研人员首先需要解决面前的重重挑战。FAST工程反射面板拼装面临着种类多、数量大、工期紧、任务重等问题。工程人员不仅要把4450块反射面单元最终构成完整的FAST，而且更为复杂的是，这些反射面单元种类达484种，子单元的种类更是多达3388种，仅安装铆接部件就有140种。同时，据该项目总设计师郑元鹏介绍，施工要求安装精度误差不能超过2毫米。

“为完成这一‘超级工程’，前期设计阶段就大量引入计算机辅助，用计算机为生产任务进行批量设计，组织物料、生产直至施工。”郑元鹏介绍。

由于安装精度要求高，手工测量费时费力，很难保证每天20多块的拼装要求。为了实现2毫米精度的批量测量，54所还研发了自动化摄影测量系统，实时校准施工精度。据介绍，这些反射面单元最终将具备主动调整姿态能力，在计算机设置下根据研究需求对不同天区聚焦观测。

研究人员根据索网节点坐标数据以及单元的安装尺寸要求，采用参数化设计方法，准确高效地给出每种单元的尺寸数据，将构件数量达上百万件的单块子单元的表面精度最终能够控制在1毫米以内。正因为如此，4450个反射面每一个都可以进行对焦，灵敏度可达Arecibo望远镜的2倍，巡天速度是它的10倍。

创新核心“天眼”

而作为馈源接收机的安装平台的馈源舱，相当于FAST的“眼睛”，是一个集多种技术于一体的光机电一体化复杂综合系统。而“馈源舱”及舱停靠平台的研制任务，正是54所在FAST工程中承担的另一重要系统任务。

“馈源舱作为FAST核心部件，‘天眼’捕捉的信号将全部聚焦到馈源舱并由其接收。但馈源舱被六根柔性支撑索悬吊于空中，精确控制其位置难度极大。”该所高级工程师、FAST工程馈源舱系统总设计师李建军介绍，经过创新多项精调软件和硬件，项目最终可以实现在风力干扰下，将馈源舱实时定位精度控制在毫米级。

此外，54所研发的馈源舱还在保证刚度基础上，取得了轻量化的突破，自重仅为13吨。结合超高电磁屏蔽效能和动态测量标定技术，最终实现FAST空前的灵敏度。

“舱停靠平台在去年11月安装完毕，同时安装的还有一个与正式馈源舱相仿的代舱。”李建军介绍，正式馈源舱正在紧张生产，预计本月底进行现场安装。而按照施工计划，2016年9月FAST有望投入使用。