南仁東精神:勇攀高峰 敢為人先
作者:趙靖雨
總書記曾主持召開科學家座談會指出,科學成就離不開精神支撐。“天眼之父”南仁東勇于突破研發技術性難題,敢于探索宇宙奧秘的精神值得敬佩
人類之所以脫穎而出,從低等的生命演化成現在這樣,出現了文明,就是有一種對未知探索的精神。感官安寧,萬籟無聲。美麗的宇宙太空,以它的神秘和絢麗,召喚我們踏過平庸,進入到無垠的廣袤。
——南仁東
南仁東是我國著名天文學家,人民科學家,被譽為“中國天眼之父”。他傾注了畢生的心血,致力于研究射電望遠鏡,在世界最大單口徑射電望遠鏡FAST工程中,進行了全方面的工程建設指導,完成了選址、預研究、立項、可行性研究及初步設計,主持攻克了移動焦點觀測、柔性索網、鋼索抗疲勞程度等諸多無先例的技術性難題。
勘測選址
科學容不得半點馬虎,電磁波容易受環境影響,干擾太多會影響接收太空信號。南仁東帶領整個團隊從1994年起,歷經12年翻山越嶺,艱辛探索,探查了200多個洼地,與村民深入交流了20余次,他堅韌不拔的尋找到最合適的選址,最終確定在貴州平塘縣刻度鎮南面的大窩凼洼地。
申請立項
立項之路可謂是十分艱辛,研究經費和立項申請是最大攔路石。1999年大射電望遠鏡FAST預研究啟動,2000年~2003年被很多國家否定了建造研發的實力,不同意資金支持請求。他為此不懈努力,精益求精,不斷仔細檢查項目資料,提高完善方案內容。2005年經過國家自然科學基金委員會調查論證后成功爭取到2百萬資金,在北京密云建設FAST30米口徑索網結構縮比模型,為申請正式立項做準備。2005年~2006年間,南老師憑借卓越的個人能力和詳盡豐富的資料內容,經過評審會、院長、國際評估的層層考驗,FAST項目成功通過國家審批,于2007年7月正式立項。
研究設計
移動焦點觀測
焦點運動可以更靈活的觀察宇宙,固定焦點觀測看到的內容很有限。工程副經理彭勃同南仁東老師提出了望遠鏡的焦點移動設想,建造半徑300米口徑500米的基準球面,利用球面和拋物面的偏離0.47米,并全部由鏡片組裝而成。鏡片動即為反射面移動,則焦點移動。此想法雖好但難點頗多,面對這由4450塊形狀、大小各異鏡片而組成的復雜系統,他們不畏困難,敢于挑戰史無前例,追求工程的技術的極限。
柔性索網
2002年南老師團隊第一次正式提出了“FAST主動反射面的主要支撐結構采用了創新性的索網技術”。將鋼索編織成網兜,索網的每個節點都需要一根鋼索支撐,在網眼里面安裝鏡片,控制鏡片和饋源倉的移動就是通過控制鋼索讓索網變形。
鋼索抗疲勞程度
國內外沒有滿足FAST目標“500兆帕”抗疲勞程度的頂級強度鋼索,于是南老師提出將鋼索分解成基礎單絲進行實驗,他發現單絲之間產生的互相摩擦反而影響鋼索整體的力量,所以設想出一種能把鋼絲隔離開的制索工藝。試驗歷時兩年,反復“失敗—修正—改進”,終于聯合團隊攻克難關,采用五軸對稱的索網模型,研發出鋼絞線的成品索,改變了以往鋼絲索剛性太大的問題。
2016年9月25日FAST建成。2017年10月10日上午,“中國天眼”FAST首次發現六顆已得到國際認證的脈沖星,經國際天文學聯合會小天體命名委員會批準,國際永久編號為“79694”的小行星被正式命為“南仁東星”。
南仁東老師曾在采訪中講到:“別人都有自己的大設備,我們沒有,我挺想試一試。”但當時沒有傳統的建設方案可以借鑒,也沒有相關技術市場。為了國家的科技基礎設施進一步完善,為了人類能夠擁有更廣闊的探索宇宙視角,南老東奔西走,跑了好多年,走過好多地方,吃過很多閉門羹,在“天眼”之路上過關斬將,最終和團隊共同努力提升高了望遠鏡的性能,成功建造出“探索宇宙起源、天地起源和生命起源”的極端物理條件的太空實驗室。
FAST體現中國智慧、中國技術、中國力量,科學家南仁東肩負著社會責任和使命擔當。他曾表示:“如果天眼有一點瑕疵,我們對不起國家。”他們的貢獻是卓越的,不僅為中國天文學界樹立了嶄新的里程碑,更將中國天文學推向了世界前沿。南仁東勇攀高峰、敢為人先的精神值得人們學習,更是成為了無數科研工作者的楷模與榜樣。
來源: 北京建筑大學科協