观世界,每一次科技革命都推动着世界格局的变化,科学技术的发展直接联系着国家的强大与兴衰。
“中国天眼”(FAST)是500米口径球面射电望远镜,是天文学家南仁东于1993年提出构想,一共用23年时间,于2016年9月25日在贵州省黔南州平塘县竣工。
中国的“天眼”的建成对中国有什么影响呢?
建造“中国天眼”的过程中,随着一个个技术难题被攻破,最终国之重器亮相世界,标志着中国逐步走向科技创新之路,科技兴则民族兴,科技强则国家强,中国吹响了科技兴国的冲锋号。
一、“中国天眼”促进了重工业生产制造业发展
大家都知道,要建造500米口径球面射电望远镜(FAST),那就需要制造原材料。
因为天眼是个高精密的大型仪器设备,它需要三个方面的基础构造:
一是大跨度柔索牵引并联机构,二是动光缆,三是主动变位工作模式的索网结构。
但是我国没有生产过那么高精尖的科技产品。
即使生产出来的产品,也不能完全达到国际标准。
当时外国同行,根本不提供技术支持,整个工程都需要靠科技人员自主研发和制造。
就拿索疲劳这一项,中科院就做了10多万次实验,经过无数次的失败,无数次的重新制造,终于让各项技术完全达标,甚至领先于世界水平。
这些技术成果最终得以推广和大面积使用,国家承办奥运会的许多主体项目时,很多技术就是应用“中国天眼”的。
1、独立研制系统,影响开发业的大力发展
“中国天眼”是由6塔6索1舱1平台构成,这种设计是目前世界上最大的牵引并联机构,是FAST的三大自主创新之一,什么叫自主创新呢?
就是这种制造方法,是我们的科技人员自主研发的,没有学别人的技术,世界上都是最新的技术。
从技术上讲,它是一个柔性的并联机器人拖动一个刚性的并联机器人。
操作指标要求十分严格,空间位置最大误差≤48mm,空间姿态误差≤1°。
如此“国之重器”,误差控制如此之低,可见我们的这项科学技术是多么精湛。
不仅如此,FAST整个索驱动设备屏蔽的要求,达到了国际D级的最高标准,尤其馈源舱要求已经突破了D级。
能够达到这些标准,是每个制造商,每个科技工作者,每个安装师、调试员的努力付出才得以保障的。能够发有的技术还申请了相关的专利。
2、动光缆的研制有突破性进展
人有视神经,通过视神经的发达才可以看得更远。
动光缆是FAST的视神经,负责馈源舱控制信号和天文观测信号的传输,所以对它的性能要求非常高,一是要耐反复弯曲。
国外又对我国进行技术封锁和禁运,当时我国生产的材料远远不能达到FAST的要求。
南仁东带领科研组寻找合作方,最终烽火集团公司承接动光缆项目。
他们与众多科研工作者,先后做了十几万次实验,几年的耐反复弯曲光纤的研究。
“功夫不负有苦人”,动光缆终于研制成功了!动光缆的研制成功,让“中国天眼”的“视神经”更加敏锐,中国天眼的“睁开”,奠定了最重要的基础。
动光缆技术获得了国家科学技术进步二等奖。
此项技术成为全球首创,目前又应用到其他领域,而且国外建造天眼,也会到我国来下订单,目前销量已达到上亿元,未来将成为出口创汇的成精尖产品之一。产品输出没有问题,但是这项制作技术却是世界独一无二的。
3、“中国天眼”的建造,推动了索网钢构的技术发展
建造“中国天眼”的主动变位索网,是实现镜面变形的关键机构。
建“中国天眼”需要钢索要求有超强的抗疲劳性能。
就好比一个人的筋骨,筋骨柔韧性好的,才能更加抗疲劳。
而且索网钢构还要能抵抗超高的应力,比如刮4、5级风以上,能不能具有超强的抗疲劳行,并且对钢构的每条索都要有长度的精度。
正因为FAST工程对各项产品都有超高的要求,所以才让我国钢索生产制造水平又起到了巨大的推动作用。
大跨度的索模结构安装技术,也有大量自主知识产权的专利技术。索网的结构获得了北京市科学技术进步一等奖、广西省技术发明一等奖、以及钢结构协会的特等奖等。
这些发明和技术,都是通过建造FAST的过程中,不断经过技术人员研发出来的。所以说FAST这个项目,使科学前沿实现重大原创突破、加快创新驱动发展具有重要意义。
4、推动航天领域的飞速发展
天眼的建立对我国卫星的发射、升空入轨的安全也有着很重要的意义,不但可以为全球的卫星发射提供服务,还能对天外来客进行观察检测,中国天眼的诞生,进一步提高了中国在航天、航空领域的探索与开发能力。
目前,中国已经独立掌握了载人航天的全套技术和设备。
有了中国天眼,进一步加速中国遥感卫星的发展步伐。中国航天科技集团在2017年发射了全球首颗专业夜光遥感卫星“珞珈一号”01星。
2019年将再发射“珞珈一号”02星,用以验证雷达卫星多角度成像模式。这颗卫星在夜里可以看见所有亮灯的大桥,拍摄出辨析度高于美国卫星拍摄的夜景图片。
5、培养出大批的科技精英
中国“天眼”的研制和建设,从南仁东先生带领的5人研究小组,逐渐发展到上百人的团队,其中大部分人是南老的学生。
南老把自己的科研成果倾囊相授,让一大批中青年科学家迅速崛起,为国家培养了顶尖人才。
在中国天眼的工程建设中,国内100多家生产企业加入,为生产出符合中国天眼的建筑材料,有一大批技术人员得到了充分锻炼,涌现出一批科研工作者,实现了我国大科学工程由跟踪模仿到集成创新的跨越。
中国天眼这个工程的完美竣工,使我国射电天文多个研究领域得到空前发展,而且为自然科学相关领域提供了重大发现的机会。
我们知道,科技进步拼的是人才,一个中国天眼项目,直接和间接培养出一大批高科技人才,为国家人才库储备了更多的科学家。这才是中国天眼给中国带来的最大的影响力。
中国天眼的首席设计师南仁东先生,为了中国天眼耗尽毕生精力,本着精益求精的精神,带动中国的科技产业、工业制造业飞速发展。
建造出的“中国天眼”为我国和世界留下来巨大的一笔遗产。
在中国天眼竣工两周年来临之际,有书君向伟大的科学家南仁东先生致以崇高的敬意!
中国的科技进阶之路,正是在无数的荆棘和牺牲中奋力前行的。我们以为岁月静好,因为一直有人在负重前行!
中国天眼的建立,让中国在这个领域,站在了世界的前列。天眼是世界最大单口径,最灵敏的射电望远镜,这是世界上最好的射电仪器,这对于中国来说,具有很大的意义。
中国天眼的建立,使中国的天文观测有了很大的进步。天眼自建立以来,顺利运行了指向、跟踪、飘逸等多种观测模式,科学家们利用中国天眼,探测到了二十个优质脉冲星候选体,使中国在脉冲星家族有了自己的星体。
中国天眼的建立,使中国对于外星文明的探测有了可能。搜寻外星文明,是中国天眼的目标和使命。中国天眼具有非常先进的探测技术,利用天眼,可以观测到遥远的星系,寻找到外星人,是有可能的。
中国天眼的建成,具有历史意义。在1994年,中国就有了建立天眼的构想,经过了12年的努力,花费了40亿人民币的,终于在贵州建成。中国天眼弥补了中国在天文学研究的空白,使中国天文的研究有了更好的条件。
为了观测遥远的天体
在上个世纪60年代,阿雷西博射电望远镜建成之后风靡一时,一次又一次的升级设备,让它成为了全球第一,在波多黎各一个天然凹地当中,一口像大锅一样的射电望远镜,横亘在那里口径超过了300米,面积达到7300平方米。当时他在建成的时候,让全世界的科学家为之惊叹,有4台发射机,在观测的同时还可以作为发射天线使用。曾经它就向2.5光年的一个球状星云发射了一个信号,这是在它首次升级之后的第1次任务,这一信号当中包括了人类的具体长相以及DNA的结构,甚至还通过十进制的方式标注了地球的具体信息。即使这一行为遭到了大部分科学家的反对,但是阿雷西博已经还是这么做了,这是为了寻找外星生命存在的踪迹。
搜寻地外智慧生命
简单的来说搜寻地外智慧生命的方式就是区分开“自然天文射电信号”和“非自然的信号”。
因为天空中充满了各种射电源,比如脉冲星,活动星系核甚至太阳射电暴等等。
首先建造FAST的主要目的是为了观测脉冲星、中性氢、宇宙分子和外星文明信号。
在科学方面,可以探测到百亿光年之外的电磁信号,可以探测极端物理条件下的基本物理规律,为物理学的研究提供了诸多数据。
在通讯方面,有可能把我国的空间探测和通讯能力延伸到太阳系的边缘.
在军事安全方面,具备反隐身能力,能探测到具有隐身能力的飞机,并通过其发动机噪音信号区别出飞机的类型。