姜鹏 ：“中国天眼”守护人

齐菠萝

在一个初冬的早晨，《青年文摘》编辑受邀走进国家天文台“中国天眼”（FAST）总工程师姜鹏的办公室。那是一个十几平方米的小房间，一排办公室里毫不起眼的一间，陈设简单而整洁，有一面墙上贴着不同视角下的“中国天眼”照片：晨曦中的“中国天眼”，星空里和银河下的“中国天眼”，更有不同建设时期“中国天眼”的成长记录图。

我们很难不被这个硕大的银白色“天坑”所吸引。“中国天眼”坐落于贵州平塘县的崇山峻岭中，这个500米口径的球面射电望远镜（Five-hundred-meterApertureSphericalradioTelescope，简称FAST），是目前世界上最大、最灵敏的单口径射电望远镜，大小接近30个足球场。因应用于中国的宇宙巡视、脉冲星观测和探索星际信号等领域，FAST被誉为“中国天眼”。它是中国科技创新颇具代表性的“名片”，也是我国拥有自主知识产权的大国重器。

以南仁东为首的老一辈科学家，为“中国天眼”奉献了数十年，如今，接力棒交到了姜鹏这一代科研人员手中。作为FAST运行和发展中心总工程师，姜鹏带领团队解决了一系列测量控制技术难题，完成了望远镜极具难度的调试任务，让“中国天眼”终于开始睁眼看宇宙！

1993年，在日本国际无线电科学联盟大会上，与会科学家提出，要在全球电波环境恶化到不可收拾之前，建造新一代射电“大望远镜”。时任中国科学院北京天文台副台长的南仁东坐不住了，他向同事提出：“我们也建一个吧！”

南仁东所设想的，是一个500米口径的超级射电望远镜。在当时，世界上最大的射电望远镜——阿雷西博射电望远镜，口径是305米。而中国最大的射电望远镜口径不到30米，不管是技术还是设备都非常落后。

在提出FAST工程构想后，年近半百的南仁东带领团隊开始了漫长的选址工作。最终，在众多“候选坑”中，贵州平塘县城85公里外的金科村大窝凼洼地，成为最适合建设的台址。

2007年，FAST工程正式立项。姜鹏是在项目建设初期加入团队的。2009年，他刚从中科院力学研究所博士毕业，专业是工程力学，正处于人生迷茫期：是继续做科研，还是寻找新的挑战？

犹豫之际，姜鹏看到了FAST的招聘启事，上面的信息让他来了兴趣。“一个500米直径的索网，能变形，抛物面可以在它的不同部位形成，而且要求控制精度达到毫米级……”对姜鹏来说，这是一个充满诱惑力的项目，满足了他对一个传奇工程的所有期待。于是，他立刻报名参加。

加入FAST团队不久，姜鹏就被派到贵州大山深处。第一次去时，汽车从机场出发，颠簸了四五小时，最后在一个小工棚前停了下来。司机说，这就是“中国天眼”台址。

地处深山，人烟稀少，交通不便，没有电，上不了网……眼前的一切几乎与现代文明隔绝。姜鹏的心里倍感失落，但建设者们边研究、边摸索、边实施的科研精神打动了他。他决定在建设基地扎下根来。

项目建设初期，姜鹏和同事们所处的环境恶劣。“用的是地表水，住的是没有空调的活动板房。贵州气候潮湿，有时被子湿得能拧出水来，很多人没住几天全身就起满了疹子。我们都不敢生病，在那种条件下生病是很难痊愈的。”

除了要克服生活条件上的艰苦，他们还要面临想象之外的技术难关。

不同于世界上已有的单口径射电望远镜，“中国天眼”的“视网膜”——球型反射面，是一张由6670根钢索编制的索网，它需要在球面和抛面间进行变形，从而对天文信号进行收集和观测。这是一项史无前例的工程，由姜鹏负责。

工程启动不久，团队就遇到了一个大难关：索网疲劳问题。常见的斜拉桥上的钢索，其疲劳强度大都是200兆帕、200万次弯曲。

由于“中国天眼”的钢索需要根据观测天体的方位，不断拉伸，使反射面在不同的位置上形成瞬时抛物面，而且望远镜要至少应用30年。经过反复思考、计算后，姜鹏提出需疲劳强度为500兆帕、弯曲次数为200万的钢索。

在时任总工程师南仁东的指导下，姜鹏和团队开始了一场长达两年的大规模钢索疲劳实验。他们日夜摸索、反复测试，经历近百次失败后，终于研制出适用于FAST的超高疲劳性能钢索。

钢索研制出来后，安装也极具挑战。因为每根钢索的规格、长度，甚至截面尺寸都不一样，如果装错一根，整个索网可能就无法成型，项目就会失败。

“工程人员想了一个方法，给每根主索打上一个二维码标签，相当于这根钢索的身份证。只要在现场扫一扫二维码，就可以清楚地知道钢索应该安装的位置。”姜鹏说。就这样，6670根不同粗细、长度和拉力的索，拼接成一张巨大而灵活的网，托起了“中国天眼”的“视网膜”。

凭着敢想敢做的执着和不言放弃的坚毅，姜鹏和团队攻克了超高疲劳性能钢索研制、繁杂工件管理与精度控制、复杂地形条件施工等一系列技术难题，创造了多个工程奇迹。2016年，“中国天眼”顺利建成。

2017年，FAST进入调试阶段，望远镜建成后能不能用、好不好用，关键就看调试能否成功。姜鹏从南仁东先生手中接过接力棒，带领团队开展调试工作。

“中国天眼”的调试涉及天文、力学、结构、测量、控制、电子学等专业领域，调试方案的设计者必须全面掌握这些领域的知识。于是，姜鹏开始了新一轮的学习，他用最快的速度学习和了解望远镜所涉及的所有技术领域，并用近3个月的时间完成了望远镜总体调试方案及计划。

口径500米的“天眼”，在调试之初庞大又脆弱，牵一发而动全身，稍有差错，就可能会功亏一篑。那段日子，姜鹏的神经时刻紧绷着。向来“心理素质很好”的他，体重开始下降。

最终，FAST团队用远超国际惯例和同行预期的效率完成了设备调试。其中灵敏度是美国阿雷西博望远镜的2.5倍以上，中国建造的射电望远镜首次在这个核心参数上占据了世界制高点。

2017年8月27日，FAST第一次实现对特定目标的追踪观测，稳定地获取了目标源射电信号，这代表着初期的调试任务圆满完成。姜鹏心里的石头落了地。“做设备的人都知道‘好用’这个词背后的含义。我们团队的初心，就是做一台好用的望远镜。”

2020年1月，经过4年的调试，“中国天眼”通过国家验收正式启用；2021年3月31日零点，“中国天眼”正式对全球开放。

“我发现你不大犯错误”是姜鹏刚进入FAST项目时南仁东对他的评价。在外界看来，曾身为助手的姜鹏肯定对南老先生言听计从。但事实上，为了建好“天眼”，他几次“违抗”了南仁东的意愿。

一次是关于FAST索网颜色的选择。当时，南仁东希望是白色，他觉得白色的索网结构会赋予工程融入自然的宏大和美感。但姜鹏认为，加入任何颜色都会影响材质纯度，进而影响索网的寿命。姜鹏据理力争，坚持将颜色定为索网的原色——黑色。

2023年是姜鹏加入FAST团队的第14年，品尝过无数次测试失败，终于迎来了科学花开。截至2022年7月，基于FAST数据发表的高水平论文已有120余篇，所发现的脉冲星数量超过660颗，并发现了迄今唯一一例持续活跃的重复快速射电暴。

未来，FAST还将深入脉冲星搜索、中性氢巡视、星际的形成及引力波探测等科学研究。“中国天眼”极大地拓宽了人类认知宇宙的视野，也使中国天文学家有机会走上世界科学研究的最前端。

谈及对《青年文摘》读者的寄语，姜鹏说：“越探索宇宙，越会觉得自己的生命在不断被拓宽。即便不能实际地探测星空和宇宙，也希望你们守护心中的星星，做一个追星的人。”

（更多姜鹏独家问答详见本期前插四“偶像说”栏目）