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我校首创反射面结构系统助超级“天眼”看得更远

  2016年9月26日出版的《人民日报》头版头条刊登了《习近平致我国500米口径球面射电望远镜落成启用的贺信》,报道了我国500米口径球面射电望远镜(简称FAST)落成启用的消息。我校空间结构研究中心沈世钊院士、范峰教授带领研究团队自2003年起主要承担了FAST项目的预研、初步设计等工作,提出的反射面结构方案及多项关键技术成功应用于该项目。为表彰我校在FAST项目中的杰出贡献,2010年,我国将一颗发现于1993年的小行星命名为“哈工大星”,哈工大成为全国为数不多的获小行星命名殊荣的高校。

  有着超级 “天眼”之称的500米口径球面射电望远镜9月25日在贵州省平塘县的喀斯特洼坑中落成启用。从理论上说,“天眼”能接收到137亿光年以外的电磁信号,这个距离接近宇宙边缘。甚至有外国科学家这样形象地描述“天眼”的功力——“你在月球上打手机它也能发现”。中国的这个“天眼”之所以能看得这么远,还这么准,有一项全球首创的技术发挥着至关重要的作用,它就是由我校研究人员主要承担和完成的FAST项目主动反射面结构系统。

  “天眼”由中国科学院国家天文台主持建设,从概念到选址再到建成,耗时22年,是具有自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。FAST项目由主动反射面系统、馈源支撑系统、测量与控制系统、接收机与终端、观测基地等几大部分构成。我校空间结构研究中心沈世钊院士、范峰教授、钱宏亮教授为首的研究团队,自2003年起全程参与了FAST项目结构系统的预研、可行性研究和初步设计,提出的主动反射面结构方案和多项关键技术成功应用于FAST项目,为超级“天眼”的国家立项和落成启用提供了强有力的技术支撑和保障。中科院国家天文台台长严俊在接受采访时,将“洼坑内铺设数千块单元组成冠状主动反射面”称为中国“天眼”的三大自主创新之一,足见这一技术的重要性。

  范峰教授担任FAST项目结构系统总工程师。据他介绍,在中国的“天眼”诞生前,全球最大的望远镜是美国阿雷西博望远镜,口径达305米,不可动。德国的波恩望远镜虽然可动,但口径只有100米。FAST口径为500米,其主动反射面支承系统是由上万根钢索和4 450个反射单元组成的球面索网结构,接收面积相当于30个标准足球场。其巨型支承结构是对土木工程技术尤其是空间结构技术的一个重大挑战,同时还必须满足FAST项目的主动变位、超高精度等特殊功能和轻量化的要求。为此,研究团队经过多年持续的技术攻关,提出的主动反射面结构整体方案在多家竞争中获得采用,经过多次实验验证,反射面结构工作变位控制、若干重要结构性能分析与控制、结构健康监测和故障诊断等多项关键技术得以应用,最大限度地保证和满足了FAST项目超大跨度、超高精度、实时变位等要求。


(商艳凯)