編者按 工程師是推動工程科技造福人類、創造未來的重要力量，是國家戰略人才力量的重要組成部分。2024年初，“國家工程師獎”表彰大會在京召開，81名個人被授予“國家卓越工程師”稱號，50個團隊被授予“國家卓越工程師團隊”稱號。這些“國家工程師”參與鑄就的大國工程是中國創新、中國力量的彰顯。即日起，本報約請部分獲獎工程師和工程師團隊，講述大國工程建設中的故事，帶領讀者領略大國工程的創新之美、創造之力。
姜鵬，1978年生，中國科學院國家天文臺正高級工程師，FAST（500米口徑球面射電望遠鏡）運行和發展中心常務副主任、總工程師，國家天文臺黨委委員、學術委員會委員，貴州射電天文臺執行臺長。他主要從事射電天文技術與方法研究，全面負責FAST運行和發展規劃。2024年，他帶領的“中國天眼”工程團隊獲得“國家卓越工程師團隊”稱號。
被譽為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）已發現800余顆新脈沖星。這是國際上同一時期所有其他望遠鏡發現脈沖星總數的3倍以上。
這一優異成績得益于“中國天眼”的世界領先性能。FAST，位于貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣克度鎮大窩凼（dànɡ），由主動反射面系統、饋源支撐系統、測量與控制系統、接收機與終端及觀測基地等系統構成。
FAST是當今世界最大的射電望遠鏡，發射面積相當于30個標準足球場大小，俯瞰時像一口銀色大鍋。如果給這口“大鍋”倒滿礦泉水，全球70億人平均每人可以分到4瓶。
“中國天眼”工程團隊由南仁東先生于1994年創建。我從2009年開始參與FAST建設，2018年成為FAST總工程師。FAST的巨大工程體量、超高精度要求及特殊工作方式，向工程團隊提出了前所未有的技術挑戰。
比如，中國天眼索網跨度500米，精度要求卻達到2.5毫米，同時要保證實現由球面到拋物面的頻繁變位功能。面對這項復雜工程，我們研制出疲勞性能達到500兆帕的超高性能鋼索，也就是說，鋼索承受拉力達到500兆帕時不會發生斷裂，達到當時國內外相關標準規定值的2.5倍以上。
我們還發明了串聯拉索沿導索空中累積滑移擴展施工方法，實現貴州山區復雜地形條件下大跨度、復雜索網結構的快速安裝。最終，我們研制了世界唯一一個采用主動變位工作方式的超大型索網結構。
此外，我們還研制了世界上最大跨度柔性索驅動的饋源高精度定位系統。FAST饋源艙重量達30噸，利用6根鋼索組成的600米跨度索驅動系統對其進行定位控制，饋源艙內設置6自由度并聯機器人進行二次精調，最終實現了在140米高空、206米范圍內達到10毫米的定位精度。這就好比風箏在140米高空飛行，運動范圍是直徑206米的圓圈，我們對風箏進行控制的誤差不超過10毫米。
耗時4年，我們制造出了突破10萬次彎曲疲勞壽命的48芯動光纜，同時讓信號衰減達到最低，不僅達到了FAST工程的要求，還刷新了當時的世界紀錄。
自成立以來，FAST團隊攻克了相位陣接收機系統、微弱信號探測技術研究、超高疲勞性能鋼索等多項世界級難題。這些技術成果不僅滿足FAST特殊工作方式的需求，而且確保FAST在貴州野外氣候條件下具備全天候、高精度運行能力。
與號稱“地面最大機器”的德國波恩100米望遠鏡相比，FAST的靈敏度提高了約10倍。這讓FAST有能力捕捉極其微弱的電磁波信號，讓科學家得以傾聽來自宇宙深處遙遠的“呢喃”，幫助人類探尋脈沖星、快速射電暴、星系形成演化、引力波、黑洞等未知的宇宙奧秘，不斷拓展人類的認知邊界。可以說，FAST是人類的“千里眼”和“順風耳”，幫我們探索光年之外。
千里之行，積于跬步。過去的20多年里，我們工程團隊一步一個腳印，最終實現我國射電天文由追趕到領跑的跨越式發展。FAST還激發了廣大青少年對科學的興趣，以南仁東為代表的科學家和工程師隊伍攻堅克難的故事，豐富了科學家群體的人文內涵，形成了公眾向往科學的濃厚氛圍，對時代和社會都具有重大意義。
回首FAST建設歷程，我覺得自己比較幸運，博士畢業就遇到這么有吸引力的工程項目。參與并見證FAST從無到有、從不可能到可能的過程，是一段很享受的旅程。
現在，FAST工程團隊有150多人。我們接下來的主要任務是保障望遠鏡高效平穩運行，繼續攻克接收機等關鍵技術設備難題，提升自主研發能力。同時要居安思危，早日建立以FAST為中心的射電望遠鏡陣列，提升望遠鏡性能，保持世界領先地位。
有世界領先的望遠鏡性能，才會有世界領先的科學成果。在FAST的加持之下，我們相信，新的科學成果還會不斷涌現，甚至期待將來某一天發現脈沖星黑洞雙星系統！
（科普時報記者代小佩采訪整理）
FAST大事記
●1994年6月，FAST選址工作啟動。
●2008年12月，FAST工程奠基。
●2020年1月，FAST通過國家驗收。
●2021年2月，習近平總書記親切會見FAST項目負責人和科研骨干，聽取FAST建設歷程、技術創新、國際合作等情況介紹。
●2021年3月，FAST正式對全世界開放。
●2021年8月，FAST發現銀河系中距離最遠的大尺度結構。
●2023年7月，FAST發現的脈沖星超過800顆。
●2023年12月，FAST構建并釋放了世界最大的中性氫星系樣本。
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