「天眼」守護人:做最好用的望遠鏡

即將過去的這個8月,中國科學院國家天文臺研究員姜鵬有一大半時間在貴州省平塘縣克度鎮度過。過去的9年,他基本都是這麼度過的。

“天眼”守護人:做最好用的望遠鏡

雖然世界最大的單口徑射電望遠鏡FAST2016年9月就已建設完畢,進入調試階段,但作為項目的總工程師及調試組組長,姜鵬要操心的事情卻越來越多。

以南仁東為首的老一輩科學家,為“天眼”奉獻了數十年。如今,接力棒交到了姜鵬這一代年輕科研人手中。

初生牛犢

“我原本是搞結構力學的,對這個項目一直很好奇,一個500米跨度的望遠鏡,控制精度卻要達到2毫米,到底要怎麼實現?”

作為一個剛剛博士畢業的年輕人,當時的姜鵬缺乏實際工程的鍛鍊和考驗。有一次,時任總工南仁東問他:“你能行嗎?”姜鵬事後才反應過來,南仁東這樣問,可能是想嚇跑他。但在當時,他並未聽出這句疑問中的潛臺詞,而是認真回答:“應該可以,至少不會比別人差。”

加入項目組後,姜鵬發現,自己好奇的問題其實並沒有答案。“當時FAST項目懸念很大,很多事情都不確定,也有同行覺得這項目不可行。”但姜鵬沒多想,逢山開路,遇水搭橋。

主動反射面系統作為FAST工程的三大自主創新之一,其核心是反射面的主動變位功能。但反射面由4000多塊三角形拼接而成,重達千餘噸,其穩定性直接關係到望遠鏡的效果和精度。由此造就了一個超大跨度、超高精度、主動變位工作模式的索網工程,其中相當多的技術要求屬於超標準設計。

兩年間,與同事們經歷了上百次實驗,姜鵬反而越挫越勇。“其實事後總結總是那麼兩三條,難的是從千絲萬縷的線索中找到問題的關鍵所在,剛開始連努力的方向都不知道,更不知道技術瓶頸到底在哪裡,後來循序漸進地摸索,希望也在一點點地增加。”姜鵬告訴《中國科學報》記者。

反覆嘗試後,適用於FAST的超高疲勞性能鋼索終於研製出來,6000多根不同粗細、長度和拉力的索被設計並製造出來,拼接成一張巨大而靈活的網,托起了“天眼”的“視網膜”——反射面。

9年來,姜鵬每年有一多半的時間呆在貴州的深山裡。日日與天文學家打交道,瞭解科研人員的研究需求,他從“天文學零基礎”成了同事眼中最懂“天眼”的人。

不留退路

2017年,FAST進入調試階段。口徑500米的“天眼”,在調試之初龐大又脆弱,執行任何操作都會牽動各種部件。同時,整個尺度範圍內,控制精度需要達到毫米級別,既是優點,也是難點。

調試工作的擔子顯得尤其重。

剛開始調試望遠鏡時,項目現場沒有即時通信設備,聯絡“基本靠吼”。光是為了找人幹活,姜鵬每天就能在樓裡跑上一萬多步。

就算不在貴州,他也恨不得立刻趕到現場救急。

一天夜裡,索網突然出現多根索應力超限的情況,安全系統發出警報。所有人的心都提到嗓子眼。若不能及時找出問題,後果將不堪設想。

“這麼多超限的索,肯定不是一下冒出來的,必須暫停運行認真排查原因。”姜鵬迅速在工作群中回覆:“面索應力超限,一定要停。”得知現場工作人員及時停止運行開始排查,他才鬆了口氣。

即便對種種意外做好了充分的準備,姜鵬的神經也總是繃著的。FAST調試測量組組長、與姜鵬共事多年的於東俊告訴《中國科學報》記者,向來“心理素質很好”的姜鵬自從進入調試期體重開始往下掉,甚至達到了歷史低值。

以前,為了讓FAST項目儘早出成果,即便是最差的情況,姜鵬也總能“找出一條路走”。如今的他卻不肯給自己留退路。調試電氣組組長甘恆謙回憶一次閒聊時,姜鵬告訴他,“其實有時候已經挺滿意的了,但還想往前再推一推。”

經過一年多的調試,“天眼”的視力更好了——望遠鏡系統對設備故障的容忍度大大提升,功能性調試任務也基本完成.

接棒者

“我發現你不大犯錯誤。”姜鵬進組沒多久,南仁東給他這樣一句評價。

如今的姜鵬已經從一個“不出錯”的天文學“門外漢”,成為整個項目的協調者。

在姜鵬看來,龐雜又巨大的FAST似乎像是為南仁東而生,因為沒有人像他一樣有豐富的知識儲備:懂天文、力學、無線電,還了解金屬工藝,會畫工程圖……

跟隨南仁東多年的姜鵬似乎在不經意間,也跟隨著他前進的步伐。

為了把望遠鏡調試到最佳狀態,姜鵬必須深入到項目的每一個領域,瞭解相關知識。甘恆謙表示,項目每每遇到新需求,姜鵬一定會先做調研,“他學習東西非常快,對一個事情的把握,直覺很準”。

“做事風格和工作態度都挺像,很務實,不搞虛頭巴腦的東西。”於東俊說。

作為一名黨員,長期以來,姜鵬將自己愛國愛黨的赤子之心化為對科研工作的執著追求,帶領團隊克服困難、不忘初心。一次黨課上,他表露出自己的心跡:“做設備的人都知道,‘好用’這個詞背後的含義。這和做世界最大、最靈敏相比,不是一個量級的難度。我們團隊不能忘記的初心,就是要做一臺好用的望遠鏡。”

為了達到這個目標,姜鵬和團隊長期堅守在項目現場。“最開始的時候,現場條件不好,很多最基本的工作都面臨考驗,我們團隊裡的人大多已結婚生子,每個月二十多天的現場工作,意味著要對家庭做出很大犧牲,如果調試工作沒有他們,是不可能走到今天的。”姜鵬說。

若進展順利,2019年項目將進入驗收階段。這意味著之後越來越多的科學家將成為舞臺上的主角,利用FAST做出科研成果。

姜鵬手中的接力棒即將交接出去。他說:“這個項目是為科學家服務的,我預祝他們能有好的成果,不辜負國家的投入。”

(原載於《中國科學報》 2018-08-30 第1版 要聞)


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