向世界发出邀请 “中国天眼”31日正式对全球开放

                                                                           2021-03-31   青野云麓

2021-03-31 来源：国际在线

这是一封来自“中国天眼”的邀请函——3月31日0时起，500米口径球面射电望远镜（FAST）向全球天文学家征集观测申请。所有国外申请项目统一参加评审，评审结果将于7月20日公布，观测时间将从8月开始。

“中国天眼”是目前世界上最大、最灵敏的单口径射电望远镜，能够接收到100多亿光年以外的电磁信号。

自2020年1月对国内开放运行以来，这一具有我国自主知识产权的重大科研基础设施，运行稳定可靠，已发现300余颗脉冲星，并在快速射电暴等研究领域取得重大突破。

中国科学院国家天文台有关负责人表示，“中国天眼”向世界全面开放，彰显了中国与国际科学界充分合作的理念。在开放合作中，中国的科学重器将更好地发挥效能，促进重大成果产出，为全人类探索和认识宇宙作出贡献。

中国天眼

500米口径球面射电望远镜（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope），简称FAST，位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县克度镇大窝凼的喀斯特洼坑中，工程为国家重大科技基础设施，“天眼”工程由主动反射面系统、馈源支撑系统、测量与控制系统、接收机与终端及观测基地等几大部分构成。

500米口径球面射电望远镜被誉为“中国天眼”，由中国天文学家南仁东先生于1994年提出构想，历时22年建成，于2016年9月25日落成启用。是由中国科学院国家天文台主导建设，具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。综合性能是著名的射电望远镜阿雷西博的十倍。2020年1月11日，500米口径球面射电望远镜通过国家验收，投入正式运行。截至2021年3月29日，500米口径球面射电望远镜已发现300余颗脉冲星。

2021年3月31日起，中国天眼向全世界天文学家征集观测申请

建设背景

1993年，东京召开的国际无线电科学联盟大会上，包括中国在内的10国天文学家提出建造新一代射电“大望远镜”。他们期望，在全球电信号环境恶化到不可收拾之前，能多收获一些射电信号。建造FAST的动机即在此。

1994年7月，FAST工程概念提出。在这一背景下，原北京天文台提出了利用中国西南部的喀斯特地貌建造阿雷西博型LT的中国方案，最初起名为KARST。

建设历程

1995年11月，以北京天文台为主，联合国内20余家大学和科研机构，组建了“大射电望远镜”中国推进委员会，由南仁东研究员任主任。

2001年，FAST预研究作为中科院首批“创新工程重大项目”立项，并得到中国科学院及科技部的支持。

2001年10月，知识创新工程首批重大项目“FAST预研究”总体验收。

2007年7月，国家发展和改革委员会批复500米口径球面射电望远镜国家重大科技基础设施立项建议书，原则同意将FAST项目列入国家高技术产业发展项目计划，FAST工程进入可行性研究阶段。

2008年10月，国家发改委批复500米口径球面射电望远镜国家重大科技基础设施项目可行性研究报告，FAST工程进入初步设计阶段。

2009年2月，500米口径球面射电望远镜国家重大科技基础设施初步概算获得贵州省发改委批复。

2011年3月，FAST工程开工报告获得批复，工程开工项目初步设计和概算获得中国科学院和贵州省人民政府的批复。

建设中的FAST

2011年3月25日，FAST工程开工建设，2016年9月25日竣工，并进入调试观测阶段。工期5.5年。望远镜台址挖掘完工，基地、主动反射面的建造均于2013年内动工。总投资概算为6.67亿元。

2015年2月4日上午，位于贵州平塘的500米口径球面射电望远镜（FAST）安装了最后一根钢索，索网制造和安装工程结束。这意味着FAST的支撑框架建设完成，进入了反射面面板拼装阶段。

2015年国庆前夕，随着长度3.5千米的10千伏高压线缆通过耐压测试、变电站设备调试完成，中科院国家天文台500米口径球面射电望远镜（简称FAST）项目综合布线工程完成，具备供电条件，这标志着“天眼”的神经系统已经成型，FAST工程进入最后的冲刺阶段。

2015年11月21日，在贵州黔南安装建设的500米口径球面射电望远镜（FAST）馈源支撑系统进行首次升舱试验，6根钢索拖动馈源舱提升108米，并进行相应的功能性测试。 

2016年3月8日，在贵州省平塘县建设的世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜（FAST），已完成3492块反射面面板安装，完成比例达78.47%。2016年4月10日，500米口径球面射电望远镜（FAST）已完成4185块反射面面板安装，完成比例达94.04%。

2016年6月29日，FAST已完成4443块反射面面板安装，完成比例达99.8%。

2016年7月3日，500米口径球面射电望远镜的最后一块反射面单元成功吊装，这标志着FAST主体工程顺利完工。

2016年9月25日，在贵州省平塘县的喀斯特洼坑中落成启用，开始接收来自宇宙深处的电磁波，“天眼”方圆5公里将成为“静默区”。

世界地位

500米口径球面射电望远镜利用贵州喀斯特地区的洼坑作为望远镜台址，建造世界第一大单口径射电望远镜，其拥有30个标准足球场大的接收面积。FAST作为世界最大的单口径望远镜，将在未来20至30年保持世界一流地位。全新的设计思路，加之得天独厚的台址优势，使其突破了望远镜的百米工程极限，开创了建造巨型射电望远镜的新模式。 

该项目首席科学家、中科院国家天文台南仁东研究员在上海召开的“中国天文学会2006年学术年会”上表示，与世界现有最大口径100米望远镜相比，其观测能力提高了10倍，并且将在未来20~30年保持世界领先地位。

12月21日，中航工业贵州云马飞机制造厂运用航空制造技术，成功完成了FAST项目12米相似三角形的铝合金面板验证模型制造。该模型由100个1.2米等边三角形构成，每个等边三角形三个交点孔位置精度保持在0.1-0.15mm。该模型的成功制造，标志着云马厂在走向参与规划建设目前世界上最大的、具有500米口径球面射电望远镜（Five hundred meters Aperture Spherical Telescope，简称FAST）的工作中迈出了重要一步。

据悉，FAST是国家科教领导小组审议确定的国家九大科技基础设施之一，2007年7月10日，经国家发改委正式批复FAST立项后进入可行性研究阶段。由中国科学院和贵州省人民政府共同建设。建设周期以开工报告通过之日起约5.5年。该项目拟采用我国科学家独创的设计和我国贵州南部的喀斯特洼地的独特地形条件，建设一个约30个足球场大的高灵敏度的巨型射电望远镜。

FAST建成后将成为世界上最大口径的射电望远镜，FAST与号称“地面最大的机器”的德国波恩100米望远镜相比，灵敏度提高约10倍；与排在阿波罗登月之前、被评为人类20世纪十大工程之首的美国Arecibo 300米望远镜相比，其综合性能提高约10倍。作为世界最大的单口径望远镜，FAST将在未来20～30年保持世界一流设备的地位。

FAST的设计技术方案除了在观测中性氢线及其他厘米波段谱线，开展从宇宙起源到星际物质结构的探讨、对暗弱脉冲星及其他暗弱射电源的搜索、高效率开展对地外理性生命的搜索等6个方面实现科学和技术的重大突破外，还将作为一个多学科基础研究平台，有能力将中性氢观测延伸至宇宙边缘，观测暗物质和暗能量，寻找第一代天体。

应用价值

能把中国空间测控能力由地球同步轨道延伸至太阳系外缘，将深空通讯数据下行速率提高100倍。

脉冲星到达时间测量精度由120纳秒提高至30纳秒，成为国际上最精确的脉冲星计时阵，为自主导航这一前瞻性研究制作脉冲星钟。

进行高分辨率微波巡视，以1HZ的分辩率诊断识别微弱的空间讯号，作为被动战略雷达为国家安全服务。

基于FAST的强大功能，如果银河系(直径约为15万光年)内存在外星人，他们的信息就很可能被发现。国际科研项目“搜寻外星人计划”(SETI)的首席科学家丹•沃西默最近向中方提出，希望在FAST加装设备，可合作搜索外星人信号。

观测成就

2017年10月，发现2颗新脉冲星，距离地球分别约4100光年和1.6万光年，是中国射电望远镜首次发现脉冲星。

2017年12月，FAST新发现3颗脉冲星，且这3颗脉冲星已分别得到认证。自2016年9月25日落成启用以来，“中国天眼”共发现51颗脉冲星候选体，其中有11颗已被确认为新脉冲星。

2018年4月28日，从中国科学院国家天文台获悉，“天眼”FAST（500米口径球面射电望远镜）首次发现毫秒脉冲星并得到国际认证。新发现的脉冲星J0318+0253自转周期5.19毫秒，根据色散估算距离地球约4000光年，由FAST使用超宽带接收机进行一小时跟踪观测发现，是至今发现的射电流量最弱的高能毫秒脉冲星之一。

2018年7月12日，由贵州省科学技术奖励大会获悉，500米口径球面射电望远镜已发现43颗脉冲星。

2018年，“中国天眼”安装并调试了专门用于地外文明搜索的后端设备。这个功能有点像筛子的后端设备，主要就是从“中国天眼”浩如烟海的电磁信号中，筛选出有用的窄带候选信号，而把天体和人工信号排除掉。美国加州大学伯克利分校地外文明研究团队基于几十年的地外文明搜索经验，携手中国科学院国家天文台，为“中国天眼”量身开发了这套专门设备。

2019年3月，中国科学院国家天文台FAST总工程师、研究员姜鹏接受专访时说道，和天马望远镜团队合作，首次成功实现联合观测，这标志着FAST具备了联合组网观测的能力。 

截至2018年9月12日，500米口径球面射电望远镜已发现59颗优质的脉冲星候选体，其中有44颗已被确认为新发现的脉冲星。

截至2019年8月28日，500米口径球面射电望远镜投入使用近三年，现已实现跟踪、漂移扫描、运动中扫描等多种观测模式，并且已发现132颗优质的脉冲星候选体，其中有93颗已被确认为新发现的脉冲星。

2020年1月11日，500米口径球面射电望远镜顺利通过国家验收，投入正式运行，未来将着力确保装置高效、稳定、可靠运行，加强国内外开放共享。

2020年1月1日至3月23日，500米口径球面射电望远镜完成观测近1000小时，已完成全年观测时长目标任务的三分之一，发现并认证的脉冲星达到114颗。

2020年9月“中国天眼”预计可正式启动针对地外文明的搜索。

截至2020年11月，“中国天眼”设施运行稳定可靠，取得一系列重大科学成果，发现脉冲星数量超过240颗，基于“中国天眼”数据发表的高水平论文达到40余篇。近1年来，“中国天眼”已观测服务超过5200个机时，超过预期设计目标近2倍。

2021年2月，剧中国科学院国家天文台，500米口径球面射电望远镜又有两项新发现，包括捕获三例新的高色散快速射电暴和首次发现毫秒脉冲星一种名为jitter的计时噪声模式。截至3月29日，500米口径球面射电望远镜已发现300余颗脉冲星。

2021年3月31日起，中国天眼向全世界天文学家征集观测申请，以开放合作的态度，向全球提供重大科研基础设施，促进更多科学成果产出，为人类文明进步作出中国贡献。7月20日公布评审结果，8月开始安排观测时间。