从“跟跑”到“领跑”，“中国天眼”落成十周年丨科技史

2016年9月25日，“中国天眼”（FAST）正式落成启用。十年后，当我们站在这个节点回望，FAST已成长为世界射电天文领域的核心科研设施。作为“国之重器”，FAST不仅改写了中国射电天文学的历史，更为人类探索宇宙奥秘贡献了不可或缺的中国力量。

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从梦想到蓝图

FAST的故事，始于1993年。

那年，在日本京都召开的国际无线电科学联盟大会上，各国天文学家发出倡议：要在全球电波环境继续恶化之前，建造新一代射电望远镜。中国科学院北京天文台（现中国科学院国家天文台）的南仁东敏锐地意识到，“这是中国必须抓住的机会”。

1994年，以南仁东为代表的中国天文学家提出利用贵州喀斯特洼地建造500米口径球面射电望远镜的工程构想。同年6月，选址工作正式启动。

此后，南仁东团队先后对比了1000多个洼地，带着300多幅卫星遥感图，徒步踏勘了上百个窝凼，历经十余年的艰辛勘探，最终锁定了贵州平塘县的大窝凼作为最佳台址。

选址工作推进的同时，预研工作也在同步进行。1999年，中国科学院启动重大项目“大射电望远镜FAST预研究”。

彼时，很多国外同行并不看好这一项目，但中国天文学家没有放弃，而是继续完善预研，奋力推进项目。2007年7月10日，国家正式批复立项FAST工程。

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从蓝图再到现实

2011年3月25日，FAST正式开工建设。

FAST的反射面有30个足球场大，由4450块三角形铝板拼接而成，不仅成为世界上最大的单口径射电望远镜，更在技术上领先世界，灵敏度达到当时最先进的阿雷西博望远镜的2.25倍。

在建设过程中，最大的技术挑战来自索网结构。FAST的索网要支撑起一个500米口径的反射面，而且在整个望远镜生命周期里，索网要在球面和抛物面之间频繁变位，耐疲劳性能必须达到200万次。

当时，世界上没有任何国家生产这种级别的钢索。作为索网系统负责人的姜鹏临危受命，带领团队耗费近两年时间，经历近百次失败，终于研制出在500兆帕应力幅下可实现200万次弯曲的成品钢索，疲劳性能是传统标准的2.5倍。

这一突破催生了12项自主创新专利。FAST索网是当时世界上跨度最大、精度最高的索网结构。2015年2月4日，索网成功合龙，FAST渡过了建设阶段最艰难的一关。

2016年9月25日，FAST正式落成启用。FAST的建成，离不开南仁东和他的团队22年的奋斗与坚持，是他们让FAST从一纸蓝图变为现实。

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从“跟跑”到“领跑”

FAST落成后不久，便在多个领域产出了重要科学成果。

2017年，FAST公布首批观测成果，成功发现6颗新脉冲星，一举实现我国射电望远镜自主发现脉冲星“零”的突破。

2020年1月通过国家验收后，FAST正式开放运行，开启大规模系统性巡天。截至2026年9月，FAST发现脉冲星总数已达1284颗，远超同期国际上所有其他望远镜发现数量的总和。

2023年6月，中国脉冲星测时阵列（CPTA）研究团队利用FAST对57颗毫秒脉冲星进行长达3年5个月的精密监测，首次获得纳赫兹引力波存在的关键证据，这一成果标志着我国在这一领域达到国际领先水平。

2026年1月，利用长达2年多的观测数据，中国科学院紫金山天文台联合国内外团队，在国际上首次捕捉到重复快速射电暴法拉第旋转量发生剧烈跃变并随后回落的详细演化过程，为“快速射电暴起源于双星系统”假说提供了直接且关键的观测证据。

▲艺术想象图：双星系统中，伴星的星冕物质抛射形成磁化等离子体云，穿过地球与快速射电暴源的观测视线，引发法拉第旋转量的剧烈变化。（图片来源：中国科学院国家天文台）

此外，FAST在地月空间目标探测、脉冲星时间基准以及小行星防御等应用领域取得重要进展，服务于国家空天安全和重大战略需求。

FAST的建成，使中国射电天文研究实现了从“跟跑”到“领跑”的历史性跨越。

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面向前沿

FAST始终坚持开放共享的运行模式，全球科学家正基于FAST共享的观测数据开展研究。2021年3月起，FAST正式向全球天文学家开放观测申请。

FAST用十年证明了中国创新的韧性与高度。更重要的是，FAST为中国培养了一大批射电天文领域的青年人才，他们将在天文学研究中持续发挥作用。未来，FAST将继续聚焦脉冲星观测、快速射电暴、中性氢等重要领域，争取产生更多前沿突破。

▲中国天眼FAST全貌。（图片来源：中国科学院国家天文台 ）

从蓝图到巨眼，FAST的建成还带动了贵州当地的发展——曾经与世隔绝的大窝凼，如今已成为科技新名片，每天都有慕名而来的游客登上山顶观景台，眺望FAST壮观的“身姿”，他们同时也见证了中国天文学的发展从“跟跑”到“领跑”的跨越。苍穹之下，探索不止——FAST的征途，永远是下一片未知的星域。

来源：中国科学院大学

责任编辑：范思璐