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“天眼”守护人:做最好用的望远镜
2018-08-31 16:08
来源:中国科学报 任芳言 陈欢欢
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  即将过去的这个8月,中国科学院国家天文台研究员姜鹏有一大半时间在贵州省平塘县克度镇度过。过去的9年,他基本都是这么度过的。

  虽然世界最大的单口径射电望远镜FAST2016年9月就已建设完毕,进入调试阶段,但作为项目的总工程师及调试组组长,姜鹏要操心的事情却越来越多。

  以南仁东为首的老一辈科学家,为“天眼”奉献了数十年。如今,接力棒交到了姜鹏这一代年轻科研人手中。

   初生牛犊

  “我原本是搞结构力学的,对这个项目一直很好奇,一个500米跨度的望远镜,控制精度却要达到2毫米,到底要怎么实现?”

  作为一个刚刚博士毕业的年轻人,当时的姜鹏缺乏实际工程的锻炼和考验。有一次,时任总工南仁东问他:“你能行吗?”姜鹏事后才反应过来,南仁东这样问,可能是想吓跑他。但在当时,他并未听出这句疑问中的潜台词,而是认真回答:“应该可以,至少不会比别人差。”

  加入项目组后,姜鹏发现,自己好奇的问题其实并没有答案。“当时FAST项目悬念很大,很多事情都不确定,也有同行觉得这项目不可行。”但姜鹏没多想,逢山开路,遇水搭桥。

  主动反射面系统作为FAST工程的三大自主创新之一,其核心是反射面的主动变位功能。但反射面由4000多块三角形拼接而成,重达千余吨,其稳定性直接关系到望远镜的效果和精度。由此造就了一个超大跨度、超高精度、主动变位工作模式的索网工程,其中相当多的技术要求属于超标准设计。

  两年间,与同事们经历了上百次实验,姜鹏反而越挫越勇。“其实事后总结总是那么两三条,难的是从千丝万缕的线索中找到问题的关键所在,刚开始连努力的方向都不知道,更不知道技术瓶颈到底在哪里,后来循序渐进地摸索,希望也在一点点地增加。”姜鹏告诉《中国科学报》记者。

  反复尝试后,适用于FAST的超高疲劳性能钢索终于研制出来,6000多根不同粗细、长度和拉力的索被设计并制造出来,拼接成一张巨大而灵活的网,托起了“天眼”的“视网膜”——反射面。

  9年来,姜鹏每年有一多半的时间呆在贵州的深山里。日日与天文学家打交道,了解科研人员的研究需求,他从“天文学零基础”成了同事眼中最懂“天眼”的人。

  不留退路

  2017年,FAST进入调试阶段。口径500米的“天眼”,在调试之初庞大又脆弱,执行任何操作都会牵动各种部件。同时,整个尺度范围内,控制精度需要达到毫米级别,既是优点,也是难点。

  调试工作的担子显得尤其重。

  刚开始调试望远镜时,项目现场没有即时通信设备,联络“基本靠吼”。光是为了找人干活,姜鹏每天就能在楼里跑上一万多步。

  就算不在贵州,他也恨不得立刻赶到现场救急。

  一天夜里,索网突然出现多根索应力超限的情况,安全系统发出警报。所有人的心都提到嗓子眼。若不能及时找出问题,后果将不堪设想。

  “这么多超限的索,肯定不是一下冒出来的,必须暂停运行认真排查原因。”姜鹏迅速在工作群中回复:“面索应力超限,一定要停。”得知现场工作人员及时停止运行开始排查,他才松了口气。

  即便对种种意外做好了充分的准备,姜鹏的神经也总是绷着的。FAST调试测量组组长、与姜鹏共事多年的于东俊告诉《中国科学报》记者,向来“心理素质很好”的姜鹏自从进入调试期体重开始往下掉,甚至达到了历史低值。

  以前,为了让FAST项目尽早出成果,即便是最差的情况,姜鹏也总能“找出一条路走”。如今的他却不肯给自己留退路。调试电气组组长甘恒谦回忆一次闲聊时,姜鹏告诉他,“其实有时候已经挺满意的了,但还想往前再推一推。”

  经过一年多的调试,“天眼”的视力更好了——望远镜系统对设备故障的容忍度大大提升,功能性调试任务也基本完成.

  接棒者

  “我发现你不大犯错误。”姜鹏进组没多久,南仁东给他这样一句评价。

  如今的姜鹏已经从一个“不出错”的天文学“门外汉”,成为整个项目的协调者。

  在姜鹏看来,庞杂又巨大的FAST似乎像是为南仁东而生,因为没有人像他一样有丰富的知识储备:懂天文、力学、无线电,还了解金属工艺,会画工程图……

  跟随南仁东多年的姜鹏似乎在不经意间,也跟随着他前进的步伐。

  为了把望远镜调试到最佳状态,姜鹏必须深入到项目的每一个领域,了解相关知识。甘恒谦表示,项目每每遇到新需求,姜鹏一定会先做调研,“他学习东西非常快,对一个事情的把握,直觉很准”。

  “做事风格和工作态度都挺像,很务实,不搞虚头巴脑的东西。”于东俊说。

  作为一名党员,长期以来,姜鹏将自己爱国爱党的赤子之心化为对科研工作的执着追求,带领团队克服困难、不忘初心。一次党课上,他表露出自己的心迹:“做设备的人都知道,‘好用’这个词背后的含义。这和做世界最大、最灵敏相比,不是一个量级的难度。我们团队不能忘记的初心,就是要做一台好用的望远镜。”

  为了达到这个目标,姜鹏和团队长期坚守在项目现场。“最开始的时候,现场条件不好,很多最基本的工作都面临考验,我们团队里的人大多已结婚生子,每个月二十多天的现场工作,意味着要对家庭做出很大牺牲,如果调试工作没有他们,是不可能走到今天的。”姜鹏说。

  若进展顺利,2019年项目将进入验收阶段。这意味着之后越来越多的科学家将成为舞台上的主角,利用FAST做出科研成果。

  姜鹏手中的接力棒即将交接出去。他说:“这个项目是为科学家服务的,我预祝他们能有好的成果,不辜负国家的投入。”


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