第257章 天眼FAST项目启动会(1 / 2)长翅膀的甜甜圈
大概又等了十分钟,会议准时开始。
主持会议的华国天文学家南仁冬院士。
对这位院士,沈牧当然是有印象的。天眼FAST是南仁冬最早提出的项目概念,是天眼FAST项目的首席科学家、首席设计师和总工程师。
来开会之前沈牧还具体了解过这个项目,详细了解过之后便知道其实他不是这个项目的引子,因为天眼这个项目早在1994年就被南仁冬提了出来。
其后立项,评审,启动,说起来项目已经开启了几年了。
但不久前,这个项目因为现实的很多困难卡住,一直处于停滞状态。
要是真正说沈牧的作用,他虽然不是这个项目最开始的提出者,却为它重新启动起到了重要的推动作用。
如果不是申请做这个项目,沈牧还不知道历史上天眼FAST的落成过程竟然也有这样的停滞期。
但想想也十分合理,500米口径的射电望远镜在当今国际上前所未有,其设计和建设难度极其压力可想而知。
虽年近七旬,头发已见花白,但南仁冬目光清明,声音洪亮。
大会开始,他首先简要回顾了FAST项目的漫长而曲折的历程。
自1994年他率先在国际会议上提出概念,历经多年选址、反复论证,于2007年在黔省平塘县大窝凼奠基。
然而,随后的进展却步履维艰。500米口径带来的前所未有的工程技术挑战、巨大的经费需求、以及部分关键技术路径上的争议,使得项目在完成部分基础工程后,实质性的核心建设推进缓慢,近年来几乎陷入停滞。
沈牧在FRB快速射电暴领域的突破性发现,以及由此引发的国内对拥有自主大型观测设施的强烈呼声,如同一剂强心针,促使国家下定决心,重启并全力推进这一巨大射电望远镜的建造。
老院士看向坐在不远处的沈牧,目光欣慰,带着期许和赞赏。
“所以,首先,我们要感谢沈牧教授,因为他的发现以及提议,我们的项目才得以重新受到这样的重视。”
南院士的话音落下,全场便响起热烈的掌声。
很显然,虽然这个项目很难,但对于南仁冬来说,这个项目从筹备到立项再到落实,这么多年下来,就像他的孩子一般,他比谁都想要它顺利落地。
当然,现场以及不在现场的那些参与者,当然也希望这项目能够顺利落成。
收到会场内为他一个人响起的掌声,沈牧内心微微惊讶,但很快微笑点头向南仁冬院士和在场众人致意。
掌声停息,南仁冬院士介绍完背景,神情转为凝重,将话语权交给在座的专家。
“项目重启,决心已下。但摆在我们面前的,依然是那几个老问题,而且随着时间推移,某些材料的性能基准、工业加工能力虽有提升,但主要挑战的本质没有变。今天,我们首先要面对的,就是一个根本性的战略选择:是坚持原方案的500米口径,直面所有已知的、巨大的技术风险,还是退而求其次,选择一个技术上更稳妥、更易实现的方案,比如先建设一个300多米口径的望远镜,积累经验?”
他话音刚落,一位坐在南仁冬斜对面,约莫四十多岁,面容严肃、戴着黑框眼镜的中年男子便开了口。
他是周振,国内顶尖的空间结构与机构专家,工程院院士,也是南仁冬早年的学生之一,曾深度参与FAST前期的部分总体方案和结构设计论证。
“老师,各位同仁,”周正的声音不高,但带着非常笃定的语气,“重启FAST,是众望所归。但越是这个时候,我们越需要冷静,越需要正视困难,而不是被热情冲昏头脑。”
他令学生操作电脑,很快投影幕上出现了位于波多黎各的阿雷西博望远镜的图片和数据。
“阿雷西博,口径305米,1963年建成,固定式,利用喀斯特洼地。它曾是世界的标杆,为我们提供了宝贵的经验,但它的局限性和长期运行暴露出的结构老化、维护困难等问题,也给我们敲响了警钟。”
“我们原方案的500米,比阿雷西博大了近200米!这带来的不是线性增长,而是几何级数上升的复杂性。这其中的最大的三个困难我们也早已总结过。”
周振的语气更重了些,“第一,主动反射面。由约4400块三角形铝合金面板拼成,每块面板背后有促动器,整体构成一个可变形的球面。要让它实时变形为指向不同方向的抛物面,精度要求毫米级。这意味着要协调控制数千个促动器,处理海量传感器数据,进行实时解算,还要抵抗风、温度变化带来的扰动。这是一个超大规模、强耦合、非线性、带有时变参数和不确定干扰的分布参数系统控制问题。现有理论和工程实践,没有处理过这种规模和精度的先例。”
“第二,索网疲劳。支撑反射面的主动面,其背后是复杂的索网结构。这个索网要在球面和抛物面之间反复变形,索段、节点承受复杂的交变应力。在500米尺度、数十年设计寿命的要求下,索网和节点的疲劳寿命预测、高疲劳强度特种索体的研制、以及确保成千上万个连接点在大变形下的长期可靠性,是材料、结构、工艺的极限挑战。一处关键节点或索体的疲劳失效,可能导致连锁反应,后果不堪设想。”
“第三,馈源舱。这个重几十吨的接收机舱,按照我们的设计,它由六根大跨度钢索悬吊在140米高空,需要在直径约200米的范围内实现毫米级精度的六自由度运动,也就是空间三维移动加三维转动。支撑索的蠕变、温度变形、风致振动,以及馈源舱自身的动力学特性,使得高精度轨迹跟踪和振动抑制变得极其困难。这本质上是一个多柔体、大跨度、强非线性、参数不确定且受复杂环境干扰的高精度运动控制系统设计问题。”
周振看向南仁冬,也扫过在座的众人,最后把目光锁定在沈牧身上,眼中似乎没有一点温度。
“我不是危言耸听,这些是经过多次论证、仿真甚至部分试验验证过的结论。500米方案的科学目标固然诱人,但失败的风险和成本,我们和国家是否能够承受?”
“我认为,更务实、更负责任的选择是,借鉴阿雷西博的经验,但优化设计,将口径定为350米左右。这样,主动面单元数减少约一半,控制复杂度大幅降低。索网规模缩小,疲劳问题更易把握和验证,馈源舱运行范围减小,控制难度下降。”
“我们可以用更短的时间、更可控的风险,先建成一个世界领先的、可靠的大型射电望远镜,拿下急需的科学成果,同时为未来真正的500米积累全套技术、培养队伍、建立信心。”
最后周振停下来,深吸了一口气,“饭,要一口一口吃,路,要一步一步走。跨越太大,容易摔跤。”