毕业被“忽悠”进FAST，山沟里一蹲8年，创3项世界第一！ FAST调试组长8年专业“搞破坏”

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出品：“SELF格致论道”讲坛（SELFtalks）

作者：姜鹏 SELF讲坛

音频里如婴儿心跳一般的声音，来自遥远的星河之外。是2017年10月“中国天眼”新发现两颗脉冲星（之一）发出的声音。下图是这两颗脉冲星的位置，从那里传出来的脉冲信号被科学家探测到，又被转化成的音频信号，从而可以被我们听到。

脉冲星是一个高密度的天体，一颗方糖大小的体积，质量就能达到上亿吨。探测到这个脉冲星的中国天眼，是一个500米口径的射电望远镜（FAST），它的反射面面积相当于30个足球场的大小，是世界上最大的单口径射电望远镜。

这是中国的自主研发的天文设备，第一次探测到新发现的脉冲星。

“我甚至觉得这个项目是在忽悠人”

姜鹏，是FAST项目的调试工作负责人。

他第一次接触到这个项目，是在2009年。

那年，他博士毕业，正面临着人生迷茫的十字路口——是应该继续博士的研究方向？还是寻找一个新的挑战，做自己感兴趣的事情？

时间总催促着人做决定，却也会带来机会的降临。

那时候的机会，是一张招聘启事。

“一个500米直径的索网，能变形，抛物面可以在它的不同的部位形成，而且要求控制精度达到毫米级……”

（招聘启事配图）

这应该就是FAST最初的招聘了，这样的一张图，对于当时的姜鹏来说，太不可思议。他甚至觉得，“这个项目可能是一个忽悠人的项目。”

比卖拐还不靠谱……

然而这个招聘启事又“别有用心”的附上了一个发改委的批文，告诉他这是一个真实存在的大科学工程。

带着对这个项目如何实现的好奇，他走入了天眼工程的项目建设。

姜鹏还记得，初次见到南仁东时，还是博士生的他暗自打量着眼前留着八字胡的南仁东，想着，“一看就是头儿”。

南老师特别认真的盯着姜鹏的简历，抬起头，直截了当地说：“就你这简历，毕业后想在中科院系统其他研究所也不太好找工作吧？”

然而转眼，姜鹏已经在这个团队待了整整8年。

姜鹏在SELF格致论道讲坛上分享与FAST的故事

“我们几乎经历了所有可能的破坏形式”

这个“大科学工程”，确实是挺大的。

姜鹏说，“如果把FAST比喻成盛满了水的一口锅，我们全世界每个人都可以分4瓶，够大家所有人喝一天的。”

它的反射面则像是天眼的视网膜。姜鹏牢牢记着和它相关的那些数字，“它是一个500米口径的钢梁，架在50根巨大的钢柱子上，670根钢索编成的索网挂于横梁，上铺4450块反射面单元，下设2225根下拉索，固定在地面上的触动器上。”

望远镜的“视网膜”

“触动器拽动下拉索，就能控制索网的形状，一会儿是球面，一会儿是抛面，以进行天文信号的收集和观测。”姜鹏补充说。

这样大的射电望远镜，首先要做的是结构设计。人类所知道的最多正面体只有正二十面体，于是项目团队不得不为4000多块反射面单元设计出380多个种类。

在连接方式上，传统结构中藐视一切的“温度缝”被一票否决，他们只能设置滑移支座，来释放热胀冷缩产生的钢梁变形。

（结构设计优化）

技术难题每时每刻都在降临。

我要是用一句话来形容这个索网结构，那就是它是世界上跨度最大、精度最高、工作方式最特殊的一个索网工程。一般一项工程有一项世界第一就已经很难了，但是这个索网却集了三项世界第一，你可以想象它的难度有多大。

FAST的索网要求变形，钢索更像是弹簧，对疲劳性能的要求极高。姜鹏和同事们对十余根钢索结构进行疲劳实验，没有一例能满足要求的，这打击大了。

时间紧迫，刻不容缓。谈到当时的情况，姜鹏还说道，“当时我们的总工程师南仁东，经常在办公室里隔三差五找我去讨论技术问题，每次见到他，他头发都是立着的，天天在焦虑，手足无措，不知道该怎么解决。”

到底需要采用什么样性能的疲劳性能钢索？

望远镜的运行轨迹如何？每根索在未来30年承受的应力如何？观测年限要设计成多少年？设备故障怎么办？

（经历的破坏和困难）

国家天文台用一次次的失败实验试图解答。

“我们几乎经历了所有可能的破坏形式——铆柱的损伤破坏、单丝的磨损破坏，所有可能的我们都经历了。”姜鹏说。一根索的加工失误，都有可能导致整个索网无法精确成形。

把1600根钢索全部返厂重新加工、用力传感器实现挂索网的精确定位、索结构的重新安装……虽然“忽悠人”的项目里充满了无穷无尽的大麻烦，开会就像开玩笑，但总有一个声音呐喊着：搞定它！

“欢迎你把孤独的他们带走”

6000多根索，2000多个节盘，上万个关节轴承。不管是炎炎的烈日，还是冬天，工人们天天吊在几十米的高空上，一个个散拼，才终于把索装上合拢。

反射面的安装也一样特殊。从拼装场地吊起来到空中，顺着篮索溜。好几个工人在高空等待，从四米到几十米，一颗颗地将4450块反射面单元安装完毕。

艰难的索结构安装过程，由东南大学的郭振兴团队主动请缨接手。他们非常擅于做这个，研究后给出了这样好的方案。

你也许能想象到，这要经历多么长的一段时间。

从始至终，这个团队已经坚持了22年。

他们之中，多得是意气风发的年轻人。他们和FAST共同成长，在项目中度过的日日夜夜几乎就是他们的整个青春年华。

他们简单而善良，一心向科学，却常常孤独，以宠物为伴。

姜鹏还在SELF格致论道讲坛的现场打趣做起了征婚，他对台下的姑娘们说，，“照片里的这两个单身帅哥，如果有美女到我们FAST现场去参观的话，我非常希望你把他也带走，这还有他的电话。”

他们是优秀的青年，也一定是靠谱的青年。

( 想成为FAST团队家属么？联系邮箱：self@cnic.cn）

“看南老师的头发从立到平”

姜鹏说，刚开始做FAST项目时，所有的事情都跟他想象的并不一样，原本困惑的技术问题，其实有很多都在研制阶段，连南仁东先生，也并不确认这个望远镜一定能达到它的设计指标，或者能实现它所有的预期设想。

在经历了近百次失败，与多家企业进行合作后，终于历时两年，像做梦一般研制出了一个适用于FAST的成品钢索结构。

“从那以后，南老师的头发终于从竖立着开始变平了。”

在完成装置后，团队对整个望远镜进行了整体联调。实现对固定目标的跟踪过程，对望远镜来说是一个具有里程碑的调试阶段，就像让天眼的眼珠转动起来。

联调完成后，姜鹏给当时身体已经非常不好的南老师发了一条微信，告诉他这个事已经做成。他感到非常欣慰，向团队表示了祝贺。

这是姜鹏跟南仁东先生之间最后一次的微信交流

2016年9月25号的现场落成仪式上，他们拍下了最后一张照片。（前排橙色箭头指示处为姜鹏）

（后排绿色箭头指示处为FAST系统总工程师聂跃平，关于他的故事在这里：南仁东让我找一个“坑”，一找找了12年，后来那里建成了FAST |聂跃平）

姜鹏在FAST落成仪式现场

投入那么多，到底值不值？

SELF讲坛工作组曾问姜鹏，历经如此坎坷，成为世界上最大的单口径射电望远镜，FAST究竟有多贵？姜鹏说，“FAST其实只是相当于一公里的地铁。但重要的是，特殊的望远镜、大量的运动部件和机械装置，都无史可鉴。”

有人问，为它投入这么多的精力，到底值不值得。姜鹏说：“也许每个人心中都有自己心中的答案，但是FAST对于我来说是非常值得的一件事情。”

（雾中的美丽FAST）

姜鹏说，FAST的现场，就是一个科学的风景。如果运气足够好，爬到一个山顶，兴许能看到雾中美丽的FAST。如果晚上去，则可以看见美丽的星空，对于大多数生活在都市的人们来说，这已经是一种奢侈。

但在那里，却是给他们最好的馈赠。

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