导语：2020年12月1日，由于多年老化和维护的不利影响，“田燕”——阿雷西博射电望远镜在波多黎各遭遇严重坍塌事故，永久停止运行。

阿雷西博射电望远镜，直径305米，始建于1963年，曾是世界上最大的射电望远镜。自中国“天眼”FAST成立以来，一直被誉为“地球之眼”。然而，自2016年以来，政府暂停了每年1200万美元的望远镜维护拨款，导致美国永远失去了这架顶级的单架望远镜。

倒塌的阿雷西博射电望远镜来源：浙江日报

相反，自2017年投入运营以来，中国的“天眼”FAST在世界天文学研究中发挥了独特而重要的作用，并迫使欧洲将其列为中国在谈判中必须开放的科研工具。这一中国奇迹的完成，离不开南任栋先生23年来的不断贡献。

“咱们也建一个吧”

1963年，清华大学无线电系迎来了吉林省顶尖科学学者南仁东——号。后来，师从王守官，获得中国科学院理学博士学位，致力于天文学研究。南任栋在多年的科学研究中四处奔走，排队数年向其他国家借射电望远镜。使用权的复杂申请和其他国家科学家的拒绝，使南任栋感到深深的疲惫和忧虑。

1993年，在日本举行的国际无线电科学联合会会议上，科学家们讨论了建造新一代射电望远镜，以便在全球无线电波环境继续恶化之前从外层空间接收更多信息。会后，南任栋向中科院提出：“我们也建一个吧”，并于1994年7月提出了“红五米口径球面射电望远镜(FAST)”的工程构想。

南任栋先生在田燕项目现场。来源：http://kp.cnhubei.com/kpgzz/201901/t4211358.shtml

在随后的12年里，南带着300多幅地形数据图走遍全国，亲自完成了FAST项目的立项、选址、设计和施工。并参与了FAST项目中天文、力学、材料、机械、无线电等技术的研发和应用。最后，2016年9月25日，FAST项目完成并投入使用，南22年来一直在努力打造世界上最大的射电望远镜。

快速图表(来源：新华社，https://www.163.com/dy/article/G4OL07B60514R9L4.html)

未来20年内世界最大、最灵敏的射电天文望远镜

常见的天文望远镜按探测目标分类，包括射电望远镜(探测射电)、光学望远镜(探测可见光)、红外、X射线和射线望远镜等。其中射电望远镜可分为球形射电望远镜、抛物面射电望远镜、条形射电望远镜和望远镜阵列(连接单个射电望远镜，从单个望远镜收集数据)等。其中FAST被归类为自动聚焦变形的球形射电望远镜。

FAST位于贵州省平塘县的一个岩溶洼地，直径500m，面积约30个足球场，天顶覆盖角40，工作频率70 MHz-3 GHz。FAST是世界上最大、最灵敏的巨型射电望远镜，已被列为中国九大科技基础设施之一。

FAST项目由一个基本岩溶洼地、一个建在地面上的索网有源反射器结构和一个悬挂在中心的馈电支持系统组成。喀斯特洼地独特的选址大大减少了望远镜工程的数量，增加了望远镜的直径。依靠建立在地面上的主动反射面结构，通过电液杆与地面相连，使FAST可以根据接收信号的方向自由改变发射角度，形成直径300米的瞬时抛物面，将电磁波向观测方向汇聚，并在地面上校正球差，实现宽带、全极化。馈源舱通过钢索与六个支撑塔连接，舱内的微调并联机器人可以基于先进的双目标互瞄方式实现空间信号的自动对准，将工程测量精度提高到4毫米级。

FAST结构示意图[1]

FAST射电望远镜工作时，馈源舱由6个100米高度的支撑塔调节，控制主反射镜主动变形聚焦接收电磁波信号，可将几平方米到几千平方米的信号汇聚到一点。

中国拥有FAST的所有自主知识产权。与号称世界上最大的德国波恩100米望远镜相比，FAST的灵敏度提高了10倍；与美国阿雷西博300米望远镜相比，其综合性能提高了2.5倍以上(现已崩溃)。将保持国际同类设备领先水平20多年。

星际旅行前置黑科技——宇宙中

FAST工程的核心目标，在于搜寻与发现射电脉冲星。脉冲星是一种处于快速自转状态的中子星，特征在于能够周期发射电磁脉冲信号。脉冲星的自转周期极其稳定，信号周期性的精确度远高于原子钟，因此脉冲星能够用于在宇宙航行中进行空间与时间的高精度校准。但由于脉冲星的信号暗弱，易被人造电磁干扰淹没，需要借助具有极高灵敏度的FAST望远镜来进行探索与观测，即科幻电影中常见的“星图定位导航”。

除观测脉冲星外，FAST还将承担巡视宇宙中的中性氢、主导国际VLBI网、探测星际分子、搜寻星际通讯信号等四大科学目标，并实现空间飞行器的测控与通讯、脉冲星计时阵和自主导航、非相干散射雷达接收系统、高分辨率微波巡视等四大应用目标[2]。FAST的运行，为未来可能的星际旅行点出了“前置黑科技”。

FAST观测脉冲星(图源：中科院之声，https://zhuanlan.zhihu.com/p/29980759)

2021年5月，国家天文台研究团队利用中国天眼FAST望远镜在观测中取得的重要进展，正式发布了201颗新发现的脉冲星。此外，FAST观测得到的数据为40多篇高水平学术论文提供了支撑，其中包括发表在世界顶级刊物《自然》上对快速射电暴方面的研究成果[3]。

与此同时，FAST将于2021年4月1日起面向全球开放。来自世界各地的研究机构与独立科学家可提交完善的研究计划申请，在通过由全球顶尖天文学家组成的联合评议后，共同分享超过5000小时的FAST观测时间。中国对FAST这一全球仅有的顶尖天文设备的无国界共享行为，再次证明了中国包容开放的大国心态，也彰显了中国与国际科学的充分合作理念，将为人类探索宇宙起源与认识宇宙未知做出了巨大的贡献。

值得一提的是，FAST目前也以预约制的形式面向游客开放，每天限流2000人。据统计，2017年FAST地区的旅游营收为46亿元，远超FAST本身6.7亿元的建设成本。

结语：

中国“天眼”FAST的全球开放、公开评议与无国界信息共享，将使其成为中国最为重要的世界名片之一。同时，国家天文台在FAST单镜位的基础上，提出了中国未来射电望远镜群的项目规划，力求将中国在天文学界的领先地位保持下去。