500米口徑球面射電望遠鏡（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope，F(xiàn)AST），位于貴州省黔南布依族苗族自治州境內，是中國家“十一五”重大科技基礎設施建設項目。 500米口徑球面射電望遠鏡于2011年3月25日動工興建；于2016年9月25日進行落成啟動儀式，該科技基礎設施進入試運行、調試工作；于2020年1月11日通過國家驗收，正式開放運行。 500米口徑球面射電望遠鏡開創(chuàng)了建造巨型望遠鏡的新模式，建設了反射面相當于30個足球場的射電望遠鏡，靈敏度達到世界第二大望遠鏡美國“阿雷西博”的2.5倍以上，大幅拓展人類的視野，用于探索宇宙起源和演化。 1993年8月26日，在國際無線電聯(lián)大會上，包括我國在內的10國天文學家提出建造巨型望遠鏡的計劃，渴望在電波環(huán)境徹底毀壞前回溯原初宇宙，解答天文學中的眾多難題。在這一科學源動力驅使下，通過不斷探索，我國天文學家提出了在貴州喀斯特洼地中建造500米口徑球面射電天文望遠鏡的建議和工程方案。 2005年9月23日，500米口徑球面射電望遠鏡召開項目建議書專家評審會，項目通過評審工作；11月4日，500米口徑球面射電望遠鏡啟動立項申請工作。 2006年3月29日，中國科學院基礎科學局主持召開了“FAST項目國際評估與咨詢會”，肯定了500米口徑球面射電天文望遠鏡關鍵技術的可行性[；6月16日，中國科學院國家天文臺、中科院昆明分院和貴州省科技廳在貴陽組織召開了500米口徑球面射電望遠鏡項目協(xié)調會，對該項實施所提供的條件和采取的措施進行了協(xié)商，并達成了共識；7月15日，500米口徑球面射電望遠鏡確定選址為貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣大窩凼洼地。 2007年7月10日，國家發(fā)改委批復500米口徑球面射電望遠鏡立項建議書。 2008年3月18日，500米口徑球面射電望遠鏡FAST進行可行性研究報告的專家評估工作；10月31日，國家發(fā)改委批復了500米口徑球面射電望遠鏡FAST的可行性研究報告；12月12日，500米口徑球面射電望遠鏡初步設計報告和投資概算通過評審工作；12月26日，500米口徑球面射電望遠鏡于貴州大窩凼臺址舉行奠基儀式。 2009年6月9日，500米口徑球面射電望遠鏡完成臺址詳勘招標工作；11月16日，500米口徑球面射電望遠鏡完成全鋁結構反射面單元樣機的驗收工作。 2009年6月9日，500米口徑球面射電望遠鏡完成臺址詳勘招標工作；11月16日，500米口徑球面射電望遠鏡完成全鋁結構反射面單元樣機的驗收工作。 2011年1月23日，500米口徑球面射電望遠鏡舉行臺址開挖工程開工儀式[；3月25日，500米口徑球面射電望遠鏡動工興建；11月30日，500米口徑球面射電望遠鏡舉行饋源支撐塔施工圖設計合同簽署儀式。 2012年2月22日，500米口徑球面射電望遠鏡完成《FAST工程饋源艙方案優(yōu)化設計》合同驗收；8月4日，500米口徑球面射電望遠鏡完成排水隧道貫通工程[15]。 2013年3月25日，500米口徑球面射電望遠鏡進行望遠鏡臺址挖掘、基地和主動反射面建造；6月4日，500米口徑球面射電望遠鏡完成光纜模擬工況試驗驗收；11月29日，500米口徑球面射電望遠鏡完成饋源支撐塔基礎工程驗收；12月31日，500米口徑球面射電望遠鏡完成圈梁鋼結構合攏。 7月17日，500米口徑球面射電望遠鏡進行反射面索網制造與安裝工程建設工作；7月23日，500米口徑球面射電望遠鏡完成反射面地錨工程的驗收279月11日，500米口徑球面射電望遠鏡完成圈梁制造和安裝工程驗收；10月16日，500米口徑球面射電望遠鏡完成測量基墩的竣工驗收；11月15日，500米口徑球面射電望遠鏡完成反射面索網制造與安裝工程建設工作；11月30日，500米口徑球面射電望遠鏡完成反射面索網制造與安裝工程驗收。 2015年1月21日，500米口徑球面射電望遠鏡完成代艙結構的部分焊接和安裝工作；2月4日，500米口徑球面射電望遠鏡完成最后一根鋼索安裝工作，索網合龍；2月10日，500米口徑球面射電望遠鏡完成索驅動第一根支撐索安裝；8月2日，500米口徑球面射電望遠鏡完成第一個反射單元吊裝；9月30日，500米口徑球面射電望遠鏡完成項目綜合布線工程，并進行10千伏高壓線纜的耐壓測試、變電站設備調試；11月21日，500米口徑球面射電望遠鏡進行首次饋源蒼升艙試驗；11月30日，500米口徑球面射電望遠鏡完成饋源艙?？科脚_驗收 2016年7月3日，500米口徑球面射電望遠鏡完成最后一塊反射面單元安裝工作[8]；7月31日，500米口徑球面射電望遠鏡完成觀測基地主體箭鏃建設；9月25日，500米口徑球面射電望遠鏡進行落成啟動儀式，該望遠鏡進入試運行、試調試階段。 2019年4月19日，500米口徑球面射電望遠鏡試開放；4月22日，500米口徑球面射電望遠鏡通過工藝驗收；5月27日，500米口徑球面射電望遠鏡項目通過檔案驗收；5月30日，500米口徑球面射電望遠鏡項目通過建安和財務專業(yè)驗收。 2020年1月11日，500米口徑球面射電望遠鏡通過國家驗收，并正式開放運行。 2018年4月18日，500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）首次發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星，并獲得國際認證。 2019年1月24日，500米口徑球面射電望遠鏡與天馬望遠鏡實現(xiàn)首次聯(lián)合觀測，獲得甚長基線干涉測量（VLBI）干涉條紋。 2021年3月31日，500米口徑球面射電望遠鏡向全球天文學家征集觀測申請。 2022年6月，500米口徑球面射電望遠鏡發(fā)現(xiàn)首例持續(xù)活躍快速射電暴，該成果于北京時間2022年6月9日在國際學術期刊《自然》雜志發(fā)表。 2022年9月，“中國天眼”FAST對一例位于銀河系外的快速射電暴開展了深度觀測，首次探測到距離快速射電暴中心僅1個天文單位（即太陽到地球的距離）的周邊環(huán)境的磁場變化，向著揭示快速射電暴中心引擎機制邁出重要一步。 2022年10月報道，中國科學院國家天文臺利用中國天眼FAST進行成像觀測，在致密星系群——“斯蒂芬五重星系”及周圍天區(qū)，發(fā)現(xiàn)了1個尺度大約為兩百萬光年的巨大原子氣體系統(tǒng)，也就是大量彌散的氫原子氣體。這是迄今為止，在宇宙中探測到的最大的原子氣體系統(tǒng)。該成果于北京時間2022年10月19日23點在國際學術期刊《自然》雜志發(fā)表。 2022年12月10日消息，近日，國家天文臺韓金林研究員科研團隊利用中國天眼FAST探測了銀河系內氣體介質，獲得高清圖像。系列成果于2022年12月10日發(fā)表在專業(yè)學術期刊《中國科學》上。[ 2022年12月26日，中國科學院國家天文臺的消息，該臺研究員李菂團隊通過系統(tǒng)分析的500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)的快速射電暴觀測數(shù)據(jù)，精細刻畫出動態(tài)宇宙的射頻偏振特征，最新研究揭示圓偏振可能是重復快速射電暴的共有特征。這一重要天文觀測發(fā)現(xiàn)及研究的成果論文，北京時間12月26日以封面文章形式在中國科技期刊卓越行動計劃綜合性領軍期刊《科學通報》(Science Bulletin)發(fā)表。 500米口徑球面射電望遠鏡位于中國貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣克度鎮(zhèn)金科村大窩凼洼地，東北距平塘縣城約85千米，西南距羅甸縣城約45千米。 建設目標 1、500米口徑球面射電望遠鏡工程在貴州喀斯特洼地內鋪設口徑為500米的球冠形主動反射面，通過主動控制在觀測方向形成300米口徑瞬時拋物面； 2、采用光機電一體化的索支撐輕型饋源平臺，加之饋源艙內的二次調整裝置，在饋源與反射面之間無剛性連接的情況下，實現(xiàn)高精度的指向跟蹤； 3、在饋源艙內配置覆蓋頻率70兆赫至3吉赫的多波段、多波束饋源和接收機系統(tǒng)； 4、針對FAST科學目標發(fā)展不同用途的終端設備；建造的天文觀測站。 科學目標 1、巡視宇宙中的中性氫，研究宇宙大尺度物理學，以探索宇宙起源和演化； 2、觀測脈沖星，研究極端狀態(tài)下的物質結構與物理規(guī)律； 3、主導國際低頻甚長基線干涉測量網，獲得天體超精細結構； 4、探測星際分子，研究恒星形成與演化、星系核心黑洞一級探索太空生命起源； 5、搜索可能的星際通訊信號，搜尋外星文明。 500米口徑球面射電望遠鏡主要六項建設內容為： 臺址勘察與開挖 勘察臺址工程地質和水文地質條件，開挖清理洼地，使其滿足望遠鏡建設的需要。 主動反射面 建設8895根鋼索和4450個反射單元組成的球冠型索膜結構，口徑約500米，球冠張角120度，變形拋物面的均方差為5毫米 饋源支撐 建設公里尺度的鋼索支撐體系，在饋源艙內安裝并聯(lián)機器人用于二級調整，最終調整定位精度為10毫米。 測量與控制 建設洼地中基準網和基準站，激光全站儀和GPS測量系統(tǒng)，百米距離測量精度2毫米。采用總線及多層控制技術實現(xiàn)數(shù)千點自動控制和望遠鏡協(xié)調運行。 接收機與終端 根據(jù)FAST科學目標，工作頻率覆蓋70兆赫至3吉赫。研制饋源（其中包括19波束多波束饋源）、低噪聲致冷放大器、寬頻帶數(shù)字中頻傳輸設備、高穩(wěn)定度的時鐘和高精度的頻率標準設備等。配置多用途數(shù)字天文終端設備。 觀測基地建設 建立望遠鏡觀測室、終端設備室、數(shù)據(jù)處理中心、各關鍵技術實驗室、辦公樓和綜合服務體系等；用以對數(shù)據(jù)進行接受、傳輸、處理、存儲等。 500米口徑球面射電望遠鏡主要由三個控制系統(tǒng)，主要為： 望遠鏡總控系統(tǒng) 用于協(xié)調和控制各子系統(tǒng)，監(jiān)測各部件運行狀態(tài)，排除故障，收集、記錄運行數(shù)據(jù)，并提供統(tǒng)一時間標準，使望遠鏡能按計劃進行天文觀測。 饋源支撐整體控制系統(tǒng) 作為500米口徑球面射電望遠鏡中樞，主要功能為饋源支撐測量數(shù)據(jù)處理、天文軌跡規(guī)劃、饋源支撐整體控制和系統(tǒng)校時。 主動反射面控制系統(tǒng) 根據(jù)天文軌跡規(guī)劃和測量數(shù)據(jù)，通過調整促動器的伸長量來控制反射面節(jié)點位置，形成位置和面型準確的拋物面。 結構設計 反射面 反射面單元 ①反射面單元主要由面板單元、背架、調整裝置、連接機構等組成。 ②通過促動器和索網的主動控制在觀測方向形成300米口徑瞬時拋物面以匯聚電磁波，從而實現(xiàn)天文觀測。 ③反射面總面積為25平方米，其中反射單元共計4450塊。 地錨 地錨是促動器的基礎，也是萬源街反射面實現(xiàn)變位工作的基準。 索網 總體 ①索網結構是500米口徑球面射電望遠鏡的主動反射面的主要支撐結構，是反射面主動變位工作的關鍵點。 ②索網可采取主動變位的獨特工作方式，根據(jù)觀測天體的方位，利用促動器控制下拉索，在500米口徑反射面的不同區(qū)域形成直徑為300米的拋物面，以實現(xiàn)天體觀測。 圈梁 圈梁是索網的支承結構，包括承臺基礎、格構柱及環(huán)梁。 艙停靠平臺 艙?？科脚_位于主動反射面中心底部，是饋源艙安裝、人港?？?、維護、檢測平臺，也是安裝、更換索驅動纜索的平臺。 液壓促動器 反射面液壓促動器在上位控制系統(tǒng)的控制下，通過液壓促動器活塞桿的伸縮來實現(xiàn)精確定位、協(xié)同運動，通過調整下拉索下端的位置，從而間接同步調整索網節(jié)點位置，實時實現(xiàn)滿足擬合精度的300米口徑瞬時拋物面，實現(xiàn)天文觀測的跟蹤、換源等要求。 饋源 索驅動 ①由驅動機各構、導向機構、纜索裝置、控制系統(tǒng)、設備基礎及其他供附屬設施組成。 ②實現(xiàn)了饋源艙輕型化的目的，突破了傳統(tǒng)射電望遠鏡中饋源與反射面相對固定的剛性支撐模式，極大地降低了饋源支撐結構的重量和尺寸，減少了對射電望遠鏡無線電波的遮擋 饋源艙 饋源艙即安放饋源系統(tǒng)的艙體，主要包括星形框架、AB軸機構、多波束接收機轉向裝置艙罩和其他附屬設施。 饋源支撐塔 ①500米口徑球面射電望遠鏡的饋源支撐系統(tǒng)的主體承載結構，是鋼索承載和驅動的依托支架，并為塔頂導向滑輪提供足夠剛性的支撐平臺，保證驅動鋼索能夠牽引饋源艙在預定軌跡上運動。 ②饋源支撐塔包含六基鋼管塔，塔頂承載數(shù)十噸量級周期性緩慢變化的鋼索拉力。六基鋼管塔高度均超過100米，饋源支撐塔共有24個塔腿基礎，分為嵌固式基礎和樁基礎兩種，其中樁基礎最大埋深為36米。 其他 測量基墩 ①500米口徑球面射電望遠鏡的測量與控制系統(tǒng)的主體建筑。 ②通過在大窩凼洼地內建造24個伸出反射面的基墩，為高精度測量儀器提供穩(wěn)定可靠的安裝平臺，完成對反射面節(jié)點位置和饋源艙位姿測量，為反射面和饋源支撐控制提供測量數(shù)據(jù)。 觀測基地 為50為500米口徑球面射電望遠鏡提供建設、運行和維護基礎保障。 線路線纜 是500米口徑球面射電望遠鏡的神經網絡，是所有指令信號、數(shù)據(jù)傳輸、動力傳輸?shù)耐ǖ?，是FAST高效運行的保障。 技術指標 技術指標 占地面積 260000平方米 球反射面 半徑：300米，口徑：500米，球冠張角：110至120度 照明口徑 300米 展開全部 建設成果 技術難題 建設難題 1、500米口徑球面射電望遠鏡全新的設計理念帶來了極大的技術挑戰(zhàn)；巨大的反射面能根據(jù)天體的目標位置實時地主動調節(jié)形狀，在觀測方向上需形成300米直徑的瞬時拋物面； 2、30噸的饋源艙在140米的高空、206米的范圍內，利用六根鋼索進行高精度控制。 3、反射面和饋源艙須在公里級的尺度上實現(xiàn)毫米級的動態(tài)控制精度。 4、巨大工程體量、超高精度要求及特殊的工作方式，造就了FAST前所未有的技術挑戰(zhàn)。 技術突破 500米口徑球面射電望遠鏡與當下同類大口徑射電望遠鏡相比，它的獨到之處為： 1、利用地球上的優(yōu)良臺址貴州天然喀斯特巨型洼地作為望遠鏡臺址。 2、自主發(fā)明主動變形反射面，在觀測方向形成300米口徑瞬時拋物面匯聚電磁波，在地面改正球差，實現(xiàn)寬帶和全偏振。 3、采用光機電一體化技術，自主提出輕型索拖動饋源支撐系統(tǒng)和并聯(lián)機器人，實現(xiàn)望遠鏡接收機的高精度指向跟蹤，并將萬噸平臺降至幾十噸。 技術創(chuàng)新 1、索網作為當下世界上跨度最大、精度最高的索網結構，也是世界上第一個采用變位工作方式的索網體系； 2、總面積25萬平方米的主動反射面系統(tǒng)由4450塊反射面單元組成，每塊反射面又由100塊鉚接式鋁制沖孔小面板拼接而成，不但減少重量，并可使雨水滲漏，陽光透過，以保證地面植被正常生長； 3、“饋源艙支撐系統(tǒng)”的支撐方式。饋源艙支撐系統(tǒng)采用柔索支撐的方式，由支撐塔、索驅動、饋源艙、艙?？科脚_這四個子系統(tǒng)構成主體部分，突破了傳統(tǒng)射電望遠鏡饋源艙與反射面相對固定的剛體支撐模式。 科技創(chuàng)新 1、創(chuàng)建了超大型射電望遠鏡的新系統(tǒng)，即主動反射面、饋源支撐等系統(tǒng)，實現(xiàn)了500米的口徑反射面主動變位和饋源艙高精度定位，是射電望遠鏡建造技術的重大突破。 2、提出了適應山區(qū)復雜地形的圈梁支承形式，發(fā)明了索網形態(tài)分析的目標位形初應變補償法，研究了主動變位的索網疲勞性能，實現(xiàn)了FAST大尺度、超高精度及主動變位等創(chuàng)新性結構設計。 3、研制了500兆帕超高應力幅及毫米級精度的結構鋼索，發(fā)明了多種大跨度、高精度施工工法，突破了現(xiàn)場極其苛刻的復雜場地限制，實現(xiàn)了建設完成跨度極大、精度極高的望遠鏡主體結構。 4、發(fā)明了大尺度、高精度、高動態(tài)測量控制與安全評估技術，實現(xiàn)了提供反射面高精度位置信息和全天候、高精度、大尺度高采樣率的饋源支撐動態(tài)測量。 5、在管理創(chuàng)新方面，采用了全過程工程咨詢模式，開創(chuàng)了“十字形”交叉管理系統(tǒng)和“五維一體”的項目管理方式，實現(xiàn)了節(jié)能、綠色、環(huán)保等管理體系的有機融合，開啟了大科學工程建設管理的新模式。 2022年9月21日，由北京大學李柯伽教授、東蘇勃教授與胥恒、陳平博士等人參與的FAST優(yōu)先和重大科學研究團隊，在國際學術期刊Nature發(fā)表文章對重復性快速射電暴FRB20201124A的起源進行了評估。該團隊通過對這個源的深度觀測取得的若干重要發(fā)現(xiàn)都是國際首次。 500米口徑球面射電望遠鏡的建設涉及了眾多高科技領域，如天線制造、高精度定位與測量、高品質無線電接收機、傳感器網絡及智能信息處理、超寬帶信息傳輸、大量數(shù)據(jù)存儲與處理等。FAST關鍵技術成果可應用于諸多相關領域，如大尺度結構工程、公里范圍高精度動態(tài)測量、大型工業(yè)機器人研制以及多波束雷達裝置等。500米口徑球面射電望遠鏡的建設經驗將對中國制造技術向信息化、極限化和綠色化的方向發(fā)展產生影響。 把我國的空間測控能力由地球同步軌道延伸至太陽系外緣，將深空通訊數(shù)據(jù)下行速率提高幾十倍。脈沖星到達時間測量精度由120納秒提高至30納秒，成為國際上最精確的脈沖星計時陣，為自主導航這一前瞻性研究制作脈沖星鐘。進行高分辨率微波巡視，以1赫茲的分辨率診斷識別微弱的空間訊號，作為被動戰(zhàn)略雷達為國家安全服務?？勺鳛椤白游绻こ獭钡姆窍喔缮⑸淅走_接收系統(tǒng)，提供高分辨率和觀測效率；跟蹤探測日冕物質拋射事件，服務于太空天氣預報。 500米口徑球面射電望遠鏡作為一個多學科基礎研究平臺，有能力將中性氫觀測延伸至宇宙邊緣，觀測暗物質和暗能量，尋找第一代天體。能用一年時間發(fā)現(xiàn)約7000顆脈沖星，研究極端狀態(tài)下的物質結構與物理規(guī)律；有希望發(fā)現(xiàn)奇異星和夸克星物質；發(fā)現(xiàn)中子星——黑洞雙星，無需依賴模型精確測定黑洞質量；通過精確測定脈沖星到達時間來檢測引力波；作為最大的臺站加入國際甚長基線網，為天體超精細結構成像；還可能發(fā)現(xiàn)高紅移的巨脈澤星系，實現(xiàn)銀河系外第一個甲醇超脈澤的觀測突破；用于搜尋識別可能的星際通訊信號，尋找地外文明等等[10]。 500米口徑球面射電望遠鏡落戶貴州，為貴陽市以全力支持國家超大型科學裝置建設為切入點謀求重大發(fā)展機遇、加速提升了貴陽市科技經濟水平，開辟了新渠道。對貴陽市裝備制造業(yè)、鋁工業(yè)結構升級有重大意義。一，加快提升鋁工業(yè)和裝備制造業(yè)的創(chuàng)新能力。二，加快本地鋁材料高新技術企業(yè)的成長和高性能高科技鋁產業(yè)鏈的形成。三，促進貴陽市機電行業(yè)和三大軍工企業(yè)的技術進步和技術升級。 500米口徑球面射電望遠鏡建在貴州，使得邊遠閉塞的黔南喀斯特山區(qū)將變成世人矚目的國際天文學術中心，成為把貴州展現(xiàn)給世界的新窗口。將會對中國西南貧困山區(qū)的經濟發(fā)展和社會繁榮產生不可估量的影響，為國家西部開發(fā)戰(zhàn)略貢獻力量。以FAST為主體的天文科普基地將推進中國西部、甚至全國的科普工作，教育青少年、宣傳公眾與決策層，為科教興國的長遠戰(zhàn)略目標服務。 500米口徑球面射電望遠鏡項目建設將使貴州省在較短時間內發(fā)展成為國際一流的天文學交流中心、世界天文學的研究中心及天文科技旅游目的地之一。FAST不僅對推進世界天文學事業(yè)發(fā)展具有重大意義，而且對貴州教育、科技、旅游、科普和大數(shù)據(jù)據(jù)產業(yè)的發(fā)展具有重要的推動作用。

由中國集郵總公司發(fā)行的500米口徑球面射電望遠鏡竣工紀念封

“中國天眼”FAST全景