监听奇迹

FAST建成后，天文学将注定有许多突破。

　　首先，FAST能够发现更多的脉冲星。脉冲星是1967年发现，因为信号规律，开始被误认为是外星人发出的信号。现在普遍认为，脉冲星是一种高速旋转的中子星，就像海边的灯塔，旋转的光柱扫过地球。但也有一些证据似乎不支持灯塔模型。

　　南仁东说：“现在我们侦测到的约2000颗脉冲星，全都是银河系内的。别的星系想必也有脉冲星。所以FAST会避开银河，对准别的星系，发现更多奇特的脉冲星，了解它是什么东西。”

　　南仁东说：“我们很可能会发现一些前所未见的脉冲星现象，比如说一个脉冲星和一个黑洞结对，那么就可能产生突破性的理论。”FAST期望第一年就找到几十颗银河外的脉冲星。

　　FAST还可能观察到早期宇宙的蛛丝马迹——中性氢云团的运动。所谓中性氢，就是宇宙中未聚拢成恒星发光发热的氢原子，是一个质子加一个电子。本来从远处是看不到氢原子的，但质子和电子就像旋转的星球一样有磁极。如果电子磁极罕见地倒转了，一种波长为21厘米的微弱电磁波就跑了出来。

　　监测21厘米波，不仅能判断出哪里存在大量的中性氢，还能通过波长微小变化，判断出这些氢原子在远离还是靠近我们。

　　由此，FAST观测中性氢信号，就能获知星系之间互动的细节，还可能发现早期宇宙中刚刚形成的氢是怎么运动的，从而为宇宙发育史提供线索。类似的道理，FAST还能监听到一些太空有机分子发出的独特电磁波，让我们更精确地描绘出宇宙图景。

　　如果幸运，FAST还将尝试接收外星文明的电波。如果一二十年后，外星人有意无意释放的信号被地球收到，那肯定是FAST的功劳。

绝对安静

　　在中国有人烟的地区，大窝凼附近算是电波稀少的了。我们路过附近的另一个凼——钻过几百米的漆黑山洞，突现一座世外桃源。天坑底部种着蔬菜和庄稼，几栋木房子，狗吠鸡鸣之外，万籁无音，令人心旷神怡。这里不通电线，最近一个乡镇在5公里外。

　　射电望远镜正需要这么一处静土。贵州省政府2013年出台法令，在FAST周围设立一个5公里无线电静默区，30公里内不允许有干扰设施。附近的农民将为此搬迁。

　　在距离FAST项目8公里的地方，散布有大小12个天坑组成的世界上最大的天坑群，其深度均超过300米以上，被称为“天坑博物馆”。贵州政府期望结合天坑和天文景观，“打造国际天坑天文旅游目的地”。

　　而科学家们希望减少周边人类活动，避免电波风险。最灵敏的天线相当于最娇弱的耳膜，轻声耳语对它无异于大喊。南仁东说：“月亮上打手机，FAST也能听得一清二楚。”

　　不要说用手机，就算是附近使用电器，或者几十公里外有飞机向地面发送信息，在FAST那里会造成一场电磁风暴。

　　因此，未来在FAST现场工作的科学家控制使用电器。FAST的监听中心设在两道山以外。FAST获取的信号通过光纤传输到监听中心，再传送到外界，全程不能用无线装置。

　　南仁东说，如果说FAST还有让人不放心之处，就是今后附近能否保持绝对电波静默。

中国制造

　　2015年，FAST将进入反射面拼装阶段。科技日报记者在现场看到了三角形的面板，铝合金制，边长11米，4000多块这种面板最终将拼出FAST天线锅。面板密布孔洞。南仁东说，一是为了风负载小一点，二是达到50%的透光率，让天线面下能长草，避免水土流失。

　　FAST的设计和建造，体现了中国人领先于世界的工程能力。光是把33米长、70吨重的钢框部件一块块从沿海运送到山区，在狭小的坑里吊起、拼合，就足够令人赞叹了。负责施工的江苏沪宁钢机股份有限公司创新了很多工艺，包括吊装技术，在世界上头一个完成了这类工程。

　　FAST是人类用极端手段探索遥远的星空，因而在建设中使用了大量非标准的工业模块，这就需要科研人员和各领域的制造厂商密切协作，强力攻关，并研发新技术。

　　以钢索为例。FAST的钢索网很重，拉扯又频繁，因此需要超高的耐疲劳强度。我们一般所用的钢索，包括斜拉桥上的钢索，其强度都是200兆帕、200万次弯曲的，但FAST的钢索上需要装上反射面板，需要经常调换角度，不断拉伸，再加上FAST至少需要应用30年，所以设计人员提出了安装强度为500兆帕、200万弯曲次数的钢索。FAST工程团队和柳州欧维姆机械股份有限公司等单位合力攻关。

　　FAST工程研究人员历经了无数次的失败。比如，当他们试验到350兆帕的时候，仅弯曲6万次就失败了;他们如果做一次200万次的弯曲试验，就需要10天。经过工程团队的不懈努力，柳州欧维姆机械股份有限公司终于研发出了符合要求的新的钢索材料、包裹材料和制造工艺，满足了FAST的要求。同时他们也申请了12项专利。如果这种钢索使用到斜拉桥上，将大大提高桥梁的质量和寿命。

　　望远镜的馈源舱是在天线锅中心的正上方吊起来的，由锅外6个支撑塔通过钢索共同拽住。馈源舱需向外传输的信号，都需借助支撑塔上的光缆输出，不能使用无线通讯。因为馈源舱需要不断地调整位置，拽着它的钢索就需要不断地拉伸，附着其上的信号光缆也随着不断拉伸。FAST工程团队设计了一种“窗帘式”的机构，信号线和电源线耷在钢索上，可随钢索一同拉伸。这不仅要求它们要能够抗弯曲疲劳，而且还需要信号线内的光纤在拉伸中不致信号衰减。

　　国内以前对光纤弯曲的要求一般几十次就可以了。而FAST工程要求光纤5年抗弯曲疲劳6.6万次。

　　FAST工程团队与北京邮电大学、武汉烽火通讯公司、北京康宁光缆公司等合作攻关，研发了4年，终于制造出了突破10万次弯曲疲劳寿命的48芯动光缆，同时让信号衰减达到最低，达到了FAST的要求，同时刷新了世界纪录。

　　大科学工程就是通过这些苛刻条件的提出与实现，推动着国内高新技术产业的技术升级。

　　预计两年后，FAST获得的信号，将通过这条光缆传输到外界。每天会有海量的数据在贵州、北京和全世界的计算机中分析。FAST好比一把更密的筛网，能捞出宇宙中更多的漂流瓶。中国的工程专家是实现这一奇迹的功臣。