一夜之間，曾在人類天文探索史上留下過濃墨重彩一筆，被譽為地球“兩大眼睛”之一的波多黎各阿雷西博（Arecibo）射電望遠鏡塌了。

望遠鏡所有方美國國家科學基金會（NSF）當地時間12月1日确認，繼今年兩次嚴重電纜事故後，望遠鏡懸挂的接收設備平台當天墜落并砸毀了望遠鏡反射盤（天線）表面，目前無人傷亡，但望遠鏡很可能已不能再使用。

儀器接收平台坍塌後的阿雷西博望遠鏡。社交媒體圖

這一消息震驚全網。網友們紛紛表示惋惜。

一位阿雷西博天文台的工作人員人此前表示，阿雷西博射電望遠鏡若失去功能，那麼全世界在天文探索領域，将隻能依靠來自中國貴州的另一隻“大眼睛”了。

說起貴州的“大眼睛”，大家大概都聽說過。

FAST望遠鏡，擁有中國自主知識産權，因球面射電望遠鏡本身像一顆凝望蒼穹的巨大眼睛而被稱為“天眼”。

它位于貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣的喀斯特窪坑中，鑲嵌于蒼翠的貴州深山老林，承載着最前沿的科學和技術。

FAST目前是世界上最大的單鏡面射電望遠鏡，而在此之前的世界紀錄保持者正是阿雷西博（Arecibo）射電望遠鏡。

中國“天眼”。FAST 官方圖

01

“聽”宇宙深處的聲音

從1994年，我國已故天文學家南仁東提出構想，到2016年9月25日落成啟用，進入調試期，FAST的建成，曆時22年。

1993年9月，國際無線電科學聯盟第二十四屆大會在日本東京召開，與會天文學家提出要在地球射電環境進一步惡化之前，盡快建設新一代的大射電望遠鏡（Large Telescope， 簡稱LT）。“天眼”之父南仁東先生并沒有參加此次會議，但是他了解到詳情之後，對這個項目産生了極大的興趣，希望這個大望遠鏡能花落中國。

這也許就是建設FAST的最初動力。這個LT項目後來改名叫平方公裡陣（Square Kilometer Array，簡稱SKA），也就是總接收面積可達1平方公裡的望遠鏡陣列。随着南仁東等人的積極推動，設計建在貴州喀斯特地形中的一批200米到300米的射電望遠鏡成為了SKA的候選計劃之一。

貴州的喀斯特地形不光形狀合适，地下排水容易，不會因暴雨積水，而且遠離大城市的信号幹擾，是建造這種大型射電望遠鏡的絕佳台址。

但2006年9月，SKA計劃推進工作委員會排除了中國和南美的計劃。現在的SKA計劃選擇同時建在澳大利亞和南非，并采取成百上千面小型射電望遠鏡陣列的形式。

雖然未能入選SKA，南仁東的大型射電望遠鏡設計理念卻得到了很多頂級科學家的支持。2007年7月，中國發改委正式立項，使其成為中國自己主導設計和建設的大型望遠鏡項目。

2011年3月25日，FAST工程正式在貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣克度鎮大窩凼動工。五年後，2016年9月25日，FAST落成啟用。經過三年半的調試期，2020年1月11日，FAST通過國家驗收，正式進入運行階段。

天眼 （代傳富攝）

起初，FAST最引人注目的，是它的“大”。也許從照片上并不容易感知它的大小，但實際上，如果走到它的圈梁上，走完一圈需要半個多小時，而從這口“大鍋”的鍋沿走到鍋底，則要一兩個小時的時間。

而随着性能的提升，FAST科學潛力逐步顯現。自今年1月驗收以來，中國天眼設施運行穩定可靠，近一年觀測服務已超過5200個機時，達到預期設計目标近2倍。

截至目前，FAST累計發現脈沖星數量超過240顆，基于FAST數據發表的高水平論文達到40餘篇。FAST在快速射電暴方面的研究成果5日淩晨發表在國際科學期刊《自然》雜志上。

多年前，中國乃至世界天文愛好者就一直在讨論天眼，有人說這是劉慈欣《三體》中的“紅岸基地”現實版，也網傳物理學家霍金在世之時曾擔憂天眼的建造會将人類和地球曝光于宇宙未知生命的威脅之下。

電影《三體》紅岸基地版概念海報橫版

這些傳言是有些過分放大的曲解了。

據FAST總工藝師王啟明介紹，天眼更多的，是作為探索宇宙脈沖星信号而搭建。天眼有着異常靈敏的接受宇宙脈沖信号的功能，但并不會向宇宙發送關于地球的任何訊息，或者說，天眼就算接收到了某些信息，也不會與外界發生“對話”。

天眼的作用，理解成為建設宇宙航行的“燈塔”似乎最為合适。它通過巡視宇宙中的中性氫和觀測脈沖星，為研究宇宙物理學、探索宇宙起源提供科學根據，同時又通過研究宇宙物質結構和物理規律，為未來的宇宙探索提供坐标、指明方向。

天眼能“聽”多遠？王啟明說，理論上FAST能接收到137億光年外的電磁信号，這個距離接近于宇宙的邊緣。

如今，随着阿雷西博退出曆史舞台，人類探索深空的重擔就落到中國望遠鏡的肩上。

02

“FAST”對冰雹很畏懼

也許你想不到，身形龐大的FAST，卻畏懼小小的冰雹。

據FAST工程辦公室主任張蜀新介紹，FAST的鏡面反射面由4000多塊小反射面組成，每一塊反射面設計相當精巧，但小反射面的承重能力有限，一旦鏡面受損，科研和經濟兩方面都将造成巨大的損失。

而FAST所在的位置，恰好位于黔南地區的冰雹帶上，冰雹從FAST台址的西部、西北部、北部和東北部均有入侵的可能。

“防雹，炮站設施建設這個‘硬件’不能少。”貴州省人影辦主任李勇介紹。

2016年11月，貴州省發改委正式立項建設克度航龍、塘邊塘泥、克度光明三個FAST冰雹防禦作業炮站，2017年10月投入使用。

2019年5月，省氣象局完成羅甸邊陽鎮木姜寨、長順縣鼓揚鎮、惠水縣雅水鎮、惠水縣羨塘鎮、惠水縣擺金鎮、惠水縣斷杉鎮6個拟新增固定作業炮站的項目建設可研報告。第一期惠水縣雅水、長順鼓揚、羅甸邊陽鎮木姜寨三個炮站2020年3月建成投入使用。

今年汛期，中國天眼航龍炮站民兵正在做人工影響天氣作業訓練。（張倫雨 攝）

“FAST是國之重器，加強内部和外部聯動建立共同防禦機制勢在必行。”在貴州省氣象局分管副局長劉曙光的主導下，一系列措施出台。

2019年9月，由FAST環境安全保障領導小組辦公室正式下發《500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）冰雹災害防禦工作方案》，建立冰雹上下遊聯防機制，由省級人工影響天氣部門主導，在全省範圍推進冰雹源地和冰雹路徑上遊區域加大防雹作業用彈量；成立技術小組，建立定期研究部署FAST冰雹聯防工作機制和預警應急機制。

2019年4月30日，省氣象局與民航貴州空管分局簽訂《2019年貴州省人影作業保障協議》；

同年5月21日，空參航管局組織召開貴州省人影空域保障協調會，次日，空參航管局、南甯基地和省人影辦赴FAST台址座談；

12月25日，在北京召開FAST冰雹聯防專家咨詢會，來自北京大學、中國科學院大氣物理研究所、中國氣象局人工影響天氣中心等單位的13名專家參會，為FAST冰雹聯防獻言獻策；

今年3月1日，與民航貴州空管分局簽《2020年貴州省人影作業保障協議》。

平塘縣氣象局在克度鎮開展移動火箭作業。

溝通、交流、聯動機制的建立、不斷完善，防雹成效明顯提升。

2020年3月23日，貴州省出現了大範圍強對流天氣，23縣（市、區）域内出現冰雹，聯防區上遊的貴陽市、安順市、黔西南州、黔南州14縣域34鄉鎮降雹，最大冰雹直徑為長順代化鎮的40毫米。省人影辦及時指導FAST聯防區開展上下遊聯防作業，72個作業點作業125次，有效抑制了對流雲的發展，FAST台址無降雹。

然而，人工影響天氣仍然是一門科學試驗和業務并行的科學領域，當前世界最先進的人工影響天氣技術也還不能做到100%消減冰雹。

為更完善做好天眼的冰雹災害防禦工作，2021年度貴州省科技支撐計劃項目申報指南将FAST冰雹防控技術納入其中，這也是貴州省氣象部門首次列入項目申報指南。

同時，省科技廳拟将FAST區域冰雹形成機理及其防控技術研究，列入“十四五”科技創新規劃。下一步将陸續開展FAST區域冰雹防控技術研究，尤其需要在雹源的形成、冰雹移動路徑、冰雹潛勢預報、冰雹雲預警識别技術、人工防雹作業機制等方面開展研究。

守護天眼

守護國之重器

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來源： 中國氣象局

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