海纳百川》中国天眼与美国伟伯（赵尔东）

亚利安5型火箭开启整流署，韦伯太空望远镜进入太空意示图。(图/NASA)

美国致力于太空天文物理不遗余力，是世界一哥。最近美国太空总署NASA于去年（2021）12月8日成功发射了NASA的X 射线环绕地极图像探测器 （IXPE），这个NASA耗资214万美元、重约330公斤的地极图像探测器 （IXPE）的任务是执行为期2年、观察整个宇宙（cosmos）所发出的极化射线，主要是黒洞和中子星的射线，期能让人类更了解整个宇宙。

更为重大的消息是美国太空总署NASA于去年（2021）12月25日成功发射了「伟伯」天文望远镜（James Webb Space Telescope），「伟伯」将在太空奔走29天之后进驻离地球160万公里的L2地区，执行以前所未有过的深度，探测宇宙的过去，发现更早的恒星的任务。这颗据称耗资100亿美元的卫星天文望远镜是NASA有史以来最贵、功能最强的太空望远镜。

「伟伯」将取代年久失修的「哈伯」太空望远镜（Hubble Space Telescope）。「哈伯」几经20年的折腾终于1990年由美国太空梭送入离地球约400公里的近地轨道，是NASA当时花费最多（约50亿美元），而且可以用太空梭进行维修/补给/更新的太空望远镜。太空梭于2011年停止运行之后，「哈伯」无以为继，预计最多到2024年将完全不堪使用。

而远在160万公里的L2地区、发射重6.5吨的「伟伯」，直径6.3公尺的主镜面已经成功展开，基本奠定了「伟伯」日后任务的成功。「伟伯」运用最新最先进的科技与设计，有足够的技术保障，在其终生设计年限之内，是无需也无法进行维修的。

同时大陆中科院已经成功建造了世界最大500米口径球面射电望远镜，简称「天眼FAST」，FAST由已故中科院紫金山天文台的天文学家、工程师南仁东领导的团队历经多年的可行性研究、立项、选址、设计、施工、验收、试运转而建成，这是大陆中科院正确决策的成果，也是南仁东毕其一生精力呕心沥血之作。贵州凭其在地球上的优良天然喀斯特巨型洼地以及人为电磁波的相对稀少，雀屏中选为FAST台址，由官方为FAST划定了无线电静默区。FAST 于2011年动工兴建，于2016年落成进入试运行，于2020年通过国家验收，正式开放运行 。

建设FAST的挑战很多很大，南仁东团队发挥了智慧的脑力激荡与自主创新，让这些挑战最终都迎刃而解。其中了不起的技术创新有许多项，例如材料的创新与巧妙运用轻型索支撑馈源系统，将万吨级的馈源平台减重到数十吨级，方便灵敏度高出世界第二大望远镜的2.5倍以上，可以用同样解析度看到其6.25倍以上远的视界。

FAST是脉冲星快照巡天的利器，FAST工作1年半所发现的脉冲星数，就已超越美国阿雷西博射电望远镜（惜于2020倒塌）15年的发现结果。FAST已在快速射电暴起源与物理机制、中性氢宇宙研究、脉冲星搜寻与物理研究、脉冲星测时与低频引力波探测等领域取得重大进展。FAST迄今的年观测时长超过5300小时，共发现脉冲星约500颗，是全球发现脉冲星效率最高的设施。FAST反射面相当于30个足球场大，其建设也为全球开创了建造巨型望远镜的全新研制、运转、与管理模式。

NASA的卫星多频谱天文望远镜「伟伯 J.Webb」，在外太空观察天文，没有地球上电磁波干扰，有先天的优势，但其给地上天文学家使用的时间非常宝贵，可能只有顶尖的机构与学者才有机会使用。

而大陆中科院的FAST已向国际学术交流开放，并且自2022年起保留1%的观测时间，向全国中小学生进行科普教育，深具远见，FAST堪称源远流长，任重道远。

（作者为航太工程师）

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