世界最大单体射电望远镜工程竣工 数字解读“观天巨眼”

　　FAST射电望远镜观测链路已连通

　　由我国自主设计建造的世界最大射电天文望远镜FAST，在最近的一次试观测中，接收到了一颗距离地球1351光年的脉冲星的射电波信号，观测链路已经连通。

　　目前，500米口径球面射电望远镜FAST接收射电波的最重要部件馈源接收机已安装到位。总面积达25万平方米的反射面板，也已通过促动器的拉伸，首次形成了一个抛物面，抛物面面积约10万平方米。

　　区别于哈勃等光学望远镜接收的是可见光，射电望远镜接收的是肉眼看不到的射电波。FAST就是通过接收射电波研究星空奥秘的科学工具，相当于一个超大号的宇宙射电波接收器。在距离FAST望远镜主体约一公里的综合观测楼内，总控观测室作为调试、观测和数据处理的核心区，系统已搭建完毕。

　　在最近几天的试观测中，总控观测室里接收到了一颗脉冲星发出的射电波。据了解，这组射电波的获得，标志着FAST望远镜从反射面聚集天体射电波信号，到馈源接收机接收并传输到总控观测室，再由数据处理终端进一步处理的观测链路已经连通，这将有利于科研人员进一步分析FAST望远镜的性能，以及在随后的一段时间内对其后续展开调试。

　　“天眼”的超级计算“大脑”

　　天文学历来以数据量大、数据类型复杂见称，而FAST作为射电天文学界的“世界第一天眼”，其对数据存储与计算的需要同样也是“天文级”的。这就要求后台具备极快的接收速度和强大的数据处理能力，超级计算机承担了这一重要工作。那么，作为FAST数据接收的核心部位，它的“大脑”长什么样？有哪些特殊功能？

　　在FAST射电望远镜的高灵敏度、高性能背后，需要计算系统提供高效能的数据存储、计算和分析支撑。而超级计算机的接入就像是给“天眼”连接上了计算“大脑”，将FAST探测到的未知信息处理成人类可以解读的语言。

　　FAST超级计算系统设计师 卜景德：最关键的两个点，一个是速度，一个是数据处理的能力。FAST目前对我们的计算能力的需要是200万亿次/秒，相当于2000台的家用电脑的计算水平。

　　日前，首期超级计算机系统已经建成并进入调试阶段，机房位于FAST旁边的综合观测楼一层，可满足FAST未来一年左右观测数据存储和初步分析处理的需求。而随着时间推移和科学任务的深入，FAST对计算性能和存储容量的需求将爆炸式增长，数据量和计算量“大得惊人”。

　　FAST超级计算系统设计师 卜景德：最大的难点，就是它对数据存储和性能的要求非常高，由于数据量非常大，同样的对计算能力，包括后端的网络需要都非常高。所以说整个系统的设计至关重要，我们必须要量身定做，才能更好地发挥FAST的优势。

　　据介绍，超级计算机系统全部建成后，计算能力将达到每秒千万亿次以上，网络传输速度将达到100Gb/s，以高效能的数据存储、分发、计算和分析全力支撑FAST高灵敏度、高性能的天文观测。

　　“大数据+大科学装置”＝重大科研成果

　　与此同时，作为继实验科学、理论科学、计算科学之后的第四种科学发现的模式——“第四范式”，“科学大数据”逐渐成为新的科学发现的基础。而大科学装置往往伴随着大数据的产生，FAST项目正是超级计算与观天大数据完美结合的典型范例，未来，“大数据+大科学装置”将产出更多重大的科研成果。

　　数字解读FAST射电望远镜

　　FAST建成后，将在未来20～30年保持世界一流设备的地位，成为射电望远镜领域的领先者。下面让我们通过一组数字，来更加直观地了解FAST这个“观天巨眼”。

　　500米和138米：

　　FAST的口径达到500米，是目前世界上口径最大的球面射电望远镜，从顶部圆心到底部圆心的垂直距离达138米，相当于50多层楼高。

　　1600米和5600吨：

　　整个钢结构圈梁长度达到1600米，消耗钢材5600吨，总工程量相当于1/4个鸟巢。

　　9000根和1600吨：

　　FAST反射面索网结构由近9000根高精度、高强度钢索连接而成，在半空中形成一张重达1600吨的钢质索网。

　　4450块和30个：

　　FAST的反射面，是由4450块边长达10到12米的三角形主动反射单元拼装在索网上形成，球形反射面的面积相当于30个足球场大小。

　　168米和30吨：

　　FAST在山崖上修建了六座馈源支撑塔，最高达168米，通过钢索悬吊的方式，支撑控制重达30吨的馈源舱。

　　20多年和2.5倍：

　　FAST项目从1995年开始酝酿选址至今，花了20多年时间。建成后，FAST的探测灵敏度要比目前世界最先进的美国阿雷西博望远镜高近2.5倍，将人类的视野拓展更深更远。