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越是有難度,越要試一試(科技視點·堅持四個麵向·勇攀科技高峰③)

發布時間:2022-06-28 15:12:00來源: 人民網-《人民日報》

“中國天眼”索網合攏時,南仁東(dong) (左七)、薑鵬(右一)與(yu) 現場施工人員一起合影留念。

薑鵬在“中國天眼”現場檢查保動器的運行情況。

  2009年,31歲的博士畢業(ye) 生薑鵬拎著行李,來到貴州省平塘縣一個(ge) 名叫大窩氹(音dàng,意為(wei) 塘、水坑)的喀斯特窪地。那時,他無論如何也想不到,接下來的10多年裏,自己有一大半的時間會(hui) 在這裏度過。

  在大窩氹,薑鵬和同伴們(men) 參與(yu) 、見證了全球最大最靈敏的單口徑球麵射電望遠鏡——“中國天眼”的建設和運行。也是在大窩氹,薑鵬從(cong) 一名還有些懵懂的助理工程師,成長為(wei) “運籌帷幄”的“中國天眼”運行和發展中心總工程師。

  建設“中國天眼”,一切都是摸著石頭過河

  2009年,薑鵬博士一畢業(ye) ,就加入了國家天文台的“中國天眼”團隊。令他頗感意外的是,剛去單位報道的第一天,就被車拉到了北京密雲(yun) 。

  “到那兒(er) 後,我們(men) 的任務就是抬著近500公斤的反射麵板,從(cong) 東(dong) 邊往西邊。”薑鵬笑著告訴記者,“當時大家心裏直犯嘀咕,我們(men) 以後不會(hui) 就幹這個(ge) 吧?”

  在密雲(yun) 抬完反射麵板沒多久,這群新人就被拉到了幾千公裏之外的貴州大窩氹。薑鵬清楚地記得,汽車從(cong) 貴陽機場開了四五個(ge) 小時,一路顛簸,最後在一個(ge) 小工棚前停了下來。司機師傅告訴他們(men) ,這就是“中國天眼”的台址了。

  地處深山、人煙稀少、交通不便,沒有電、上不了網……眼前的這個(ge) 地方幾乎與(yu) 現代文明隔絕。薑鵬和同事們(men) 都倍感失落、迷茫,甚至還有人懷疑:這個(ge) 項目“會(hui) 不會(hui) 是忽悠人的”。

  的確,“中國天眼”計劃一度曾被認為(wei) 是個(ge) 大膽到瘋狂的計劃。上世紀90年代初,當南仁東(dong) 先生提出這個(ge) 設想時,幾乎所有業(ye) 內(nei) 專(zhuan) 家都不看好。口徑超過國內(nei) 既有的望遠鏡一個(ge) 數量級,工程要求是國家標準的20倍以上,施工位置在僻遠的山坳坳裏——無論地質條件、技術條件還是工程造價(jia) ,在當時的中國都難以達到。

  “一個(ge) 500米跨度的望遠鏡,控製精度卻要達到2毫米,到底怎麽(me) 實現?”短暫的失落過後,麵對南仁東(dong) 布置的難題,薑鵬反複琢磨,還是決(jue) 定“跳進這個(ge) 大坑”。

  “我從(cong) 小就是一個(ge) 喜歡挑戰難題的人,越是有難度的事情,我越是想要試一試。”薑鵬對記者說。

  工程建設啟動後,困難遠比想象的多。

  “中國天眼”建設初期,使用的是地表水,住的是活動板房。板房裏潮濕、陰冷,沒有空調也沒有暖氣;被子濕得都能擰出水來,很多人隻要住上幾天,就會(hui) 起滿身疹子。而且,活動板房還不隔音,夜深了有人打呼嚕、講話,隔著板壁都能聽得一清二楚。

  “大家最怕的是感冒生病,一感冒,病情就會(hui) 反反複複,持續很久才能好。”薑鵬說。

  生活上的艱苦忍一忍就過去了,最難克服的是技術攻關(guan) 。

  “中國天眼”的設計、建設史無前例,沒有任何經驗可以借鑒;如何設計、如何實現,建成之後如何調試和使用……所有難題都隻能靠自己解決(jue) 。

  薑鵬坦陳:“這比我們(men) 一般認知的工程項目難太多了,很多事情都沒把握。”

  此時,初到大窩氹時的迷茫又縈繞於(yu) 心。“那時的我們(men) 不知道能否解決(jue) 這些問題,不知道能否建成,不知道建成後能否調試成功,一切都是摸著石頭過河,不知道水有多深、能不能過去。”

  憑借著執著與(yu) 堅毅,他們(men) 攻克一道又一道難關(guan)

  沒有現成的答案,隻有逢山開路、遇水架橋。

  不同於(yu) 世界上已有的單口徑射電望遠鏡,“中國天眼”的“視網膜”——球型反射麵,是一張由6670根鋼索編製的索網,它需要在球麵和拋麵間進行變形,從(cong) 而對天文信號進行收集和觀測。

  薑鵬的專(zhuan) 業(ye) 是結構力學,被委以重任,負責索網工程。索網工程是“中國天眼”反射麵實現變位功能的核心部件,也是施工的技術難點。

  他告訴記者:“這是世界上跨度最大、精度最高的索網結構,也是世界上第一個(ge) 采用變位工作方式的索網體(ti) 係,我們(men) 沒有任何經驗可借鑒。”

  工程啟動沒多久,團隊就遇到了一個(ge) 大難關(guan) ——索網疲勞問題。

  常見的斜拉橋上的鋼索,其強度大都是200兆帕、200萬(wan) 次彎曲的。由於(yu) “中國天眼”的鋼索上要裝上反射麵板,需要經常調換角度,不斷拉伸;望遠鏡,則至少需要應用30年。設計人員反複思考、計算後,提出需安裝強度為(wei) 500兆帕、彎曲次數為(wei) 200萬(wan) 的鋼索。

  薑鵬記得,那時他們(men) 從(cong) 市麵上買(mai) 了數十根鋼索進行實驗,卻沒有一根能滿足要求。“怎麽(me) 辦?如果問題不解決(jue) ,整個(ge) 望遠鏡建設就得停滯。商討之後,我們(men) 決(jue) 定進行一次大規模的鋼索疲勞性能實驗研究。”

  在南仁東(dong) 指導下,薑鵬帶領團隊,開始了一場長達兩(liang) 年的大規模鋼索疲勞實驗。他們(men) 日夜摸索、反複測試實驗,經曆近百次失敗後,終於(yu) 研製出超高耐疲勞鋼索,成功支撐起“中國天眼”的“視網膜”。

  就這樣,憑借著執著與(yu) 堅毅,薑鵬帶領團隊攻克一道又一道難關(guan) 。

  2017年,“中國天眼”進入調試階段。望遠鏡建成後能不能用、好不好用,關(guan) 鍵就看調試能否成功。

  口徑500米的“天眼”,在調試之初龐大又脆弱,牽一發而動全身,稍有閃失,就可能功虧(kui) 一簣。那段日子,薑鵬的神經一直緊繃著,隨時都有各種意想不到的突發問題需要解決(jue) 。向來“心理素質很好”的他體(ti) 重開始直線下降,跌到了曆史低值。

  “這期間有太多難忘的瞬間。”回憶往昔,薑鵬很是感慨,“每當我迷茫的時候,都是團隊的成員們(men) 給我力量和幫助。在大家的努力和支持下,我們(men) 最終順利完成了調試任務。”

  2017年8月27日,“中國天眼”第一次實現了對特定目標的追蹤觀測,穩定地獲取了目標源射電信號。那一刻,大夥(huo) 心裏的石頭終於(yu) 落了地。

  希望“中國天眼”產(chan) 出更多科學成果

  從(cong) 1994年選址到2016年正式建成,“中國天眼”團隊用了22年。

  “我們(men) 的青春很特別。”每每回憶起這段經曆,薑鵬不禁心潮澎湃。

  在外人看來,曾經身為(wei) 南仁東(dong) 助手的薑鵬一定是對南先生言聽計從(cong) 的。但薑鵬卻告訴記者,為(wei) 了建好“中國天眼”,他幾次“違抗”了南先生的意願。

  其中一次,是關(guan) 於(yu) “中國天眼”索網顏色的選擇。當時,南先生希望選擇白色。他覺得白色的索網結構會(hui) 賦予工程一種融入自然的宏大和美感。薑鵬則認為(wei) ,對於(yu) 索網材質,加入任何顏色都會(hui) 影響材質純度,進而影響索網的壽命。所以,他據理力爭(zheng) ,堅持將顏色定為(wei) 材質的原色——黑色。

  “最終,南先生同意了我的意見。”薑鵬說,“南先生對工作要求嚴(yan) 格,願意傾(qing) 聽大家的意見,隻要你講得有道理,他就會(hui) 接受,並且從(cong) 不會(hui) 把這些爭(zheng) 執放在心上。”

  這種品質也深深影響著薑鵬。如今,身為(wei) “中國天眼”運行和發展中心總工程師,他在做各種決(jue) 定時既有自己的主見,也願意傾(qing) 聽和接受正確的意見、建議。

  “我非常重視個(ge) 體(ti) ,尊重每一個(ge) 人。”薑鵬說,“隻有保障好團隊裏每個(ge) 人的利益、充分發揮每個(ge) 人的聰明才智,才會(hui) 讓整個(ge) 團隊具有更強大的凝聚力和戰鬥力。”

  今年是薑鵬加入“中國天眼”團隊的第十三個(ge) 年頭。在這期間,他與(yu) 同伴們(men) 住過簡陋的活動板房,經曆過各種惡劣天氣,品嚐過無數次測試失敗——當然,也迎來了科學的花開。截至目前,基於(yu) “中國天眼”數據發表的高水平論文已有120餘(yu) 篇,所發現的脈衝(chong) 星數量超過660顆,發現了迄今為(wei) 止唯一一例持續活躍的重複快速射電暴。

  宇宙浩瀚、星河燦爛,“中國天眼”的征程才剛剛開始。說到未來,薑鵬表示:“希望‘中國天眼’產(chan) 出更多的科學成果,為(wei) 人類文明貢獻更多‘中國智慧’。”

  中國科學院國家天文台供圖


  《 人民日報 》( 2022年06月27日 19 版)
(責編: 李文治)

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