FAST概况

7月17日，中国科学院发布消息，国家重大科技基础设施、世界最大的单口径射电望远镜——500m口径球面射电天文望远镜（简称FAST）开始实施反射面索网安装。该望远镜口径为500m、占地约30个足球场大小，与被评为人类20世纪10大工程之首的美国300m望远镜相比，其综合性能提高约10倍。FAST将在未来20~30年保持世界领先地位。

FAST望远镜建成后的效果模拟图

探测外星人只是FAST的一个科学目标，但不是主要科学目标；FAST主要是用于探测宇宙中的遥远信号和物质，比如宇宙中间的气体、微波激光以及脉冲星，实现对宇宙物质成分和演化历史最基本的理解，满足人类对于未知宇宙的好奇心。FAST也可以被用于探测地外文明和生物。

FAST 总体方案示意图

东南大学土木工程学院国家预应力工程技术研究中心副主任郭正兴教授领衔的团队，承担着最大望远镜施工阶段的技术支撑，2011年参与到这个项目中。

选址贵州喀斯特地貌是因为那里有很多天然形成的天坑，射电望远镜的形状本身就像一口大锅，刚好能稳稳地架在山中。山区人烟稀少，也不受射频信号的干扰。四面环山的地形形成了天然的反射面，屏蔽了众多人为信号的干扰。

贵州省黔南州平塘县克度镇金科村的“大窝凼”洼地原貌

FAST台址贵州“大窝凼”开挖施工现状

FAST索网结构

FAST主动反射面整体支承结构采用短程线型的索网结构，主要包括: 背架、主索网、下拉索以及周边支承结构。

FAST主动反射面整体支承结构示意图

索网疲劳性能

以量程计数法为FAST索网拉索的疲劳统计方法，FAST在30年天文观测内，应力幅低于300MPa的半循环最大疲劳次数约为110万次，高于300MPa的半循环最大疲劳次数约为7万次。

索网制造与安装

索网制造与安装工程是FAST工程的主要技术难点之一，其关键技术问题主要包括：超大跨度索网安装方案设计、超高疲劳性能钢索结构研制、超高精度索结构制造工艺。该工程进入正式实施阶段，表明这三大关键技术难题已经得以解决。

　　据介绍，FAST索网结构的一些关键指标远高于中外相关领域的规范要求，其直径500m，采用短程线网格划分，并采用间断设计方式，即主索之间通过节点断开。整个索网共6670根主索、2225个主索节点及下拉索。主索截面一共有16种规格，截面面积介于280~1319mm2之间。

　　由于场地条件限制，全部索网结构须在高空中进行拼装。索网采取主动变位的独特工作方式，即根据观测天体的方位，利用促动器控制下拉索，在500m口径反射面的不同区域形成直径为300m的抛物面，以实现天体观测。

　　整个索网安装工程预计将耗时6个月，也是FAST反射面主体工程的关键时间节点。

FAST的一些关键数据

500m，FAST口径500m，是目前世界上正在建造及计划建造的最大口径的球面射电望远镜；

370m，从FAST的球面边缘到圆心的最底部距离超过了370m；

180m，从顶部圆心到底部圆心的垂直距离则接近180m；

168m，FAST要修建6座馈源塔，最高168m，6座塔均建在落差达百米的山崖上；

30个，整个FAST的球面面积相当于30个足球场大小；

1600m，5600t，整个钢结构圈梁长度达1600m，消耗钢材5600t，工程量相当于四分之一个鸟巢；

9000根，1300t，FAST反射面索网结构将由9000根高强度、高精度钢索连接而成，形成重达1300t的钢质索网；

4400块，由4400块主动反射单元拼装在索网上组成反射面；

2.5倍，比美国阿雷西博望远镜反射面积大2.5倍；

20年，从1994年开始选址至今足足花了20年时间。

FAST进展

1993年，我国天文学家提出在贵州省黔南州喀斯特洼地建造FAST的设想，并于2007年获批，总投资约6.67亿元；

2007年7月，FAST工程项目正式立项，台址确定在贵州省黔南州平塘县克度镇金科村的“大窝凼”洼地；

2011年3月正式开工建设；

2014年4月，FAST工程实现圈梁顺利合拢；

2014年7月17日，第一根主索安装，FAST工程反射面索网制造与安装工程正式步入工程实施阶段；

预计2016年9月建成。

世界范围内的其他几个射电望远镜

美国阿雷西博望远镜（Arecibo），350m口径，位于波多黎各岛，世界上已建成的最大单口径球面射电望远镜，007系列电影黄金眼曾在这里取景。

美国甚大阵射电望远镜（VLA），由27面口径为25m的射电天线组成，位于美国新墨西哥州，世界上最大的综合口径射电望远镜

阿塔卡玛大型毫米波天线阵（ALMA），由64面口径为12m的射电天线组成，位于智利北部

澳大利亚平方公里阵列射电望远镜（ASKAP），由36架蝶形天线组成，位于澳大利亚默奇森地区

佘山射电望远镜，65m口径，位于中国上海，亚洲最大的可转射电望远镜

FAST项目宣传片视频：

FAST反射面索网安装相关新闻：

索网疲劳统计分析详细内容请见《转自：建筑结构-公众号》2014年5月出版的增刊中的文章：《FAST 反射面支承结构的索网疲劳性能研究》；作者：丁磊1， 郭正兴2， 罗斌2；单位：1苏州设计研究院股份有限公司，2 东南大学土木工程学院。

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