4月底,在贵州省平塘县建设的世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜(即Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope—简称“FAST”)即将按计划完成馈源舱拼装,主动反射面4450块面板安装亦接近尾声。
FAST是具有世界级影响的科学工程,是国家科教领导小组审议确定的国家九大科技基础设施之一,拟采用我国科学家独创的设计,利用贵州南部喀斯特洼地的独特地形条件,建设一个约30个足球场大的高灵敏度巨型射电望远镜,该工程建成后将成为“世界第一大望远镜”,并在未来20年保持世界领先地位,被称作中国“天眼”。
中国“天眼”主要是由接收信号的馈源系统和反射信号的抛物面系统组成。馈源舱是馈源系统的核心机构,也被称之为“天眼”的“眼珠”,用来接收来自太空天体的无线电信号。中电工程华北院从2009年起与国家天文台合作,承担了FAST馈源支撑塔方案设计优化、施工图设计、制造安装工程咨询服务等多项合同。
依托在特高压输变电工程的钢管塔、角钢塔、大跨越塔以及特殊塔设计方面的领先优势,中电工程华北院顺利承揽了FAST馈源支撑塔工程。
6座馈源支撑塔是馈源舱的支撑结构,均匀布置在球面射电天文望远镜外侧600米直径圆周上,塔位按顺时针排列,最高为182.5米。
在馈源支撑塔工程中,中电工程华北院也遇到了各种困难。据该院电网工程事业部项目经理秦庆芝介绍:“首先是支撑塔设计不同于输电铁塔和建筑结构塔,它的刚度、精度、功能及特殊要求高,没有可参考和活用资料。其次是喀斯特洼地独特地形地貌条件,导致选择立塔位置难度很大,不良地质发育使得基础设计困难重重。再就是FAST塔顶设备层平台连接索驱动设备,构造及节点设计复杂。”
“世之奇伟、瑰怪,非常之观,常在于险远,而人之所罕至焉。”中电工程华北院遇难则强,在设计过程中创造条件、攻坚克难、优化方案、精心设计、保质保量,出色完成了设计任务。
“FAST项目具有挑战性,也很光荣,是一次设计创新和再学习的机会。”秦庆芝回忆。据了解,2009年至2011年间,中电工程华北院设计人员与国家天文台FAST研究人员共同组成现场踏勘组,攀岩化险、优化定位,确定各长短腿的位置;在某些难点问题上还组织行业技术专家开展专题论证,邀请全国工程勘察大师进行专题技术指导,专业、执着的努力赢得了国家天文台的高度肯定。
预计FAST在5月中旬全部安装完成主动反射面面板,随即进入为期3个月的综合调试阶段,今年9月全部竣工时,将正式开启探索宇宙奥秘的旅程。