開欄語

1月19日，“國家工程師獎”表彰大會在北京召開。81名個人獲“國家卓越工程師”稱號，50個團隊獲“國家卓越工程師團隊”稱號。這也是我國工程技術(shù)領(lǐng)域的最高榮譽。

自今日起，中國科學報開設(shè)“他們是國家卓越工程師”專欄，聚焦部分獲獎工程師和團隊，講述他們在重大工程建設(shè)、重大裝備制造、關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)、重大發(fā)明創(chuàng)造等工作中開拓創(chuàng)新的故事，并介紹他們?nèi)〉玫囊慌冗M工程技術(shù)成果。

1月19日，首屆“國家工程師獎”表彰大會在人民大會堂舉行。當天，獲獎?wù)咧?、中國科學院國家天文臺研究員、“中國天眼”（FAST）總工程師姜鵬正在貴州省平塘縣大窩凼主持一場學術(shù)會議。

“我們正在推進望遠鏡陣列的事情，有些關(guān)鍵技術(shù)需要論證，所以表彰大會只能請假了。”電話那頭，姜鵬對記者解釋說，“能夠獲得這份榮譽，既是對南仁東老師的告慰，也是對我們的鞭策和鼓勵。”

“人民科學家”“時代楷模”南仁東在1994年創(chuàng)建的FAST工程團隊，承擔了FAST建設(shè)、調(diào)試和運行的重任。30年來，這支隊伍常年堅守大山深處，不懈開展原創(chuàng)性技術(shù)攻關(guān)，為FAST按時保質(zhì)建成及高效運行作出了卓越貢獻。

篳路藍縷筑“天眼”

1993年，在日本京都舉行的國際無線電科學聯(lián)盟大會上，多國科學家倡議“在全球電波環(huán)境繼續(xù)惡化之前，建造新一代射電望遠鏡，接收更多來自外太空的訊息”。

以時任中國科學院北京天文臺副臺長南仁東為代表的中國天文學家提出了一個大膽的設(shè)想——在中國建造一座大型單口徑射電望遠鏡。

30年前，中國最大的射電望遠鏡口徑僅為25米。以我國當時的科研水平、基建實力以及組織協(xié)調(diào)能力，建造一座口徑500米的“龐然大物”的想法極其大膽。由于前期論證、設(shè)計、勘址任務(wù)繁雜艱苦，團隊為此花費了10余年時間，深一腳、淺一腳走遍了貴州省境內(nèi)近百個喀斯特洼地，最終確定將大窩凼作為天文臺臺址。

2009年10月，當博士畢業(yè)的姜鵬拖著行李箱第一次站在大窩凼基地時，現(xiàn)場的簡陋狀況遠超他的想象。

“那里是個與現(xiàn)代文明幾乎隔絕的地方，滿目青山，只有幾個低矮的工棚。”姜鵬說，“我那時候年輕，沒覺得條件有多艱苦。”

據(jù)他回憶，工棚里后來通了電，但總是停；基地沒有自來水，他們只能去山里取水，因為水源衛(wèi)生條件有限，很多隊員后來都落下了腸胃?。簧嚼锸謾C信號不好，隊員們打電話經(jīng)常要爬上山頭找信號……

起初，他們的主要工作是了解巖土特性，做“地錨”實驗，選擇牢固的拉索固定點，測試地錨拉拔力。

FAST工程施工一年后，基地的條件才逐漸好起來。

“難點”最終成“亮點”

2010年，F(xiàn)AST工程遇到了一次近乎災(zāi)難性的波折。

“當時我們對10余根鋼索進行疲勞實驗，沒有一根能滿足要求。”姜鵬說。

然而臺址開挖工程已經(jīng)開啟，拉索又是FAST的基礎(chǔ)。工程建設(shè)迫在眉睫，國內(nèi)外卻沒有現(xiàn)成的材料可用，甚至在相關(guān)文獻、實驗數(shù)據(jù)中都查不到類似的技術(shù)指標。

此時，本科和碩士階段學習結(jié)構(gòu)工程的力學博士姜鵬主動承擔起解決索網(wǎng)疲勞問題的工作。在南仁東的指導下，姜鵬和團隊成員開始到全國各地咨詢專家、尋找材料、分析關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

“當時拉索單絲疲勞指標沒問題，但擰成一股就不行，抗疲勞性能怎么都過不了關(guān)。”姜鵬說，“導致材料問題的技術(shù)點很多，而且存在千絲萬縷的聯(lián)系，找出其中關(guān)鍵點非常艱難，但我們分析了單絲指標后，最終將問題鎖定在工藝上。”

團隊查閱了很多文獻，有人說問題出在受力不均，有人認為是錨固損傷所致，有人覺得是缺陷概率分布問題，還有人斷定是因單絲間磨損造成……

經(jīng)過深入分析后，團隊最終將解決單絲間磨損問題作為主攻方向。為此，姜鵬到企業(yè)去做實驗、制定改進措施，最終用涂層工藝解決了單絲間磨損問題。此外，他們還改進了錨固方法，創(chuàng)新性地研發(fā)出新型復合錨固技術(shù)，既避免傳統(tǒng)熱熔方法改變鋼絲表面力學性能，又消除了夾持對材料的損傷。在此基礎(chǔ)上，團隊通過改善張拉工藝，讓拉索產(chǎn)生塑形變形之后均勻受力。

兩年大規(guī)模疲勞實驗、上百次實驗失敗后，他們終于研制出超高耐疲勞鋼索，支撐起FAST的“視網(wǎng)膜”。

此后，團隊又先后破解了多項世界級技術(shù)難題——研制出世界唯一 一個采用主動變位工作方式的超大型索網(wǎng)結(jié)構(gòu)；建設(shè)了世界上最大跨度柔性索驅(qū)動的饋源高精度定位系統(tǒng)，利用6根鋼索將饋源艙內(nèi)的30噸并聯(lián)機器人控制至拋物面焦點位置，達到毫米級的動態(tài)定位精度；研制出滿足10萬次的耐彎曲疲勞壽命的動光纜，攻克了纜線入艙方案中信號傳輸“生命線”難關(guān)。

最終，他們將一個個“難點”干成了“亮點”。

將FAST精神傳下去

FAST開工建設(shè)后，更多團隊成員開啟了異地堅守、舍家拼搏的奉獻之旅。他們遠離家鄉(xiāng)，常年駐守在大窩凼現(xiàn)場。他們中有將年幼的孩子留給愛人照顧的爸爸；有只身一人在現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)、維護機器，不怕蚊蟲蛇鼠，就怕斷電的“女漢子”；有用瘦弱肩膀扛起30多斤儀器，奔走在山路、基墩上完成測量任務(wù)的年輕小伙兒。

住簡易工棚、吃工地食堂、用公共浴室和野外衛(wèi)生間……在這樣艱苦的條件下，他們硬是高質(zhì)量完成了FAST工程建設(shè)，為“追趕、領(lǐng)先、跨越”的FAST精神做出最好的注解。

2017年初，現(xiàn)任FAST工程團隊負責人姜鵬從南仁東手中接過“接力棒”，帶領(lǐng)團隊承擔起望遠鏡的調(diào)試任務(wù)?？趶?00米的望遠鏡，在調(diào)試之初龐大又脆弱，牽一發(fā)而動全身，稍有閃失就可能功虧一簣。那段日子，姜鵬的神經(jīng)一直緊繃著，隨時解決各種意想不到的突發(fā)問題。

“這期間有太多難忘的瞬間。”姜鵬感慨，“每當我迷茫的時候，都是團隊成員給了我力量和幫助。”

2017年8月27日，F(xiàn)AST第一次實現(xiàn)對特定目標的追蹤觀測，穩(wěn)定地獲取目標源射電信號。那一刻，大伙兒心里的石頭終于落了地。

在國家驗收會議上，專家組認為FAST工程建設(shè)實現(xiàn)了我國射電天文望遠鏡從追趕到領(lǐng)先的跨越，并實現(xiàn)了多項自主創(chuàng)新，顯著提升了我國射電天文研究能力和技術(shù)水平，推動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的革新與發(fā)展，產(chǎn)生了較大的社會經(jīng)濟效益。FAST綜合性能達到國際領(lǐng)先水平，對促進我國天文學實現(xiàn)重大原創(chuàng)突破具有重要意義。

運行至今，F(xiàn)AST發(fā)現(xiàn)的脈沖星總數(shù)超過870顆，是國際上同時期其他望遠鏡發(fā)現(xiàn)脈沖星總數(shù)的3倍以上，在脈沖星、快速射電暴及引力波探測等領(lǐng)域產(chǎn)出一系列世界級成果，有11篇論文相繼發(fā)表于《自然》《科學》，相關(guān)成果入選2020年《自然》和《科學》評選的十大突破和發(fā)現(xiàn)。2021年、2022年，F(xiàn)AST連續(xù)兩年入選中國十大科學進展；在中國科學院組織的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施評選中，F(xiàn)AST連續(xù)兩年榮獲年度優(yōu)秀設(shè)施第一名。

“隨著FAST運行時間變長，設(shè)備維護壓力越來越大。同時，我們還要考慮未來的發(fā)展。”姜鵬說，“國際上同類設(shè)備在爭分奪秒地規(guī)劃研制，很多指標都對標FAST，如果我們稍有松懈，中國天文學家就可能‘失守’射電波段視野的最前沿。”

姜鵬認為，團隊取得這樣的成績，最重要的原因是幾代人圍繞一個目標、朝著一個方向努力，長期堅持做一件事情。“我們關(guān)注的只有一點——精細打磨，把工作做實、做好。”

該團隊目前有150多人，其中大多為年輕人。“30多年來，團隊成員都在默默奉獻，大家犧牲了個體的眼前利益，成就了團隊的事業(yè)。我們是一個個‘螺絲釘’，但形成了合力。”姜鵬說，“現(xiàn)在大科學裝置建設(shè)、先進設(shè)備研發(fā)、大科學工程實施，非常需要這種甘于奉獻、耐得住寂寞、腳踏實地做事的‘螺絲釘’精神。”