500米口徑射電望遠鏡FAST

           初冬時節,位于貴州南部群山深處的神秘“中國天眼”迎來了航空工業自控所的技術人員,他們帶著一個特殊的任務——為中國天眼“矯正視力”。

      “中國天眼”是國人對500米口徑射電望遠鏡FAST工程的形象稱謂,FAST工程是目前世界最大口徑的單體射電望遠鏡,這臺價值12億元rmb的“大眼睛”理論上可以接受到137億光年以外的電磁信號, 可以說,FAST是目前全人類看得最遠的“眼睛”。它還需要矯正視力?

 

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“天眼”真身

         FAST有兩個重要的部件,反射面和饋源艙。大反射面有幾千塊小反射網組成。饋源艙則通過六條大鋼索懸掛在反射面之上,進行位置和高度的粗調,內部有內外環框架和絲杠進行姿態和位置高度的精調。打個比方,饋源艙就相當于天眼的“視網膜”,感知敏感微弱“光線”全靠它。

 

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FAST饋源艙效果圖

 

        一年前,饋源艙采用的定位系統是1.0版本。該定位系統以全站儀為核心,雖然具有較高的定位精度,但受環境影響較大,無法做到全天候支撐“視網膜”順利接收微弱信號。通俗的說,“中國天眼”變成了“近視眼”,迫切的需要一款全新的升級版定位系統。誰來做?中國科學院國家天文臺將目光投向了航空工業自控所——技術實力雄厚的航空工業制導、導航與控制技術研發中心。

天文臺要求的升級版,需要在高濕度、多變氣候、復雜電磁環境下同時具備高達3毫米的定位精度、定姿精度、高達幾百赫茲的定位數據率、長達30天的連續工作可靠性等等嚴苛技術要求。如此超高的技術要求,在全球范圍內,都是業界全新的高難度技術挑戰。

這活太難了!我們接不接?

 

      “我想,技術上當然有風險,但是全無風險的事,也不會輪到我們來做。”一句看似平淡的話講述了這次高難度技術挑戰的開始。

在所長宋科璞的親自領導下,自控所迅速組織了以黎湧為負責人的項目團隊,包括:創新工作平臺、導航系統部民品單元、系統總體單元和軟件中心相關專業的精兵強將。經過前期嚴密的技術論證和核心技術攻克,自控所成功中標國家天文臺“FAST工程饋源支撐融合測量系統研制項目”,承擔起“天眼”定位系統2.0的研發工作。

 

      從1月26日簽訂合同,到方案評審,到硬件設計投產,再到系統各部件齊套調試,全系統功能聯調,現場性能調試攻關和全系統驗收,全流程都要在這一年中完成。經過半年多緊張設計、投產、調試、所內功能測試,出廠功能驗收等環節,10月底全系統運抵貴州省黔南州FAST現場并進行了安裝,第一階段功能驗收順利完成,帶有航空工業司徽的自控所LOGO第一次正式出現在FAST系統的“眼睛”中,讓航空人感到無比驕傲和自豪,最為關鍵的精度調試正在緊張有序的進行,捷報頻傳。 

        

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