2020年12月初,美国的阿雷西博大型射电望远镜坍塌后,位于我国贵州省平塘县的500米口径FAST射电望远镜就成为了全球唯一的“天眼”。而且我国已经宣布“天眼”将从2021年起向全世界科学家开放,更引发高度关注,甚至美国电视台还专门到国内来采访。实际FAST射电望远镜作为我国大科学装置的典型代表,不但具有研究的价值,而且还具有国家战略安全上的价值。

对于绝大多数媒体来说,拿阿雷西博大型射电望远镜坍塌和我国500米口径FAST射电望远镜来做对比,肯定满足了各种受众的胃口。国内网民看到倒塌的阿雷西博,就好像看到了江河日下的美利坚帝国,而外国观众看到先进的中国射电望远镜,肯定又想到了中国的崛起和某种威胁论的味道。而实际上,射电望远镜所研究的领域,和99%的民众没有任何关系,但实际上深空探索这一看似虚无缥缈的举动,为何世界大国热衷于搞,背后的动机还是很深刻的。

首先搞大科学装置,最直接的刺激,就是引领了我国制造业的进步。因为大型科学装置必然对工程建设精度和设备性能提出了极高的要求。例如,由于FAST望远镜对钢索性能的高要求,相关企业建立了高精度索结构生产体系,推动了我国索结构工业由粗放式管理向精细化管理的转变,该生产体系已在其它工程项目中得到应用,使我国的钢索结构生产制造水平得到很大提升。同时,随着FAST的建设,还促进了我国在天线技术、并联机器人、高精度动态测量、电子技术、结构工程、动光缆技术和电磁兼容技术等众多高科技领域的发展。

其次就是FAST射电望远镜本身就具有一些科研价值。这里先说一些看得见摸得着的价值。比如太空测控和通讯,FAST望远镜可以提供深空飞行器在快速工程变轨和行星着陆时的测控需求。特别是未来国际空间探测计划要求地面和空间站向Ka波段甚至更高频段发展,以获得高的下行数据传输率,航天器还将探索木星、土星和土卫六这些天体,那么与地球之间的直接通讯,需要FAST这类巨大口径低频深空测控站。

还有就是脉冲星导航。脉冲星导航是未来航天器导航的重要技术,空间飞行器,可以不依赖任何人工信标,单纯实时观测脉冲星,就能确定自身的空间坐标和飞行速度,可以避免太阳的干扰,可以在全天候满足定位的需求。而FAST发现越多的自传稳定脉冲星,积累的数据就能够为航天器自主导航提供支撑。此外FAST射电望远镜还可以作为非相干散射雷达接收系统,来探测太空目标和危险接近地球的地外小行星,还能够监听、分析和评估对方太空军事卫星的无线电信号。

除了这些实际的价值,还有就是很“玄”的话题了。即使用FAST望远镜对地外理性生命可能发出的无线电信号进行探测。国际上很多国家都在推动开展高分辨率微波巡视,通过对上亿个频率信道的巡视,以求探测各类微弱空间窄带讯号。实际地外文明探测设备终端已安装在FAST望远镜终端室内。

有很多人觉得对地外文明的探索是虚无缥缈的,甚至认为是伪科学,但实际上这是一个严肃的科学话题。过去在这方面探测没有结果,是因为以往的射电望远镜探测距离有限。例如已经毁掉的阿雷西博大型射电望远镜,探测距离只有18光年,可探测的恒星只有12颗,而新建设的FAST望远镜搜索距离为28光年,可观测的恒星约1400颗,发现信号的概率增加了100多倍。如果FAST望远镜能够成功探测到相关信号,将是人类历史上最伟大的天文观测结果,将对人类文明产生不可估量的影响,中国在国际上的发言权将发生翻天覆地的变化。