無先例可循
FAST調(diào)試組正式成立于2017年4月，成員數(shù)10人，80后岳友嶺是調(diào)試組的負(fù)責(zé)人之一。調(diào)試組成員大多是FAST團(tuán)隊(duì)中的第二代和第三代人，也是現(xiàn)在的中堅(jiān)力量。
當(dāng)年FAST令人驕傲的三項(xiàng)自主創(chuàng)新延伸至今，便意味著調(diào)試工作在國(guó)際上“無先例可循”。這些平均年齡30多歲的科學(xué)家和工程師，正小心翼翼地為射電天文觀測(cè)開辟一種新的、中國(guó)的解決方案。
“簡(jiǎn)單來說，F(xiàn)AST相當(dāng)于人類感官的延伸。”總控室里的計(jì)算機(jī)集群嗡嗡作響，晚上11點(diǎn)多，李志恒繼續(xù)搜腸刮肚地打比方。
我們的感官無法識(shí)別和處理宇宙中的天體傳來的電磁波信號(hào)，F(xiàn)AST的運(yùn)行系統(tǒng)就充當(dāng)了媒介的角色，它將信號(hào)收集、處理、再翻譯成人類能理解的形式。
但中間這個(gè)轉(zhuǎn)換的過程非常復(fù)雜。拿觀測(cè)脈沖星來說，天體呈周期性發(fā)射的微弱的電磁波射向地球，有一部分落在FAST的反射面上，反射面將這種電信號(hào)匯聚到饋源艙接收機(jī)處，接收機(jī)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，通過光纜將光信號(hào)傳回總控室，再把光信號(hào)轉(zhuǎn)換回電信號(hào)，進(jìn)而轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，計(jì)算機(jī)集群就根據(jù)事先設(shè)定好的程序?qū)⑦@些數(shù)字信號(hào)儲(chǔ)存、計(jì)算，最終結(jié)合科學(xué)家的分析，識(shí)別出能夠代表脈沖星的一串特殊的信息。
由于FAST的技術(shù)路線新穎，以上每?jī)蓚€(gè)逗號(hào)之間，都有難以計(jì)數(shù)的問題等著調(diào)試人員去解決。
岳友嶺告訴中國(guó)青年報(bào)·中青在線記者：“截至去年年底，望遠(yuǎn)鏡的功能性調(diào)試任務(wù)都已經(jīng)完成，此后一直在調(diào)試性能。望遠(yuǎn)鏡性能的提升，就是精度的提高。”
所以他們現(xiàn)在的日常工作是白天“摳精度”，晚上試觀測(cè)。
遠(yuǎn)看FAST就像一口直徑500米的大鍋，“鍋沿兒”上佇立著6個(gè)百米高塔，每個(gè)塔伸出一條鋼索，6根鋼索提著一個(gè)形狀不規(guī)則的白色艙室移動(dòng)，艙室的下方是由4450塊三角形面板拼成的“鍋面”，而“鍋底”還有數(shù)千根鋼索織成的索網(wǎng)，用來支撐這口“大鍋”和牽引“鍋面”運(yùn)動(dòng)。
讓這個(gè)龐大的裝置達(dá)到豪米級(jí)精度殊為不易。“摳精度”的過程，可謂險(xiǎn)、難、繁、重。大家經(jīng)?？ㄔ谀硞€(gè)問題上，“一卡就是一兩個(gè)月”。
例如，F(xiàn)AST主動(dòng)反射面的面板與面板之間有2225個(gè)節(jié)點(diǎn)，柔性鋼索拉動(dòng)節(jié)點(diǎn)位置運(yùn)動(dòng)以帶動(dòng)面板運(yùn)動(dòng)，形成不同的拋物面，以達(dá)到反射面能夠“跟蹤”的效果。每根鋼索靠插在大窩凼草叢中的液壓桿促動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。工程師張志偉就管理著這2225個(gè)促動(dòng)器。調(diào)試以來，“通信延遲”、下雨、大霧、鼠蟻?zhàn)鱽y等狀況頻頻發(fā)生，為了讓反射面面板“聽話”，張志偉他們?cè)谝荒甓嗟臅r(shí)間里設(shè)計(jì)出了上千套參數(shù)，以應(yīng)對(duì)各種反射面變形需求?，F(xiàn)在反射面節(jié)點(diǎn)的理論位置和實(shí)際位置誤差被控制在了5毫米以內(nèi)。
500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST反射面上的測(cè)量靶標(biāo)。FAST攝影團(tuán)隊(duì)提供
再如，在精度達(dá)標(biāo)的情況下，F(xiàn)AST采集到的數(shù)據(jù)就成了科學(xué)家可靠的分析資料，他們和他們?cè)O(shè)計(jì)的算法一起，在海量數(shù)據(jù)里搜索脈沖星的身影。但難就難在，盡管世人已知脈沖星可以發(fā)出周期性信號(hào)，可并不知道這個(gè)周期到底是多少，“可能是0.01秒、0.011秒、0.1秒……” 岳友嶺說，因此科學(xué)家們需要不停地改進(jìn)算法，去排查各種可能的周期，工作量著實(shí)不小。
岳友嶺認(rèn)為，F(xiàn)AST調(diào)試進(jìn)度很難量化，盡管試觀測(cè)效果已經(jīng)超越了現(xiàn)有的其他射電望遠(yuǎn)鏡，但要達(dá)到“好用”，還要解決數(shù)不清的問題。
“我們不怕折磨，我們能找出問題出在哪兒，就是需要想辦法解決。”調(diào)試中遇到的“麻煩”在岳友嶺眼里，都可以用“有趣”來形容。
岳友嶺是個(gè)愛動(dòng)手的天文專業(yè)博士后，38歲就頭發(fā)花白，但仍有一雙18歲的眼睛，里面寫著理想和激情。他不覺得自己苦，“立下汗馬功勞的是那些年輕人”。
