中国科学院老科学技术工作者协会

简 报

﹝2023﹞ 第一二四期（总第895期）

中国科学院老科协办公室      2023年9月16日

中国科学院老科协遥感数字地球分会举办

“遥感技术在中国天眼选址中的应用”学术沙龙活动

2023年9月5日中国老科协和中国科学院老科协主办，中国科学院老科协空天院遥感数字地球分会承办了“遥感技术在中国天眼选址中的应用”学术沙龙活动。来自中国科学院老科协顾问张志林、赵震声、李乃煌两位副理事长以及中国科学院地质与地球物理所、中国科学院天文台、中国科学院动物所、中国科学院空天信息创新研究院的25位专家学者参加了沙龙活动。会议由原中国科学院遥感所副所长田国良研究员主持，中国科学院空天信息创新研究院研究员，博士生导师，国家重大工程500米口径球面射电望远镜（FAST）开挖系统总工程师聂跃平作题为“FAST工程遥感综合选址”的报告。

聂跃平的报告主要介绍了FAST工程的来龙去脉、遥感技术在 FAST工程选址中的应用以及贵州省各级政府以及人民群众对选址工程的大力支持。

1993年，在国际无线电科学联盟大会上，中国、南非、澳大利亚、日本等国的天文学家提出，联合建造新一代射电大望远镜，由数千个较小的碟形天线组成1平方公里的射电阵（ Square Killometer Array )。当时中国的天文望远镜最大口径只有25米。中国天文学家为了研究，往往需要借用国外的射电望远镜。因此，中国科学院国家天文台决定建立一个500米口径球面射电望远镜，建设中国天眼。为了申请建设中国天眼，南仁东先生多次到遥感所调研，寻求选址的最佳办法和支持。

中国天眼工程的建设选址是第一步，也是关键的一步。1994年，中国天眼选址项目启动，委托中国科学院遥感所承担天眼选址任务。当时聂跃平在遥感所读陈述彭院士的博士后，出站后留在遥感所工作。聂跃平是贵州人，曾在贵州省地矿局做过一些KARST地质地貌的研究工作，对贵州的地质情况比较熟悉，于是聂跃平受命组建团队，承担中国天眼选址的任务。

国家天文台对天眼选址提出了严苛的要求，台址要圆、没有地震、没有无线电干扰、没有溶洞、没有冰雹和洪水、封闭但交通又容易到达等十余项条件。聂跃平担任中国FAST工程选址组组长，FAST工程开挖系统总工程师。历经11年，踏遍贵州数以千计的峰丛洼地，仔细分析了贵州KARST岩性分布特征和KARST地貌发育规律，应用遥感技术在区内河流二级支流中游切割影响范围内，找到了大量岩溶峰丛洼地，并建立了预选区的岩溶洼地信息数据库。在数据库的支撑下，从无数个峰丛洼地中，终于在平塘县克度镇金科村，找到了“世界上独一无二”（南仁东原话）的最适合建造中国天眼的大窝凼洼地。这也是天眼工程的三大创新点之一。天眼工程的选址成功，是遥感技术在地质工程应用成功的典型案例。此外，聂跃平还完成了大窝凼洼地区工程地质水文地质填图、土地、森林赔偿量和开挖量计算等工作。大窝凼地形就像一个完美的球面，使FAST望远镜建设可以减少大量土石方开挖工程，节约建设经费。如果在平地情况下，理论开挖量1563.2万m3，实际开挖量88.8万m3，利用洼地的开挖量不到理论开挖量的6%（5.68%）。按照当时开挖量的报价80元/m3，节约了11.8亿元（平地12.5亿，实际0.7亿元）。所有的这些数据分析结果为项目的建设和论证提供了大量的科学依据，为人类探索宇宙迈向一个新台阶做出了应有的贡献。

2016 年 9 月 25 日，被称为“中国天眼”的FAST工程终于落成启用，22年的艰难坎坷最终铸就了这个国际天文学领域的奇迹。而这一切，完全由我国自主研发，具有独立自主知识产权。截至2023年，FAST已发现500多颗脉冲星，并在众多研究领域取得国际公认的重大突破。2021年3月31日0时起，“中国天眼”开始接受全球天文学家的观测申请，正式向全球开放。

“中国天眼"（FAST）是目前世界上最大、最灵敏的单口径射电望远镜，它能看穿130多亿光年的区域。中国天眼坐落在贵州省平塘县克度镇金科村大窝凼，拥有4450块反射面板，接收面积达25万平方米。口径500米，仅圈梁、索网和支撑馈源舱的6座高塔就使用1万多吨钢材；反射面板总面积25万平方米，相当于30个标准足球场，使用2000多吨铝合金。通俗地形容，假设在这个“大锅”装满水，全世界每人可以分4瓶矿泉水，是世界最大口径、最灵敏的射电望远镜。中国有了自己的天眼，是全世界最大的天眼。2016年9月，"中国天眼"落成启用之际，习近平总书记发来贺信，称其"对我国在科学前沿实现重大原创突破、加快创新驱动发展具有重要意义"，希望"高水平管理和运行好这一重大科学基础设施，早出成果、多出成果，出好成果、出大成果"。

自2011年开工建设以来，"中国天眼"科技创新从未停止。仅在建设阶段，就获得了钢结构、自动化产业、机械工业、测绘地理信息技术、电磁兼容研发等10余个领域的国家大奖。中国天眼覆盖当初设计的所有科学目标，包括脉冲星物理、快速射电暴、包括中性氢、星系形成和演化等等一系列重量级发现，为探索更多宇宙奥秘持续作出中国贡献，体现了科技创新的作用。

在讨论交流中，多位了解当初天眼选址工程情况或在经费上、业务上支持过选址工作的领导、专家如田国良、周上益、王为民、魏成阶、林恒章补充了大量的事例。谈到遥感技术在天眼选址中的创新时，魏成阶说，主要体现在减少了野外工作，通过大数据特别是遥感数据为支撑在室内进行可行性论证，对于原来工程选址是很大的改变，是选址工程的创新。在工程开挖量计算中，利用了很多现代工艺、大数据技术、系统工程技术，虚拟现实技术对开挖量进行动态计算等。天眼地址建在球面的洼地中，大大减少了土石方开挖量，节省大量工程经费。球面的设计及其实施建立在遥感数据基础上开展。美国的阿尔希波馈源重900吨，仅靠几根锁链牵拉，2021年12月1日馈源绳子断了，使整个球面废弃。 FAST把馈源不断的缩小，通过几根拉索可以很长时间运行。阿尔希波没有做到，但FAST做到了。所以，这三点创新应该给予充分的肯定。

此外，大家还谈到选址团队工作的艰辛，科研工作的不易。当时没有经费支持，差旅费无处报销，只能四处“化缘”；赞扬聂跃平等科技人员艰苦创业，甘于清贫，乐于奉献的精神。李爽说聂跃平等科研人员在选址工程中的表现令人敬佩，他们以实际行动践行毛主席“下定决心。不怕牺牲，排除万难，去争取胜利”的教导。并希望搞工程地质研究的同志继续努力，突破遥感技术在工程地质应用中的难点，将遥感技术的优势发挥到极致。天眼工程从选址到落成运行，无论是科技人员、政府官员、民工、老百姓都付出了太多太多。天眼工程是无数人心血的结晶，是科研单位、企事业单位、中央政府和地方政府通力合作的典范，应该不断地宣传这种自强不息的精神。

（中国科学院老科协遥感数字地球分会供稿）