中国建筑智造超级天眼

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摘要:FAST天眼项目将在未来10到20年领先世界,是世界最大单口径射电望远镜,是我国创新型国家建设重大科技成果。中建二局安装工程有限公司承担了这一项目的工程内网高低压配电、控制网络和安防工程,并承担着天眼运行后调试维护责任。从2014年至2016三年间,中建二局建设者攻坚克难,完成了这一举世瞩目的工程,为国家重大科学工程的实现做出了突出的贡献,充分彰显央企的社会责任。

关键词:天眼  重大科学工程  建设 调试运维  贡献  责任

背景:天文望远镜的诞生和发展,是人类探索宇宙迈出的关键一步。当号称“地面最大的机器”德国波恩100米望远镜和阿波罗登月之前、被评为人类20世纪十大工程之首的美国Arecibo 300米望远镜诞生时,世界沸腾了,因为世界离星外文明又跨进了巨大的一步。然而,中国科学院国家天文台500米口径球面射电望远镜(FAST)比德国波恩100米望远镜灵敏度提高约10倍,比美国Arecibo 300米望远镜灵敏度高2.25倍,这更让世人震惊。这样精密的观天巨眼,体现了我国高技术创新能力。如何将这一设计转化成成果,承担这一项目智能化安装的中建二局安装公司深感责任重大,这不仅是展现企业自身安装专业能力的良好机会,更是承担了一份建设重大科学工程的社会责任,必须全力以赴。

责任行动:

1. 踏上项目所在地

项目位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县克度镇金科村的大窝凼。从贵州省黔南州平塘县县城出发,沿着省道312赶往平塘县的克度镇。尽管标识的是省道,但也仅是两车道的盘山道路,沿途不断的急弯、陡坡,让习惯了平原生活的中建二局小伙子们心惊肉跳。车子就在这崇山峻岭中行驶,上山、下山、再上山、再下山,一路颠簸,终于抵达项目现场,一个巨大的“坑”展现在眼前。坑底是杂草丛生,乱石堆积;坑岩上坡高壁陡,无处可攀。低头,是悬崖;抬头,是峭壁。群山环绕的“大窝凼”,地势险峻。看到如此艰难的施工环境,初来乍到的小伙子着实惊出一身冷汗。

作为项目智能化安装的承建单位,中建二局抽调了一批有活力、有技术、有闯劲的年轻工程师。强电就是为望远镜中所有设备供电,而弱电则是为它们提供命令传输和信息反馈,就好比强电是脉络,弱电是神经。只有脉络搭好了,神经敏感了,我们这只观天巨眼才能具备真正望穿宇宙、透视古今的能力。此刻,这批年轻的小伙们即将是观天巨眼“脉络”和“神经”的缔造者,他们将会见证这只巨眼的炼成。

2. 克服重重困难

陡峭的山崖,坡度都在70度以上,根本没有可操作的施工作业面,人都站不住,现在还要在峭壁上干活。铺设光缆总长约450公里,相当于10趟多全程马拉松的距离, 2226个配电箱、12个中继室、6个箱式变电站等一系列的布控安装,每个配电箱供电电缆和光纤跳线都要与地锚墩上的促动器准确连接。项目部的工程师们原本不会“武功”,但是却要“飞檐走壁”;原本锦衣玉食,现在却要风餐露宿。他们在在70度的峭壁上行走,完成一项又一项艰巨的任务。一根一根管道的敷设,一个一个配电箱的建立,一条一条桥架的搭建,中建二局的工程师们每天在悬崖峭壁上来回行走十个小时,长年累月,练就了一身“身轻如燕,行走如飞”的功夫。他们如“蜘蛛侠”一样在项目现场飞檐走壁,成为项目上一道独特的风景。

3. 为天眼建设做出突出贡献

(1)为天眼联结血管。天眼能根据观测方向,拉扯索网自由转动,能像人眼一样调整视线。遥远的太空对它来说将不存在死角。整个反射面内部分部了24个观测基墩,它们收集反射面的运动轨迹反馈到总控室再进行分析,总控室再发出信号,传输到馈源支撑塔,再控制卷扬机拉动钢索,从而调动馈源舱,反馈信息再传回总控室。这一系列复杂精密的传输任务都需要光缆传输完成。整个工程需要熔接不少于20000芯光缆。这些光缆好比“天眼”的血管,血管通了,天眼才能有运转的动力源泉。中建二局完成所有光缆的熔接任务。

(2)为天眼贯通神经。FAST由4450块面板拼接而成,而每块面板之间的拼接处下方都有一个地锚,共2226个地锚。每个地锚处都配置了一个促动器和终端隔离箱。当总控室开始将反射面将如何运动的轨迹信息发送给每个终端隔离箱,它发出使促动器工作的信号。这时每个促动器就可以按照要求促使上方的反射面运动,射电望远镜就可以“盯上”天体发出的信号了。因此,终端隔离箱的制作安装相当关键,不仅要给促动器提供电源,还要能准确无误地接收理解总控室指令。它们好比是“天眼”的“神经”,能让“天眼”敏感地捕捉来自太空的信号。这些敏感的“神经”正是中建二局打造的。

(3)为天眼搭建动脉。如果说敷设管线是搭建射电望远镜的血管,那么“桥架”就是横贯其中的主动脉。密密麻麻的光纤血管,都要汇总到桥架动脉中,才能统一连接到总控室。可按照图纸要求,电缆要埋在地下,这就需要开挖沟槽。但现场地质情况太复杂,全是岩石根本挖不动!项目团队硬是摸索着,把动脉从埋在地下改为架在空中。这一来,不仅增加布控线路的整体性,还节约成本近30万元,终于让FAST“脉络”畅通无阻,“神经”系统灵敏感应。

(4)为天眼排除干扰。FAST落成后,假如你能在月球上打电话,那这样的微弱信号“天眼”都能捕捉到。其电磁屏蔽的要求之高就可想而知了。FAST周边设立了电磁波宁静区,在方圆五公里之内将禁止使用手机、数码相机等一切可能造成电磁干扰的活动。外在干扰避免了,内部辐射怎么防? FAST区域内的众多大型设备工作时也会产生大量的电磁波辐射。项目必须给设备穿上了‘防护服,屏蔽辐射。“防护服”是用特制的壁厚超过8厘米屏蔽门和特殊钢板制作的,为把这些看似笨重的“防护服”穿在FAST分布在半山腰上的6个中继室和箱式变电站中,建设团队创新地自制了巨型钢“滑梯”,才让它们“溜”着各就各位。终于满足了FAST严苛的屏蔽要求。

履责成效:历经三年多的艰苦施工,中建二局的建设者解决各种施工困难,攻克各种技术难题,用智慧和汗水,用诚信和匠心,成功打造了这座举世瞩目的天眼。2016年9月25日,“天眼”正式落成启用,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平发来贺信。9月26日,中国科学院国家天文台在项目现场举行“答谢会”,对为“天眼”落成做出贡献的国家、地方、科研院所、建设单位等社会各界进行感谢。答谢会上,国家天文台台长严俊为中建二局安装公司颁发“突出贡献奖”。2017年10月10日,“天眼”试运行1年,发现了2颗脉冲星,一颗距今1.6万光年,一颗距今4100万光年。两颗脉冲星的发现,为未来的深空导航提供了基础的数据,是人类踏向宇宙迈出的重要的一步。“天眼”的成功建设和运转,进入十九大报告,成为中国十八大期间一项创新型国家建设成果。

结语:建重大科学工程,显央企担当责任。为社会发展使劲,为中国梦实现助力, “天眼”的成功建设,是中国建筑在国家重大科学领域一次重大的实践。今后,中国建筑将承担更多科学工程、基础设施的建设,为中国的繁荣强大做出更大的贡献。能接收到137亿光年以外的电磁信号,观测范围可达宇宙边缘,能重现宇宙早期的图象,中国建筑智造的中国 “天眼”的独门神功无与伦比。此刻,它正以世界第一的姿态,傲世苍穹,欲揽星月,实现着天与地的交接,追寻着地外文明和宇宙的起源;用它高度的灵敏力、极致的捕捉力,探索着浩瀚无边的大宇宙,实现着中国科技赶超世界的民族复兴之梦。

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