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挑战不可能中工国际助力打造“地球上看的最远的地方”

中国中元 · 公众号 · · 2024-06-04 22:36

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在中国，提起FAST，很少有人不知道它。这一500米口径球面射电望远镜，是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜，让中国射电天文领先世界二十年，被称为“中国天眼”。

“中国天眼”的建设，是一个史无前例的超级大工程，涉及天文学、力学、机械工程自动控制和岩土工程等各个领域，每一个领域都有开创性的工作。

在这一超级工程背后，中工国际所属中国中元国际工程有限公司（以下简称“中国中元”）、所属北京起重运输机械设计研究院有限公司（以下简称“北起院”）深度参与，为这一“地球上看得最远的地方”贡献着中工智慧。

“难度10级”的超级工程

射电暴、脉冲星、暗物质、宇宙起源……中国中元FAST工程项目经理胡明说起天文学名词却头头是道，一切只因其8年多前完成的FAST工程。

胡明与同事们负责了FAST工程的项目管理。这是我国第一次在大科学基础设施工程建设中引入项目管理。有了专业项目管理团队保驾护航，FAST项目最终按照预定工期顺利完工。

实际上，项目管理只是中国中元参与FAST工程的一小部分。从2007年项目立项开始，中国中元就成为FAST团队中的一员，并于当年与国家天文台合作完成项目建议书，此后又相继承担了可行性研究、六大系统的初步设计、主动反射面系统施工图审查、观测基地工程设计、工程造价咨询、工程建设全过程项目管理等工作。发挥自身专业化与综合化相结合的优势，中国中元与该项目国内外众多的建设团队一道，为这座蜚声世界的科学大设施贡献了才智和力量。

“大科学设施，需要将科学语言翻译成工程语言，才能实现最终的科学目标。这背后是工程、机械、测量、电控等多项技术共同支撑的。”中国中元总经理张同亿说，“中国中元的最大作用在于协助国家天文台，整合了几十家单位的科研成果，实现了科学目标落实到工程建设实施的复杂过程。”

独一无二、世界领先、超级工程、国之重器、刷新人类已知最远观测距离……这些加之在FAST身上的一连串形容词，让大家对中国天眼心生敬佩的同时，也充分显示出工程的技术难度。反射面吊装就是难题之一。

“如果把工作难度分为10级的话，我觉得反射面吊装的难度就是10级。” 北起院总经理黄越峰表示，“因为全世界没有先例，谁都没干过，没有经验可以借鉴，所有装备都是首次研发，而且工艺复杂、工期紧、安装要求非常高。”

FAST工程反射面的吊装施工在世界上尚属首次，其结果直接关系到整个射电望远镜的精度和工期，传统方式无法实现。北起院项目团队依靠多年来的非标设计和索道缆车设计经验，围绕上述难题，结合工程及台址地形，突破了传统施工工艺，攻克了一系列吊装关键技术，成功地开发了两次“空中转接”的大跨度柔性精准吊装技术，填补了国内在精准精细吊装的空白。这套世界首例“空中转接”大跨径柔性吊装及维护成套技术所需的特种专用设备，被一同奋战在FAST工程现场的人亲切地称为“吊装神器”。

50m实验测试的反射面系统

“FAST一共有4450块反射面单元，分为186种规格。这些板子面积大、重量轻，吊装时缆索吊索上不能磕碰六索驱动系统，下部不能磕碰近7000根的索网系统和24个测量基墩，安装精度还要求误差不超过2毫米。”北起院教授级高级工程师李光华介绍说，作为反射面吊装工程的总设计师和吊装工程技术总负责人，他全程参与了所有反射面吊装。毫厘间见真章，万众瞩目的第一次吊装用时一天，稳稳地将第一块板子安装到了既定位置，大家与反射面一同悬在空中的心，终于踏实了。

就这样，从一天一块板，到最多时一天吊装了37块板，在北起院“吊装神器”的大显神通和李光华的技术指导下，工程顺利完成了大跨度、高悬空、多交叉作业环境下的反射面单元准确精细安装，不仅圆满完成任务，还为项目节省了几个月的工期。

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