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1933年，美国贝尔实验室的卡尔·央斯基意外发现了来自银河中心稳定的电磁辐射，标志着射电天文学的诞生。近代天文学四大发现-类星体、脉冲星、3k宇宙背景辐射以及星际分子,无一不基于射电天文学。在获诺贝尔物理奖的项目中，有8项涉及天文学，其中5项与射电天文学密切相关。接收面积是天文望远镜最重要的综合能力参数。**科学院**天文台根据天文学科和天文观测的特点、要求以及现有的技术力量，提出了在**建设500米口径的球面射电望远镜(five-hundred-meter aperture spherical telescope，fast)的总体工程概念。其有效接收面积比现有和计划中的世界最大全可动单天线望远镜提高近一个量级,将是世界上最大的单口径射电望远镜。fast工程概念的形成过程，体现了广泛的国际合作、不断的技术创新和多学科交叉。国际无线电科联(ursi)1993年京都大会上，澳、加、中、法、德、印、荷、俄、英、美10国天文学家联合建议筹建接收面积为1平方公里的大射电望远镜阵(large telescope，lt)，1999年易名为ska(square kilometre array)，并成立了ursi大射电望远镜工作组(ltwg)协调各国对lt的研究。它符合根据livingstone曲线(图1)对射电望远镜综合性能进步的预测，有明确的科学原动力-不同宇宙距离中性氢的观测。“人类渴望在电波环境彻底破坏之前，真正看一眼初始的宇宙，弄清宇宙结构是如何形成和演化至今的，只有大射电望远镜ska才能帮助人类实现这一梦想。如果失去这一机会，人类只能到月球背面去建造同样口径的望远镜，因为那里的银河背景噪声是一样的。ska全体大约可分解为30个基本单元，单元口径约200米，以获得高分辨率及快速成像能力。1999年，组建了包括主要射电天文强国的国际ska操作委员会(international ska steering committee，**sc)。ska的0级科学目标几乎关联所有天文学难题，其150个足球场大的接收面积可将天文观测伸至宇宙原初，无须时域、频域积分的原始高灵敏度使它成为瞬变多色宇宙的相机。**sc计划在2020年建成ska，工程总预算为10亿美元。ska既体现了现代科学的想象力，也具有风险，没有广泛的科学技术合作难以实现。我国射电天文战略重点应定位于ska。1994年4月**天文台(原北京天文台)开始了贵州的ska选址,1995年10月，在贵州成功主办了国际大射电望远镜工作组第3次会议(ltwg-3)。1995年12月，ska**推进委员会在**天文台举行成立暨第一次ska学术年会，展开对贵州洼地台址、各种潜在或新型宽带馈源、无平台索支撑、球反射面结构、天线总体电气性能等的多方向探索。ska**推进委员会1997年7月提出由我国独立建造一面世界最大单口径球面望远镜(即fast)的初步设想。2000年4月，fast总体组在贵州主办了大型国际会议(iau coll.182)。除fast之外，实现ska的工程方案还有美国的ata、荷兰的相位阵aat、加拿大的主动面加球载馈源lar、澳大利亚的luneburg透镜阵和柱面镜、印度的预载荷抛物面天线ppd等。实现ska最终方案的决策尚待时日，无论fast能否最终成为ska的先导单元，它都将是世界上最大单口径的射电望远镜，它在国际上的领先地位至少要保持20年。自1994年始，以**天文台为核心，包括**科学院、教育部、原电子工业部、航天工业总公司、贵州省科技厅等20余个最具实力的大专院校、科研所形成ska**团队。提出了ska**工程概念先导单元-fast的创新方案设计，对fast的科学目标、台址、主动反射面、馈源索支撑、天线总体电性能、测量与控制、**系统等开展了多学科交叉研究。fast的创新设计和丰富的科学内容吸引了广泛国内外合作。在从事fast预研究的大学与研究所中，有近50位研究生在相关领域开题，已获学位者14人，博士后11人，有些早期参与者已成长为学科带头人。fast项目的创新之处为(图2)：利用贵州天然喀斯特洼坑作台址；在洼坑内铺设500米口径球冠状主动反射面，观测时被照明部分形成300米口径瞬时抛物面，在地面改正球差，实现实时宽带和全偏振；馈源支撑采用光机电一体化的轻型索拖动机构，馈源舱内装有二次稳定平台，在焦点与主动反射面之间无刚性连接的情况下，实现望远镜的精确快速指向跟踪。在1998年4月召开的ska第三次学术年会上，**天文台明确提出fast工程概念。会上成立了fast项目委员会，界定了全国20余研究单位组成的相关团组，以集中对上述关键技术进行可行性研究。fast预研究作为首批“创新工程重大项目”于1999年3月立项，并得到**科学院及科技部的支持。在**天文台大射电望远镜技术实验室(fast总体组)的协调下，各关键技术可行性研究课题进展顺利，于2001年底通过**科学院院级验收。从ska**推进委员会、fast项目委员会、到fast总体组，历经10年，**天文及相关工程界的科研工作者精诚协作，在科技部、**科学院、**基金委的支持下，fast总体组完成了fast主动反射面、馈源索支撑等关键技术的可行性研究，各项关键技术均取得突破，已无技术风险，具备参与**重大科学工程遴选立项的条件。fast的创新设计体现了**人独立的知识产权，将提高我国基础科学研究总体的显示度和我国综合国力。据不完全统计，截至2003年底，已发表相关研究论文约280篇，其中sci论文61篇、ei论文30篇,国际会议论文72篇,国内外刊物论文109篇,专著4部。fast总体组与国际上几乎所有大型射电天文台都有长期稳定的实质性合作。1993年，召集并主持了由**与德、瑞(典)、荷、英、美、澳(大利亚)、俄专家参加的各种合作讨论,关键技术咨询。1997年与荷、美、澳、加、印5国签订了6国8所ska国际合作备忘录moa to cooperate in a technology study program leading to a future very large radio telescope。1999年，与英国签署了mou between beijing astronomical observatory and jodrell bank observatory:the fast collaboration。2000年，与荷兰续签proposal for joint research 2000:koninklijke nederlandse akademie van wetenschappen等双边合作备忘录。另外，与美国arecibo天文台的合作进展顺利(图3)；焦仓内望远镜**系统的方案设计已通过中英合作完成；正在进行的还有：中荷、中澳对相位阵多波束的合作研究等。在伦敦，fast总体组应邀出席ras月会，并向150名会员(ras fellow)做fast项目介绍。在剑桥大学，诺贝尔物理奖得主、脉冲星发现者hew**h全程参与了与fast项目组一整天的合作讨论，事后还对fast主动反射面文章进行修改，推荐到著名天文学杂志mnras上发表。pparc国际合作局长p.fletcher博士曾于1998、2000年两次访问**天文台，了解fast工作，商讨中、英fast合作具体事宜。1998年10月，pparc天文学部主任p.murdin教授、英国jodrell bank天文台台长a.lyne教授、merlin台长p.wilkinson教授、总工程师j.a.battilana博士因fast合作首次访华。随后，jodrell bank天文台4位高级馈电工程师j.a.battilana、n.rodd**、c.baines和g.kitching针对fast馈源舱总体设计展开长达3个月合作研究，并于2000年12月，访问fast总体组一周，初步形成了两天文台在fast**系统研制方面的合作框架。这样的国际科技合作将使fast拥有可以与国际前沿接轨的、技术先进的**系统。jodrell bank天文台与澳大利亚atnf天文台是多波束馈源系统最成功的研制者和用户。中、英双方正在针对fast馈源舱内的具体配置展开联合技术设计，并综合考虑fast科学目标的要求、馈源**技术上的可行性及造价初步估算。具体内容包括：fast工作频段设置、不同频段馈源类型和在馈源舱内的位置安排、偏振方式、馈源**本振及多通道系统、低噪声放大器(lna)、致冷机选择及前端真空系统合理配置、致冷及**的实时监控系统、信号(光纤)传输问题、fast 馈源舱的供电、馈源**的运行及维护、高精度测量定位系统、主控室的天文仪器设备等。英方还对fast设计提供技术咨询和支持，如对fast主动球反射面设计、馈源支撑、天线总体电气性能以及电磁兼容性等问题，通过人员互访、双边技术研讨会、联合研制等方式进行科学技术合作。英方2001年起为fast合作培养馈源**方面的电子工程博士。另外，若fast能够正式启动建造，英方将提供经费与中方共同完成建造一套多波束馈源**系统；而中方则为英方提供部分fast观测时间进行国际第一流的天文学研究。ska已成为国际经合组织(oecd)大科学论坛(msf)正在协调的大型射电天文计划，为fast工程提供了国际交流与技术合作平台。1998年5-6月，荷兰天文研究基金会(nfra)、amsterdam大学天文学家r·strom教授,国际头号天线**、德国s·von hoener教授应邀访问**天文台，与我有关专家合作讨论fast的科学目标和技术方案。截至2003年底，fast已在大型国际会议作特邀报告9次。science在1995、1998和2002年三次报导fast预研究进展。2003年，科技部批准启动了“国际科技合作重点项目”课题：1平方公里阵ska国际合作。