在贵州平塘的喀斯特群山中，那座直径 500 米的银色巨碗已静静凝望苍穹六年。作为世界最大单口径射电望远镜，中国天眼 FAST 凭借无与伦比的灵敏度，在纳赫兹引力波探测、脉冲星搜寻等领域不断刷新人类认知边界。但这座国之重器从未停下迭代的脚步，一项足以改写全球射电天文学格局的升级计划正稳步推进 —— 在 FAST 周边 30 公里范围内，数十台 40 米口径天线将陆续落成，与核心巨碗组建全球唯一的混合口径射电干涉阵列，让这只 “观天巨眼” 既能看得更远，更能看得极清。
这场升级绝非简单的设备叠加，而是我国在射电天文领域基于战略远见的技术重构。从单口径巨无霸到阵列化超级探针，FAST 的进化之路，藏着中国科技自立自强的深层逻辑，更承载着人类探索宇宙未知的共同渴望。
FAST 的升级决策，源于对自身性能边界的清醒认知与对科学需求的精准把握。自 2020 年通过国家验收以来，这只巨碗始终保持高效运行，上一个观测年度的总观测时长超 5400 小时，新增科学数据量突破 17.5Pb，在多个前沿领域交出亮眼答卷。它能将月球雷达成像分辨率从公里量级提升至 10 米量级，穿透月表浅层探索地质结构；能捕捉到距离地球超 1200 万公里的小行星，精准测算其尺寸、形状与自转周期，为近地天体防御提供关键数据；更在脉冲星领域发现罕见的毫秒脉冲星与氦星系统，推动纳赫兹引力波研究取得突破性进展。
但不可忽视的是，单口径望远镜存在天然的性能短板。就像视力极佳的人能捕捉到远方微弱的光影，却难以精准定位光源位置，FAST 凭借超高灵敏度能探测到宇宙中最暗弱的信号，却在空间分辨率上有所局限。面对快速射电暴起源、哈勃常数危机、迷失重子物质等困扰学界的前沿谜题，仅靠单台设备的灵敏度已难以满足精准观测需求，构建阵列化观测系统成为必然选择。
更关键的是，全球射电天文领域的竞争早已进入白热化阶段。国际平方公里阵列（SKA）第一阶段工程、美国下一代甚大阵（ngVLA）等项目纷纷加紧布局，都试图抢占中低频射电观测的科技制高点。在这样的竞争格局下，FAST 的升级不是被动应对，而是主动出击的战略布局。通过构建独具特色的混合口径阵列，我国能在国际大型项目全面落地前，提前挖掘时域天文等领域的研究潜力，持续巩固在中低频射电天文领域的学术话语权与国际影响力。
{jz:field.toptypename/}这场升级的核心智慧，在于独创的混合口径阵列设计，实现了性能与成本的最优平衡。项目团队摒弃了传统阵列建设的同质化思路，以现有 FAST 为核心，在周边分阶段部署 40 米口径中等天线，形成 “核心巨碗 + 分布式阵列” 的独特架构。这种设计既保留了 FAST 原有的超高灵敏度优势，又通过阵列协同弥补了分辨率不足的短板，相当于为这只 “观天巨眼” 配上了高精度 “瞄准镜” 与 “成像仪”。
整个升级工程分两步稳步推进，每一个阶段都承载着明确的技术验证与性能提升目标。第一阶段计划在 2027 年完成 24 台 40 米口径天线的建设，全部布局在 FAST 周边 5 公里范围内，依托该区域优异的电磁波环境实现高效联合观测，届时系统灵敏度将达到 3600 平方米每开尔文。第二阶段将把天线布局范围扩大至 30 公里，再新增 40 台同规格天线，与国内其他大型全可动单天线联动，最终实现 15 毫角秒的分辨率与 6400 平方米每开尔文的灵敏度，综合性能约为美国 ngVLA 的两倍。
目前，升级工程已取得阶段性突破，关键技术的可行性得到充分验证。2025 年，两台核心阵天线顺利建成，配套的常温低噪声阵列接收机同步研制部署完成，与 FAST 成功开展联合探测实验，精准捕捉到清晰的干涉条纹。这一成果不仅验证了常温高性能接收机、高精度时频同步等核心技术的可靠性，更标志着不同口径望远镜协同工作的数据处理技术取得重大进展 —— 要知道，将 500 米口径巨碗与 40 米口径天线组网观测，其数据融合与处理难度远超同类阵列项目，在国内尚无成熟经验可借鉴，每一步突破都凝聚着科研团队的创新智慧。
截至目前，已有 4 台实验阵天线建成，其中 2 台已稳定参与 FAST 的联合观测任务，为后续大规模阵列建设积累了宝贵的实操数据。与此同时，针对 FAST 本身的硬件升级也在同步推进，新型馈源舱样机已研制完成，相比原有设备更轻更紧凑，既能腾出更大空间安装先进接收机，又能进一步扩大可观测天区，预计在 2027 至 2028 年具备实施条件。国产化替代工作也稳步落地，经过多轮实验验证，国产化钢丝绳已完全满足 FAST 的运行性能与可靠性要求，计划在今年三四月份首次更换使用，彻底摆脱部分关键部件对进口的依赖。
技术突破的背后，是科研团队对工程难题的逐一攻克，更彰显着我国高端科技装备研发的硬实力。喀斯特地貌特殊的地质条件，要求每一座新增天线的台址都必须经过严格勘测，既要保证地基稳固，又要避免对周边电磁环境造成干扰；海量观测数据的实时传输与处理，对计算基础设施提出了极高要求，需要构建高效的数据分析与存储体系；阵列天线的高精度同步控制，更是考验着我国在时频技术、测控技术等领域的综合能力。科研团队通过因地制宜的设计优化、自主创新的技术研发，将一个个看似不可能的挑战转化为工程推进的基石。
升级后的 FAST 阵列，将成为人类探索宇宙的 “超级探针”，milansports在基础科学研究领域开辟全新赛道。它的综合性能飞跃，将为破解一系列前沿科学谜题提供前所未有的观测支撑，让人类对宇宙的认知向更深层次延伸。在快速射电暴研究领域，凭借超高的灵敏度与分辨率，科研人员有望精准定位这种神秘宇宙现象的起源地，揭开其物理本质 —— 快速射电暴作为宇宙中最强烈的射电爆发现象，其起源一直是天体物理学界的未解之谜，升级后的阵列将具备追踪其信号源头、分析其传播路径的能力，为最终破解谜题提供关键数据。
在宇宙学研究领域，升级后的系统将成为解决 “哈勃常数危机” 的核心力量。哈勃常数作为描述宇宙膨胀速度的关键参数，不同观测方法得出的结果存在显著差异，这一矛盾被称为 “哈勃常数危机”，直接影响着人类对宇宙起源、演化及最终命运的认知。升级后的 FAST 阵列能通过对中性氢 21 厘米线的精确测量，延伸人类视野至百亿年前，观测中性氢星系的形成与演化过程，为校准哈勃常数提供更精准的观测依据，有望重塑人类对宇宙膨胀历史的认知。
寻找宇宙中 “迷失的重子物质”，也将因这次升级迎来新的突破。根据宇宙大爆炸理论，重子物质应占宇宙总能量的约 5%，但目前人类能观测到的重子物质仅占其中一半左右，剩余部分的去向成为学界难题。升级后的 FAST 阵列凭借超高灵敏度，能探测到宇宙中最稀薄的气体云与暗弱的星系外围物质，精准追踪重子物质的分布与演化轨迹，为破解这一宇宙谜题提供重要线索。此外，在脉冲星物理、黑洞潮汐瓦解事件、伽马射线暴等领域，升级后的系统也将具备更强的观测能力，有望催生更多原创性科学成果。
除了基础科学研究的突破，升级后的 FAST 阵列还将深度赋能国家战略需求，彰显多重实用价值。在近地天体预警领域，它能大幅提升对潜在威胁小行星的探测精度与范围，更精准地测算其运行轨道与碰撞风险，为小行星防御提供坚实的数据支撑，守护地球安全。在深空探测领域，阵列系统能为我国的深空卫星通讯、月球与火星探测等任务提供强力支持，凭借超高灵敏度接收遥远天体的探测信号，助力我国深空探测事业向更远距离推进。
从国际格局来看，FAST 的升级将进一步巩固我国在中低频射电天文领域的领先地位，重新定义该领域的游戏规则。国际射电天文研究中心相关负责人评价，这一项目将是射电天文观测技术的又一次革命性突破，中国正以创新设计引领全球射电天文学的发展方向。随着阵列系统的建成，FAST 将继续坚持开放共享的运行模式，面向全球征集观测项目，为世界各国科研人员提供优质的观测平台 —— 目前，FAST 面向全球开放的观测时长已超过总时长的 10%，国家天文台以外的用户占比超 67%，升级后的系统将进一步扩大开放范围，以中国智慧为人类探索宇宙的共同事业贡献力量。
这场升级更承载着传承与超越的精神内核。从南仁东先生 1994 年提出构想，到 2020 年 FAST 正式投入运行，再到如今启动阵列化升级，中国天眼的每一步成长，都凝聚着几代天文人的执着追求与无私奉献。如果说最初的 FAST 是我国天文事业从跟跑到并跑的标志，那么这次升级就是向领跑跨越的重要象征，它不仅是设备性能的迭代，更是我国基础研究实力与科技创新能力的全面提升。
值得深思的是，FAST 的升级之路为我国重大科技基础设施的可持续发展提供了宝贵范式。它没有局限于现有成果的维护，而是以长远科学目标为导向，通过分阶段、低成本、可迭代的升级方案，实现了性能的持续突破与价值的不断拓展。这种 “建设 - 运行 - 升级 - 突破” 的良性循环，既保证了科研资源的高效利用，又让重大科技基础设施始终保持国际领先水平，为我国其他基础研究领域提供了重要借鉴。
随着升级工程的稳步推进，预计到 2030 年底，这座全球唯一的混合口径射电阵列将全面建成。届时，矗立在贵州群山中的，将不再是单一的银色巨碗，而是一组协同工作的 “观天矩阵”，它们将以无与伦比的综合性能，捕捉宇宙深处最微弱的信号，绘制更清晰的宇宙图景，帮助人类解开一个又一个宇宙谜题。
从单台望远镜到阵列化探针，从灵敏度优势到分辨率与灵敏度双突破，FAST 的进化之路，见证着中国科技从自主创新到引领全球的跨越。它不仅是探索宇宙的科学重器，更是我国科技自立自强的生动缩影 —— 在这里，每一项技术突破都源于脚踏实地的钻研，每一个科学目标都承载着人类对未知的好奇与向往。
当数十台天线与 FAST 协同凝望苍穹，人类观测宇宙的极限将被重新定义。那些困扰学界已久的科学谜题，那些藏在百亿光年之外的宇宙真相，都将在这组 “中国天眼矩阵” 的注视下，逐渐揭开神秘面纱。而中国，也将继续以坚实的步伐，在探索宇宙奥秘的征程上，为人类文明的进步注入持久而强劲的力量。这只望向宇宙的巨眼，终将带着人类的好奇与向往，看得更远、更清、更深，在浩瀚苍穹中书写属于中国的天文传奇。
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