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南仁東主要成就和貢獻
發布時間:2017-09-19 來源: 【字號:  

  南仁東19452月出生于吉林省遼源市。任FAST工程首席科學家兼總工程師,負責國家重大科技基礎設施500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)的科學技術工作。曾任北京天文臺副臺長、北京天文學會理事長、國際宇航科學院IAA SETI委員會委員國際天文學會射電天文分部(IAU DivisionX)主席澳大利亞DIIST部部長聘請ATSC執委會委員等職務。

  主要成就和貢獻

  1、國家重大科技基礎設施建設項目——500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)

  1994年始,主持國際大射電望遠鏡計劃的中國推進工作。提出利用喀斯特洼地作為望遠鏡臺址,建設巨型球面望遠鏡作為國際一平方公里陣(SKA)的單元,啟動貴州選址。在14年艱苦創業過程中,主編FAST科學目標,指導各項關鍵技術的研究及模型試驗。提出的索網支撐反射面設想最終發展為FAST主動反射面設計方案;組織攻關,發明了500MPa耐疲勞拉索,突破了高效握拔力錨固技術、大跨度索網安裝和精度控制等難題提出通過“水環”和運動配重擴大焦艙的運動空間同時增加系統阻尼的設計;高強度參與FAST接收機國際聯合設計;提出的多項工程地質、水文地質建議被地學領域同行采納。  

  19992001年,任中科院創新工程重大項目“FAST預研究”首席科學家;2002-2005年,主持中科院知識創新工程重要方向項目“FAST關鍵技術優化研究”;2004-2008年,主持基金委重點項目“FAST的總體設計與關鍵技術研究”;2005-2007年,主持院長辦公會議批復的《國家重大科學工程項目FAST前期研究》。 

  2005年起,主持完成500米口徑球面射電望遠鏡FAST的立項、可行性研究及初步設計。主編科學目標,指導各項關鍵技術的研究及其模型試驗。20077FAST作為十一五重大科學裝置正式被國家批準立項;2008年,國家發改委批復了FAST的可行性研究報告;2009年,中科院和貴州省人民政府聯合批復了FAST項目初步設計及概算;2011年開工令下達,先后150多家國內一流企業相繼投入FAST建設。2016925日,FAST工程正式竣工,習近平主席在工程竣工之日發來賀信,劉延東副總理親臨現場視察并致辭。 

  FAST是具有我國自主知識產權、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡。以南仁東為首的科學家和工程技術人員提出了三項自主創新:利用貴州天然的喀斯特洼坑作為臺址;洼坑內鋪設數千塊單元組成500米口徑球冠狀主動反射面;采用輕型索拖動機構和并聯機器人,實現望遠鏡接收機的高精度定位。在工程建設過程中,克服諸多施工建設困難、突破一系列技術難題,按工期高質量完成了建設任務,并產生了多項技術創新成果,推動技術進步與產業升級,其中,FAST創新的索網技術成果獲2015年鋼結構協會科學技術獎特等獎、2016年廣西技術發明一等獎和2016年北京市科學技術獎一等獎。20171月南仁東同志獲“CCTV2016年度科技創新人物”。20175月,南仁東同志獲得“2017年全國創新爭先獎章”。 

  全新的設計思路,加之得天獨厚的臺址優勢,FAST突破了望遠鏡的百米工程極限,開創了建造巨型射電望遠鏡的新模式。作為世界最大的單口徑望遠鏡,FAST將在未來1020年保持世界一流設備的領先地位。FAST的落成啟用,對我國在科學前沿實現重大原創突破、加快創新驅動發展具有重要意義。 

  2、射電天文學基礎研究

  1978年研究生學習期間,獨立提出利用射電強源Cyg A校準密云米波綜合孔徑望遠鏡的方法,成功應用于觀測。完成了電離層改正模型及望遠鏡陣列的成像。 

  1984年開始使用國際甚長基線網(VLBI)對活動星系核進行系統觀測研究。主持完成歐洲和全球網十余次觀測。首次在國際上應用VLBI“快照”模式,取得了豐富天體物理成果;糾正了類星體3C119 的前期觀測結論,證認了多個類星體及射電星系的中央發動機;得到CSS樣本中所有雙源皆為射電星系的結論,提出用星系相互作用或合并來解釋樣本形態,排除視超光速現象主導的可能性;類星體3C119VLBI混合成圖,達到當時國際最高動態范圍水平。提出了一套針對殘缺UV覆蓋的處理方法,為歐洲和日本研究人員廣泛采用。建立北京天文臺VLBI相關后圖像處理中心,使在80年代國內進行VLBI數據分析成為可能。 

  創新VLBI偏振觀測技術方法。所提出的3C119偏振課題在美國甚長基線陣(VLBA)開光后立即被接受,獲得該源毫角秒空間尺度的偏振和磁場精細結構,揭示了濃密介質限制噴流形成大尺度的機制。VLBI領域多年的突出成果得到同行贊譽,擔任日美空間計劃VSOP在軌檢測IOC組長。 

  FAST項目開始至今,一直任首席科學家,通過國內外同行間的合作,與時俱進地提出并完善科學目標。主持編寫了FAST立項建議書,確定了中性氫、脈沖星、分子譜線、VLBI和地外智慧文明搜尋等5大科學內容。FAST具有高靈敏度和大天區覆蓋,有利于發現更多罕見品種的脈沖星。中性氫與脈沖星巡視被國際天文界評審為FAST兩個最高優先級科學目標。 

  2012年,FAST 973項目正式啟動,作為資深咨詢專家,指導FAST 973項目的立項及組織實施。確立了FAST實現世界首個漂移掃描多科學目標同時巡天的原創科學策略。提出調試階段全波段監測蟹狀星云脈沖星的優先觀測計劃。建議了用于望遠鏡調整期及早期試觀測的單波束和多波束接收機,前者已投入試觀測。 

  3、國家重大需求方面

  參加探月工程早期科學數據下行和VLBI精密測軌方案論證。首次確認了密云50米天線接收下傳數據的可行性。參與USB測控網與中國VLBI網結合進行衛星精密定軌的方案論證。在50米天線前期設計階段,提出主反射面背架隔離的“金字塔”形結構方案建議,被天線設計單位采納。主持了上海天馬65米天線立項評審,提出65米應以天體測量與深空探測為主要任務,參加了其建設期間的國內外專家評審,并主持了其設備驗收。 

  對無源雷達“維拉”技術原理做出精準推測,包括其利用同源信號到達不同接收站的多路徑延遲差測距的工作原理、單個接收站的性能指標和雷達布站,并提出利用大型射電望遠鏡FAST作為戰略性設備來建立電子情報系統。 

  推進啟動脈沖星自主導航研究。2005年接受國防科工委領導關于調研“xNAV脈沖星自主導航的技術”國際發展的任務。完成并提交“脈沖星在空間飛行器定位中的應用”報告。擔任院重要方向性項目“脈沖星觀測研究及其計時和導航應用”專家組組長,提出FAST脈沖星計時陣的應用目標。 

  4、國際合作

  1985年以來,先后在荷蘭、日本、加拿大、美國、英國及意大利等多家天文機構進行客座研究。兩次與歐洲甚長基線聯合研究所簽訂長期交換協議,參加推進我國觀測站進入歐洲網。三次簽訂中英、中澳FAST合作研究協議,提升FAST的研究與管理。2006年任國際天文學會射電專業委員會委員主席,為我國天文學界第一次在此層面任職,在國際射電天文界得到同行的廣泛認可與尊重。 

  5、教育與科普

  1996年任北京天文學會理事長期間,首次召集全國高等教育天文選修課研討會,論文集在北京大學《高等教育論壇》發表,向國家教委提交《關于加強高校天文選修課的倡議書》,這一舉措對后來的高校天文學教育產生影響。自編教材《射電天文》。2001年獲中國科學院華為獎教金。 

  熱心科普,完成CCTV5小時美國宇航局NASA火星著陸直播;通過百家講壇《尋找地外生命》,用科學思想影響公眾與媒體對太空生命和地外文明的認識。在SETI報告中定義了生命的三個識別標準,并提出星際旅行的三項物理法則限制,被媒體和公眾廣為接受。

  6、論文成果

  已發表科技論文222篇,專著7部,技術報告6本,專利36項。論文被SCI收錄56篇、被EI收錄65篇。SCIEI引用近900次。

(責任編輯:任霄鵬)
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