「天眼」要做「眼保健操」嗎?

「中國天眼」是個大傢伙,如果把反射面比作「視網膜」,這張膜有25萬平方米大,「眼底」還有2200多個液壓促動器扮演「神經元」的角色,用來精確控制「視網膜」。這麼大一隻「眼睛」,工程師如何保持它的健康狀態?

「天眼」要做「眼保健操」嗎?

能主動變形的反射面,是「天眼」區別於傳統射電望遠鏡的重要技術創新。怎樣「主動」變形?是靠總控室發送指令給2200多個液壓促動器,由液壓促動器伸縮到指定位置,從而控制4450個反射單元調整位置。

在「天眼」觀測運行時,人的肉眼很難看到反射面「變形」時的微小變化,卻能聽到上千個液壓促動器一齊低吼的聲音。液壓促動器日常工作量最大,也就成了運維工程師最「照顧」的對象。

在「天眼」落成啟用之初,工程師要在巡檢中判定哪根促動器沒有正常工作,誰也不知道壞了幾根促動器會不會影響觀測效果,每天可能都在疲於檢修。

「總工程師姜鵬提出必須建一個反射面安全評估系統。」在望遠鏡調試中負責結構的工程師李輝說,按照這個思路,團隊利用全過程仿真技術,把整個反射面用力學模型完全數字化,「哪根促動器壞了,哪個節點工作不正常,都能在總控室的安全評估系統軟件中顯示」,並且模擬出對觀測的影響,一旦超出安全范圍會自動報警。

有了反射面安全評估系統,工程師可以有的放矢地給它做「眼保健操」,針對「亞健康」節點及時保養維護。這就像我們做眼保健操時,如果哪個穴位格外不舒服,就多按壓一下來緩解視疲勞。

如果問題不是出在「眼底」的液壓促動器,而是在反射面板上面怎麼辦呢?工程師可以走上面板去維護嗎?答案是可以,聰明的工程師不是直接站在面板上,而是模仿「太空行走」。

這項技術被稱為「微重力蜘蛛人」,使用一個直徑7.6米的氦氣球將運維人員的體重減少到反射面板能承受的重量,甚至「零重力」,使得人員能夠到達反射面任意地方執行巡檢和維護作業,又不會壓壞面板。

現在我們知道,「天眼」不僅要做「眼保健操」,而且是一套設計精巧、智能化的「眼保健操」。它不是金屬堆砌的「傻大粗」,而是需要運維工程師精心呵護的最精密的天文儀器。

「天眼」要做「眼保健操」嗎?

2017年5月3日,測量控制系統工程師孫純在檢查液壓促動器線纜接頭。新華社記者陶亮 攝

「天眼」要做「眼保健操」嗎?

2019年8月30日,「微重力蜘蛛人」在「中國天眼」反射面板上進行首次巡檢實驗。新華社記者歐東衢 攝

來源:cnBeta