饋源艙由六個高達(dá)180~200米的金屬塔上的鋼索牽引
可移動的饋源艙帶來了新問題。牽引饋源艙的鋼索、以及提供供電和信號傳輸?shù)碾娎|和光纜需要反復(fù)伸長和縮短,需要較高的強(qiáng)度和抗疲勞度。例如,鋼索的強(qiáng)度要達(dá)到國標(biāo)的2.5倍,而光纜要承載6.6萬次拉伸。據(jù)FAST工程總工藝師王啟明介紹,經(jīng)過技術(shù)攻關(guān)以及和國內(nèi)企業(yè)合作,F(xiàn)AST最終實現(xiàn)了這樣的目標(biāo),這不得不說是一個技術(shù)上的突破。
“天眼”望向太空,不僅要看得遠(yuǎn),還要看的準(zhǔn)。
據(jù)FAST工程測量與控制系統(tǒng)總工朱麗春介紹,F(xiàn)AST不僅是全球最大的,也是精度最高的射電望遠(yuǎn)鏡。FAST具有24個基墩,用來架設(shè)高精度的激光測量設(shè)備。每一個三角形反射面的頂點都有一個激光測量標(biāo)靶,通過基墩上激光測量設(shè)備來測量反射面上的測量靶標(biāo),就可以準(zhǔn)確知道每個三角形頂點的位置,進(jìn)而進(jìn)行位置的調(diào)整。
黃色立柱即為FAST基墩
“FAST最震撼的是精準(zhǔn)度,達(dá)到了毫米級基準(zhǔn),其實真正難的是在這里”,朱麗春說,24個基墩在FAST中起到了“位置基準(zhǔn)”的作用,所有測量都是參考基墩?;找呀?jīng)打到了基巖,并且采用雙桶結(jié)構(gòu),極其穩(wěn)定,自建成以來變形不超過1毫米。
而饋源艙的位置也分為粗調(diào)和精調(diào),粗調(diào)是通過六條鋼索牽引到大概的位置,然后通過GPS定位和激光測量進(jìn)行精調(diào)?!梆佋磁摰木冗_(dá)到了亞毫米級,是國內(nèi)的最高精度級別”。
曙光為“天眼”接上“大腦”
FAST的目標(biāo)是為了接收宇宙信號,其接收到的信號要傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心進(jìn)行處理,才能從中發(fā)現(xiàn)有用的信息。如果將FAST看作是人類望向太空的“天眼”,那么超級計算機(jī)的接入就像是給“天眼”連接上了計算“大腦”,將FAST探測到的未知信息處理成人類可解讀的內(nèi)容。
天文學(xué)作為最先經(jīng)歷信息爆炸的科學(xué)領(lǐng)域之一,歷來以數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)類型復(fù)雜見稱。而FAST作為射電天文學(xué)界毋庸置疑的“世界第一天眼”,其對數(shù)據(jù)存儲與計算的需要同樣也是“天文級”的。
據(jù)FAST工程接收機(jī)與終端系統(tǒng)副總工劉鴻飛介紹,F(xiàn)AST工作頻段在70MHz到3GHz之間,如果是全頻道接收,每秒的數(shù)據(jù)量為就達(dá)到幾個GB,全天候監(jiān)控的數(shù)據(jù)量將達(dá)到TB級。而隨著時間推移和科學(xué)任務(wù)的深入,其對計算性能和存儲容量的需求將爆炸式增長,數(shù)據(jù)量和計算量“大得驚人”。
FAST監(jiān)控室
所以,無論是探測脈沖星和中性氫,還是尋找外星訊號,計算機(jī)系統(tǒng)都在其中扮演著關(guān)鍵的角色。
中科曙光公司是FAST的共建單位之一,承擔(dān)了支撐FAST運(yùn)行的后端高性能計算機(jī)的研制和建設(shè)工作。在FAST建設(shè)初期,由于還沒有機(jī)房,曙光為FAST提供了集裝箱數(shù)據(jù)中心,便于移動,加電即用;日前,F(xiàn)AST首期超算系統(tǒng)已經(jīng)建成并投入使用,機(jī)房位于FAST旁邊的綜合樓一層,可滿足FAST未來一年左右觀測數(shù)據(jù)存儲和初步分析處理的需求。
曙光集裝箱數(shù)據(jù)中心
據(jù)曙光公司總裁歷軍透露,首期系統(tǒng)之后,曙光還將針對FAST的需求特點繼續(xù)在數(shù)據(jù)的高效存儲、數(shù)據(jù)處理的性能優(yōu)化、系統(tǒng)的功耗控制和快速交付等方面加強(qiáng)研發(fā),以滿足未來FAST運(yùn)行和相關(guān)科學(xué)研究需求。超算系統(tǒng)全部建成后,計算能力將達(dá)到每秒千萬億次以上,網(wǎng)絡(luò)傳輸速度將達(dá)到100Gb/s,以高效能的數(shù)據(jù)存儲、分發(fā)、計算和分析全力支撐FAST高靈敏度、高性能的天文觀測。
曙光超算系統(tǒng)
作為科學(xué)大數(shù)據(jù)方案的提供商,曙光公司率先面向地球模擬、氣象環(huán)保、空天大數(shù)據(jù)、基因研究、天文探測、深度學(xué)習(xí)等領(lǐng)域提供融合超級計算、大數(shù)據(jù)、云計算的融合架構(gòu)解決方案。