记者在一线丨死磕两年，闯八十一难！“中国天眼”核心钢绳，鞍钢造出来啦 | 鞍山新闻网

近日，“中国天眼”馈源舱索驱动钢丝绳更换工作顺利完成。对于这座世界最大单口径射电望远镜而言，这次绝非一场普通的维修工程，而是从“关键部件受制于人”迈向“全链条自主可控”的里程碑式跨越。由鞍钢集团生产的6根总长近4000米、单根重6吨多的“金索聚”牌钢丝绳，为中国继续站在聆听宇宙的最前沿提供了坚实的保障。

“中国天眼”（FAST），是一座500米口径球面射电望远镜，反射面积堪比30个足球场。截至2025年，已发现超1040颗脉冲星，占全球同期发现总量的80%以上。其首次在射电波段观测到黑洞“脉搏”，被《科学》期刊评价为“打开宇宙新窗口的钥匙”，大幅提升了我国在射电天文领域的国际话语权。

“中国天眼”观测精度的核心保障为悬浮在球面反射镜上空的馈源舱。正如人的眼球依赖6条眼外肌的协同收缩，实现灵活转动、精准视物，“中国天眼”的馈源舱由6根长度超过600米的特种钢丝绳通过索驱动系统，在140米高空、206米尺度范围内实现极高精度的实时定位。馈源舱重达30吨，相当于五头成年非洲象的重量。牵引它的6根钢丝绳需要在复杂环境下每天持续承受频繁弯曲和脉冲载荷。这意味着，馈源舱索驱动钢丝绳既要承重30吨，又要经受住上百万次疲劳测试，还要在贵州潮湿的酸性气候环境下保持不锈蚀、不断丝。

“中国天眼”的建设每一步都是难关。从提出构想到建设完成，三代科技工作者历经22年，先后攻克了十多项世界级难题。然而，就是这6根钢丝绳，成了2016年“中国天眼”落成时为数不多的“遗憾”。馈源舱索驱动钢丝绳大约每5年需要更换一次。2021年，“中国天眼”第一次更换时尚无国产替代方案，承受着进口产品采购成本高昂、供货周期长、供应链安全风险极大等掣肘；2026年，“中国天眼”将再次更换馈源舱索驱动钢丝绳，国产化迫在眉睫。为此，金索聚公司主动请战，2023年年底，金索聚公司正式投入馈源舱索驱动钢丝绳研发攻关。

在金索聚公司生产现场，记者见到了为“中国天眼”量身打造的特种钢丝绳，除了比常见的钢丝绳略粗一些外，外观上并没有什么特别之处。沙孝春为记者揭秘：“这根钢丝绳直径46毫米，里面一共包含381根钢丝，涉及10种不同丝径。外圈要保证高硬度耐磨，内圈要保持高韧性抗冲击。”

贵州平塘山区气候潮湿多雨、昼夜温差多变，并且常年伴随大风天气。在这种复杂环境下，钢丝绳必须满足连续5年服役的极致疲劳寿命要求。为此，中国科学院国家天文台为这套钢丝绳的性能评价设定了四个“硬杠杠”——破断拉力不小于1825千牛；20万次脉冲疲劳试验后钢丝无断丝，且破断力仍达标；6.2万次过滑轮弯曲疲劳试验后钢丝绳无表面断丝，且破断力仍达标；静载试验不允许锚固头出现裂纹、断裂，不允许钢丝从锚固头抽脱。“这是对钢丝绳全生命周期的极限考验。”金索聚公司技术部部长李福坤说。2024年年初，研发团队基于鞍钢集团成熟的产品，采用外层8股加钢芯注塑结构，依托鞍钢股份产线生产出了第一根300米长样品绳。然而，由于弯曲疲劳寿命与标准差距较大，专家组建议改为10股结构。从8股改为10股，意味着每一层的丝径都要重新设计、配丝方案要全面调整，“几乎就是研发一根全新的钢丝绳！”李福坤回忆道。

在桂林理工大学等院校专家的指导下，10股绳很快产出并完成测试。这一次，四项核心指标已与进口产品接近，达到进口产品性能的90%以上，但在钢丝断裂程度等细节上仍有微小差距。从炼钢、电渣重熔提纯、线材轧制到冷拉拔加工，鞍钢集团全链条协同攻关。经过上百组实验，攻关团队反复确定最佳配比，最终定型了“zy80-4”专用钢种。金索聚公司质量部部长赵蕾告诉记者，“我们的产品原材料优于进口钢材，同时还优化了绳体结构设计，提高了钢丝压实率，增大了金属截面积系数，钢丝绳综合性能实现了进一步提升。”

产品研发成功只是一小步。接下来进入严苛到残酷的测试环节。2025年7月，中国科学院国家天文台组织外部专家召开评审会，来自钢材、绳索、材料等领域的专家对实验结果进行质询。桂林理工大学与北京科技大学出具的检测报告显示：在弯曲疲劳试验中，金索聚公司生产的钢绳完成6.2万次后表面无断丝，破断力全部达标。鞍钢制造的钢丝绳以全面达到进口标准的性能表现，拿下了“中国天眼”馈源舱索驱动钢丝绳这份沉甸甸的合同。

造一根绳，到底有多难？沙孝春感叹，从单丝试验、整绳试验到锚固性能试验，在两年多的时间里，金索聚公司的研发团队经历了无数次“断了再来”的循环。每次技术突破都是一道坎，像历经了九九八十一难。2026年1月，金索聚公司生产的钢丝绳即将交付，然而在国家材料服役安全科学中心进行的最后一次检测中，20万次脉冲疲劳后的钢丝绳破断力竟然卡在了1754千牛，比标准1800千牛差了46千牛。“中国天眼”运行和发展中心测量与控制工程部研究员李庆伟告诉记者。此时，换索时间已经确定。沙孝春和公司总经理赵刚带领团队放弃春节假期，全力攻关。经过逐层拆解分析样品，人们发现绳体本身并没有问题，症结出在连接钢索的锚固头上。“绳子浇铸时间是在春节前，当时的温度只有零下10摄氏度左右，而我们定型的工艺是在夏天。”赵刚回忆道。公司团队连续12天昼夜攻坚，完成20余次配比调试、30多组浇铸试样，采用电阻丝电加热系统精准控温预热，使用鞍钢集团自主研发、行业独有的浇铸合金材料，确保浇铸时钢丝本体不会因高温发生强度衰减。2个多月后，国家材料服役安全科学中心钢丝绳破断试验现场，人们屏气凝神，紧张地等待着检测结果——“1968千牛！”经过疲劳试验后钢丝绳的破断力数值比要求高出了168千牛。仅这一余量，就足以吊起11辆家用轿车。

2026年4月28日，中国科学院国家天文台测量与控制工程部主任姚蕊在采购项目合同验收会上宣布：“满足相关技术要求，同意验收。”

产品交付并非终点。金索聚提供从“卖产品”到“管到底”的全寿命周期服务，不断提升钢丝绳使用寿命、减少更换频次，保障“中国天眼”长期稳定运行、延长有效观测时间。

一根钢绳，吊起的不仅是仰望星空的30吨馈源舱，更是一场关于钢丝绳全产业链的技术突围。面向未来，鞍钢集团将以更多硬核产品筑牢“中国制造”底座，助力大国重器守望星辰大海。