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参与航天工程:天文专家的“嫦娥奔月”生活

导读:

新华网上海10月8日电(记者罗争光)在以航天专家为主的嫦娥工程专家队伍中,有一群天文专家担负着"为

新华网上海10月8日电(记者罗争光)在以航天专家为主的嫦娥工程专家队伍中,有一群天文专家担负着"为卫星定位和导航,确保它始终位于正轨"的任务。他们利用"超级望远镜",为嫦娥二号在奔月过程中顺利"变道"和"刹车"精确测定轨道。

他们便是嫦娥工程VLBI(甚长基线干涉测量)测轨分系统的科研人员。在上海天文台,这些天文专家们向新华社记者讲述了自己的"嫦娥奔月"生活。

    熬夜,"面临大战,难以入眠"

6日11时6分,嫦娥二号卫星完成了探月征程上的一次严峻考验--第一次近月制动。42分钟后,VLBI指挥中心响起"报告:VLBI数据判断卫星被月球成功捕获"的声音,卫星已顺利进入周期约12小时的椭圆环月轨道。看着嫦娥二号在月亮面前成功"刹车",上海天文台台长、VLBI测轨分系统总指挥洪晓瑜脸上的紧张瞬间化为轻松的笑容。

而几天前,2日12时25分,嫦娥二号成功实施首次地月转移轨道中途修正,洪晓瑜同样兴奋得连连拍手。"我们都是熬夜等待那一刻到来。"洪晓瑜说,"观看了嫦娥二号成功发射后,很高兴。本来大家可以短暂休息,2日凌晨3点进场执行VLBI观测任务即可。然而,尽管各项工作准备已非常充分,但'大战'来临,大家还是难以入眠。"

据了解,嫦娥二号发射升空以来,上海天文台VLBI数据处理和指挥中心内很多科研人员都与洪晓瑜一样坚守在操作台。40多名科研人员分两班倒,差不多每天凌晨3点半就进场准备并展开卫星观测,然后将观测数据进行处理,提供卫星轨道的数据。每天傍晚,中心的指挥负责人员还要开会总结当天工作,布置第二天的任务。而且,一旦北京中心作出调整安排,上海方面必须随时跟进。

65岁的嫦娥工程VLBI测轨分系统总体技术组指挥蒋栋荣坚持到一线,带领技术人员进行科研攻关,让大家"既欢喜又担忧"。"欢喜的是,有他在VLBI数据处理中心不会出现什么问题;担忧的是,老人家身体不好,为了嫦娥二号顺利入轨一直撑着。"洪晓瑜说。

负责运行管理指挥工作的王广利研究员,全力投入到技术开放和运行管理工作,从嫦娥二号发射至今已经几次通宵工作。

其实,这已经不是他们第一次参加探月工程。2007年10月24日,嫦娥一号卫星发射升空,经过18天时间飞行最终进入环月轨道。在那次探月任务中,由上海天文台牵头、首次应用了为卫星做测轨工作的VLBI技术,与中国国家航天测控网一起完成了嫦娥一号卫星的精密测、定轨任务。这也是该项技术在国际上首次应用于探月工程的实时测轨工作。

    参与,"以天文知识做航天工程"

我国在2004年启动探月工程。在当时的技术条件下,测控技术是发射探月卫星的瓶颈之一。不过专家发现,"作为天文研究的VLBI技术正好在这方面具有很大的技术优势。因此,我们就以天文知识做航天工程。"洪晓瑜如是说。

VLBI技术,在国际上主要用于天文研究、天体测量和测地学,有时也用于对深空探测卫星的事后精密定轨进行科学研究,它主要是使几台射电望远镜通过干涉的方法联网同时工作,使其测量精度或测量分辨率等效于一台巨型望远镜。目前,我国已建立起了由上海天文台、国家天文台北京总部、昆明天文台、乌鲁木齐天文站的4台大型射电望远镜和上海VLBI数据处理中心组成的中科院VLBI网。

"通过发挥VLBI技术的精确测角优势和USB(航天测控网的S波段测距和测速系统)测控体系的测距技术,可以为探月卫星测定精确可靠的轨道。"洪晓瑜说。

然而,要把天文观测系统运用到对人造卫星进行测轨的航天工程,挑战很大。为了适应航天工作的要求,VLBI测轨分系统的科研人员做了很多创新性的改进,在嫦娥一号探月任务中,VLBI技术通过光缆将4台射电望远镜接收到的信号实时传送到上海VLBI数据处理中心,通过复杂的计算和对各种误差进行修正,做到了在几分钟之内完成数据信息处理,实时将处理好的卫星角位置信息传送到北京航天飞行控制中心。

VLBI网在嫦娥一号发射之前还做了很多演练。如2006年5月,我国VLBI网参与欧洲空间局的绕月卫星Smart-1的探月任务,进行测控演练,达到了预期效果,也得到了亲到上海蹲点的嫦娥一号总设计师孙家栋院士的充分认可。

"嫦娥二号再度探月任务中,VLBI技术不仅提高了精确度,而且还在可靠性(包括无线数据发送、后勤保障等)方面作出了改进。"嫦娥工程VLBI测轨分系统总设计师张秀忠介绍说,同时"在数据处理方面也采用了很多纠错技术,以新型数字设备取代了此前的模拟设备,使测轨数据误差有了数量级的减少。"

    未来,"探索空间科学的长远方向"

"参与嫦娥工程,一方面让天文观测的技术与设备得以更广泛的应用,另一方面,我们也学习和借鉴了很多航天领域的工作方法。"洪晓瑜如是说。

在上海天文台嫦娥二号VLBI指挥中心内,"北京,上海报告"、"上海跟踪正常"、"北京明白"、"完毕"……这样的口令声此起彼伏。洪晓瑜告诉记者,这套调度、指挥语言是从航天系统中学习的。

"以天文知识做航天工程,当然要按照航天领域的规矩来操作。"洪晓瑜说,"不过,也要保持天文研究的探索、创新精神。事实上,这样的合作就是两种学科文化的交叉融合。"他介绍说,天文研究的优势就在于扎实的基础研究能力,科研队伍素质很高。在世界范围内,天文研究也是一个非常开放性很强的领域,能够实现各种信息与数据的共享。

从地面迈向天空,到渐渐走近月球,继而迈向更远的宇宙空间,科学的力量让人类文明的步伐越走越远。

"航天工程本身是一项科学探索,应该以科学目标为牵引。"洪晓瑜说,"我们可以充分利用各研究领域的资源,集中各自的优势力量,为国家乃至人类的科研发展作出贡献。"

"科学家要探索、预测未来。作为天文学家,就是要探索空间科学的长远方向。"洪晓瑜说,"空间科学要有大的发展,月球探测只是初期的一步。而天文专家参与探月工程,可以得到很多科学研究的数据,为我们将来把目光投向更遥远的天体,开展火星、金星乃至更远的宇宙空间探测做准备。"(完)