作者:甘晓 严涛 来源:中国科学报 发布时间:2022/1/25 22:17:32
选择字号:
走进国家天文台月球与深空探测地面应用系统研究集体
“高光”以外的“月光族”

 

中国科学院有这样一群幸运的“追月人”,他们人生的高光时刻,和我国深空探测的每一个里程碑重叠:“嫦娥一号”发射升空拉开我国探月工程序幕,“嫦娥二号”获得全月影像图,“嫦娥三号”着陆在月球表面,“嫦娥四号”抵达人类从未去过的月球背面,“嫦娥五号”从月面取回1731克样品返回地球……

“高光”以外,他们“月出而作、月落而息”的“月光族”生活如同月球背面一样默默无闻,很少有人看到。

2022年新年伊始,中国科学院2021年度杰出科技成就奖颁给他们——国家天文台月球与深空探测地面应用系统研究集体,表彰他们建成国家级月球与深空探测地面应用系统保障平台、为我国实施五次探月工程和首次火星探测作出的重要贡献。

研究团队合影(国家天文台供图)

科学引领 “起得最早、睡得最晚”

月球与深空探测地面应用系统(以下简称地面应用系统)是我国探月工程五大系统之一,也是“嫦娥”的“大本营”,肩负制订科学探测计划和有效载荷运行计划的任务。

早在2004年“嫦娥工程”立项前,国家天文台的科学家就启动了地面应用系统的概念性设计。“准确地说,地面应用系统应当被称为‘科学应用系统’。”地面应用系统总指挥、总设计师国家天文台研究员李春来告诉《中国科学报》。

当科学仪器能够被送到距离地球大约40万公里远的月球上,科学家想要得到关于哪些问题的答案、如何遥控这些仪器、仪器获得的探测数据怎样传回地球、这些宝贵的科学数据又要如何管理和分析应用,都是地面应用系统的主要工作。

“从制定科学目标开始,到遴选有效载荷,再到数据接收、处理、研究,地面应用系统拥有完整的科学链条,在整个探月工程系统中‘起得最早、睡得最晚’。”李春来指出,“工程其他系统还没开始之前,我们的工作就开始了,到卫星数据获取已经结束后,我们还要接着干。”

回顾探月工程走过的20年,地面应用系统与来自多个部门的五大系统各自发挥优势,实现了我国多项从无到有的跨越。

2007年“嫦娥一号”任务之前,40万公里的数据接收是我国数据接收系统不可能完成的任务。为此,国家天文台的研究团队从零开始建设新的数据接收系统,包括当时位于北京密云的亚洲最大口径天线。2013年“嫦娥三号”时,新建成的遥科学探测实验室实现在地面控制月球车的交互操作。最近的“嫦娥五号”任务中,建成国内首个“月球样品实验室”,专门用于“地外样品”存储、处理和分析。2020年“天问一号”任务中,实现4亿公里以外、来自火星的数据收集和处理。

探月工程始终以科学为引领,产出成果则不断拓展和加深人类对月球的认知。“特别是‘嫦娥五号’采样返回,对月球样品的研究能够帮助我们深入到月球演化历史中去了解它的年龄、物质组成、深部结构特性、太阳风化作用的过程等等问题。”李春来表示。

攻坚克难 留得难忘瞬间

创建我国月球与行星科学标准体系,填补我国月球与深空探测领域的空白,奠定我国月球和行星科学研究与应用的基石……从零开始,地面应用系统之“难”显而易见。

“面对困难,全靠大家一起拼。”首次火星探测任务地面应用系统副总设计师、国家天文台研究员苏彦告诉《中国科学报》。

在她的记忆中,最艰难的日子莫过于“嫦娥一号”发射之前。预料之外的新问题突如其来,任务时间节点让苏彦和同事们压力陡增。“我们天天往密云50米天线上爬,没有电梯,爬一次很累人。”她告诉《中国科学报》,“为了少下来上厕所,我们一天都不怎么喝水,就呆在狭小的空间里工作。”最终,他们如期解决问题,保证了“嫦娥一号”数据接收。

2007年11月21日,“嫦娥一号”第一次用高分辨率相机获取的图像将传回地面应用系统。“当时对讲机已经通知数据发送开始,但我所在的密云站迟迟没有画面,按理说密云站是数据到达地球的第一站,很快应该出来。”苏彦紧张得全身冒汗。无数个念头从她心中闪过:为什么没有收到数据?是哪个环节出了问题?

经过无比漫长的几分钟,数据一下子出现在大屏幕上,一张清晰的月面照片呈现在苏彦眼前,她才松了一口气。后来,他们通过仔细分析才了解到延迟源于星上对地天线方向改变的自然过程。

李春来经历的同一时刻给他留下了难以忘怀的回忆:“月面图像一帧一帧展现在眼前,这是‘嫦娥一号’第一次睁开‘眼睛’,我们第一次确确实实、近距离地看到月球表面的样子,我和同事们都留下热泪。”后来,他还跟随“嫦娥四号”踏上人类从未到达的月球背面、跟随“嫦娥五号”身临其境地“挖土”,一个个珍贵的瞬间让他历久弥新。

嫦娥四号月球背面下降轨迹重构和着陆点定位,研究团队建立了国际上首个月球背面的高精度位置基准(国家天文台供图)

组织协调 “月球样品实验室”建设则为地面应用系统副总师(嫦娥四号地面应用系统总师)、副总指挥、国家天文台研究员张洪波出了一道难题。“我也做过行政工作,对组织协调有一些经验,在队伍里相对年长一些,但我是学自动化的,对地学了解非常少。”张洪波告诉《中国科学报》。经过恶补地学知识,一开始连玄武岩、长石成分都不清楚的张洪波,最后也对月球样品有了初步认识。

等到“嫦娥五号”样品入驻,封装装置打开的那一瞬间给了他们又一个大惊喜。“那是2020年12月22日,我们按计划在真空室里打开密封罐,‘啪’地一声,感觉既是几十年奋斗的句号,也将是一个新的开始。”地面应用系统副总设计师(首次火星探测任务地面应用系统总师)、国家天文台研究员刘建军告诉《中国科学报》。

嫦娥五号月球样品的背散射电子图像和体视显微镜照片(国家天文台供图)

心怀梦想 耐得住寂寞

从“月光族”到“火星人”,团队收获了一个又一个的高光时刻。他们直言,如果把时间尺度放宽到20多年,坚守时的寂寞超乎外人想象。

刘建军从2002年起刚刚博士毕业就加入团队,从一线技术人员做起,先后担任探月二期、三期地面应用系统副总设计师,首次火星探测任务地面应用系统总设计师。“能够把个人成长融入国家发展的大时代中,我感到十分荣幸。”他说。

“记得2021年2月10日,大年二十九,大家都在忙着过年。”刘建军说。按计划,“天问一号”要在这天被火星捕获,进入环火轨道,完成奔火之旅的“惊险”一步。任务成功的喜悦让刘建军几乎忘记了春节的欢乐,干脆连除夕也在工作岗位上度过。“20年了,家人也习惯了,有任务时报告一声就行。”他说。

苏彦也因为工作忙不怎么“鸡娃”,但她对自己在工作和家庭之间的角色感到比较满意。她的观点是:“我专注于工作,是想用行动来告诉孩子,每个人要负责把自己的事情管好。”

“梦想”无疑是团队能够坚守二十年的精神之源。“做一些别人没有做过的事情,去探索一些别人没有探索的地方,我们团队一直有这样一个梦想。”张洪波表示。

最后,李春来寄语团队中的青年科研人员:“希望青年人继续心怀梦想,保持耐力,坚持不懈地努力,用原创性科学研究助力国家实现高水平科技自立自强。”

 
版权声明:凡本网注明“来源:中国科学报、科学网、科学新闻杂志”的所有作品,网站转载,请在正文上方注明来源和作者,且不得对内容作实质性改动;微信公众号、头条号等新媒体平台,转载请联系授权。邮箱:shouquan@stimes.cn。
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
相关新闻 相关论文

图片新闻
蛋白质凝胶有助于治疗1型糖尿病 第二次青藏科考浮空艇达9032米高空
新研究支持RNA-蛋白质是生命世界的起源 甘蓝型油菜练成“半冬性”技能
>>更多
 
一周新闻排行
 
编辑部推荐博文