12月20日,中国遥感卫星地面站(以下简称“地面站”)迎来了建设运行的39岁“生日”。三十余年间,它从京郊田野中矗立起的单一接收天线的地面站,成长为拥有五站组网、38部大口径天线、覆盖亚洲并初步具备全球数据获取能力的连接天地的对地观测枢纽设施。
这张恢弘网络背后,是一代代科研工作者“白手拓荒”的岁月。张建国退休前是中国科学院空天信息创新研究院研究员,长期深耕卫星遥感地面系统领域,曾以总设计师身份主持全国陆地观测卫星数据接收站网建设。作为与新中国同龄的建设者,他全程见证了早期地面站从创业到发展的每一步。
回忆过往,他说:“地面站的落成,是当年的高光时刻。我们这些人经历了我国遥感卫星地面系统的蹒跚起步,无论搞运行还是做研制,都尽心竭力,这是任务,更是责任。”
一份文件,改写中国遥感发展
故事的开端,起源于1979年1月《中美科技合作协定》签订,当中明确写道:在条件合适的情况下,中国拟购买一个美国地面站,能够接收美国宇航局在轨及后续陆地资源遥感卫星发来的地球资源信息。
此前,中国没有自己的遥感卫星地面站,所需数据受制于人,代价高昂且时效迟缓。
这是对中国遥感事业发展产生深远影响的历史性文件。这一年张建国30岁,开始参与地面站的筹备和建设。在此之前,中国科学院成立了空间科学技术中心,并以中国科学院自动化所原七室为基础,成立地面系统部。
地面站引进的过程并非一帆风顺。张建国回忆,当时我国正处于国民经济调整中,外汇非常有限,对引进的项目都要作多次反复论证,出于多方面考虑,一些专家对地面站引进和建设提出了反对意见。
张建国永远记得1979年夏天的一个傍晚,他在三里河的住宅院里遇到同事张良甫。“他肩背一卷又长又粗的相纸卷,里面卷着几张珍贵的美国陆地卫星拍摄的图像相片。那时国人见过卫星遥感图像的真不多。那几个月里,大家常常忙得通宵达旦,头发胡子都老长。我问他这么晚怎么还往外面跑,他扬手一指,高喊了声‘国家计委’,就急冲冲骑上自行车,消逝在夜色里。这个场景实在是印象太深刻了。”
论证、调研、技术准备、再论证,以及王大珩等专家先后数次率团远渡重洋,细致考察,最终,1981年6月,地面站引进项目得到批准;1982 年12月,与美国系统和应用科学公司(SASC)正式签订引进地面站的合同;1984年2月,由国务院常务会议确定中国科学院负责引进、建设和运行、管理地面站。
“小张,这是任务”
另一支队伍正跋涉于京郊与河北的山野之间,他们是1979年成立的地面站选址小组。选址小组历时一年半,迎着风沙,顶着严寒,冒着炎炎烈日,爬山涉水为国之重器寻觅落脚点。
1980年冬天,组长蔡君勇带队在顺义山区测试。汽车开不到山的最高处,几个人肩扛手抬,将一米见方的电子管微波接收机挪上山顶。进行24小时连续测试的晚上,狂风如刀,值班的赵军和杨巨平裹着军大衣仍瑟瑟发抖,只得挤在设备包装箱后面背风取暖。“天真是冷、风特别特别大!”“测一组数据,就得躲一会儿。”多年后忆起当时,赵军仍对那刺骨的冷记忆犹新。这一晚对于山下的同事也是不眠之夜,心急如焚想去换人,却在黑暗中找不到上山的路了!
最终,北京密云县金叵罗村东南确定为数据接收站站址。系统调度、数据处理存档与服务的“大脑”,则设在中关村地区。
1984年6月,密云站基建工程完成;1985年11月,天线系统吊装完成;12月,天线系统调试完成并首次接收记录到卫星数据;1986年5月,密云站投入试运行……从此,我国拥有了自己的地面数据源,中国遥感应用揭开全新的一页。1986年12月20日,地面站落成典礼隆重举行,国务院原副总理方毅、全国人大常委会原副委员长严济慈等出席了剪彩仪式。
地面站从零开始,建设方案、规划设计、技术培训……这是一项复杂的事。张建国用“白手拓荒”几个字描述这段历史。二十余人先后负笈海外,更多人则在国内,埋首于西颐宾馆临时隔间里成堆的外文资料中,如饥似渴地啃食知识。
张建国也曾是那个“想留下搞课题”的年轻人。1984年初,当课题组长戴自炘征询他出国培训意愿时,他犹豫了。不久后,他被当时的负责人王新民叫到办公室。“小张,”王新民神色严肃,“现在我不是征求你个人意见,而是分配给你工作任务。”
一句话,定下了方向。1984年底至1986年初,张建国在巴西空间研究院进行了系统学习。这段经历,为他日后主持设计我国首套独立研制的遥感卫星数据预处理系统,埋下了关键的种子。
地面站建成后,真正的考验在于日复一日的运行。面对引进的第一套系统,团队没有止步于“会用”,而是立志“吃透”,进而“优化”。
高密度磁带机(HDDR)是早期数据接收记录的关键设备,磁头昂贵并且寿命短暂。张建国介绍,每部HDDR价值超过20万美元,每个32道轨迹的磁头售价超过1000美元,规定使用寿命100小时。
“主管HDDR的杨祥福老师对此事上了心,掌握了磁头整形加工的精密手艺,硬是将使用寿命大幅延长,在为国家节约宝贵外汇的同时,保障了数据接收生命线的稳定。”张建国说。
照相处理室的周承宪,觉得在暗室里爬上爬下制作大幅相片效率太低,便自己设计改造了一个可升降的“龙门架”式放大机,巧妙解决了难题。他曾将Landsat卫星7个波段的数据组合变换,制成一幅幅五彩斑斓的我国西部影像,挂满了会议室的整面墙。“那种探索的劲儿,本身就是价值。”张建国说。
当年不敢想的事已经“领跑”全球
在早年的同事中,张建国印象最深刻的是负责图像输出处理系统的顾钰昌,直到他病逝多年后,美国工程师还称赞他“杰出、深刻、极不寻常”。他沉默寡言,将全部心力倾注于图像增强技术,废寝忘食是常态。地面站早期那些广受好评的卫星影像年历,多出自他手。
1990年末,罹患重病的顾钰昌已十分消瘦,他对前来探望的张建国平静地说:“该见的人都见了,我可以走了。”三日后,他与世长辞。“他是第一个离开的战友,”张建国声音低沉,“我们这一路,全靠这样一群有想法、能创新、甚至吵吵闹闹却始终互相支撑的队友,才走到了今天。”
从1986年至今,一个由五站组成、拥有38部大口径天线和十余条高速光纤通道的对地观测卫星数据接收站网已纵横祖国山河,实时覆盖全国乃至亚洲70%的陆地区域,规模与技术皆跻身世界前列。
让张建国感慨的是那些“当年不敢想”的突破。2024年,由地面站自主研制的500毫米口径激光通信地面系统在新疆建成,标志着我国卫星遥感数据接收星地激光通信业务化应用的开端,彻底改变仅依赖微波通信的单一局面。
“从密云站的第一根引进的天线,到第一根国产化天线,如今已实现五站组网。看到地面站和遥感应用翻天覆地的变化,我仍能感受到当年地面站人的激情。”张建国说。
“一代又一代,这就是薪火相传的力量,就是团队作战的力量。”张建国看着屏幕里传来的激光通信测试试验数据激动不已,“当年我们为引进的天线啃硬骨头时,哪敢想有一天能靠自己的激光系统突破新的发展瓶颈?现在年轻人把任务接过去,还做得这么扎实,比我们那时候跑得更快、走得更远,这就是我们最想看到的样子。”
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