文/胡月
宇宙苍穹,浩瀚星海,世间万物变化多端,奥妙无穷。这一切无时无刻不对整个人类充满着极大的诱惑。茵玛·马丁内斯:人类探索太空的历史不是数百年,更非始于20世纪。实际上,早在几千年前,当旧石器时期的人类开始探索周边环境时,他们就同时埋下了探索太空的种子。我们是一个探索的文明,探索刻在我们的DNA中,人类探索太空,最大的动力就是求知欲。在探索太空的同时,人类可以获得关于宇宙的知识;探索太空中的天体,可以帮助人类获得宇宙的资源。
访问澳大利亚霍巴特VLBI站
斯蒂芬·霍金曾说:“我认为人类无法在未来几千年中持续生存,除非我们散播到太空。”对于普通人来说,关注太空探索,不仅是在关注国家发展,同样是在关心人类命运。看似高尖端的太空探索,其实和我们每个人的生活息息相关,太空中不仅藏着宇宙的过去,也透露出地球的历史与未来。人类从仰望星空开始,就一直在探索太空,虽然太空无边无际,我们看到的一切都只是冰山一角,但是人类从没有停止探索的步伐。
今天的太空是合作的舞台,最有领导力和长远目光的国家都汇聚在此,中国也不例外。“嫦娥一号”“飞天”,每当数亿中国人为我国太空事业更进一步激动万分时,无数个幕后科研人员也总是最欣慰之时。其中,就有沉浸天文事业二十余载,来自上海天文台的舒逢春。
“飞天”之梦
梦想,能够产生不可估量的力量。500多年前的明朝,万户——一位试图飞出天外的幻想家,成为了人类第一位飞天的真正实践者。由于连年征战,诞生了“人类航天始祖”的中华民族,虽还未能成为现代航天事业的先驱。但是,“飞天”这个浪漫的民族梦想却不会就此中断,反而深深地植根在了中国人的灵魂深处。
1986年,是中国科技事业的重要转折点。对于中国科技界来说,这一年的春天,可能来得比哪年都早。因为在这年3月,邓小平批准了由4位著名科学家联名上报党中央的“国家高新技术发展建议”,也就是著名的“863计划”。“863计划”的出台,对中国开始载人航天探索起到了催化剂作用。中国,开始了向太空进军的新征程。
也就是在这一时期,国家兴起的科学热,把舒逢春也卷入了中国实现太空梦的浪潮中。高中毕业后,舒逢春决定报考天文学,后来他顺利考取南京大学天文系天体力学与天体测量专业。1992年,满怀对未来憧憬的舒逢春进入上海天文台,先后从事佘山VLBI站的实测工作,测地VLBI数据分析和测地空间VLBI研究。1999年开始主要从事射电干涉测量方法研究和VLBI相关处理机的研制,这一待就是二十多年。
西班牙科学家茵玛·马丁内斯说:“那些决定进入太空行业的企业都具有创业精神、非常勇敢且极有远见。他们知道这是一项长期的事业,而比赛才刚刚开始。他们需要巨大的创新能力,才能成为未来的领导者。要在这个领域工作,你必须有足够的决心、才能和激情。这是一个要求很高的行业,它正在为21世纪和以后的人类文明立下路标,只有最优秀的人才能在这个行业里创造价值,把握商机。这是一种荣誉,是对我前面提到的许多品质的认可。社会必须培养卓越的人才、创造力、团队精神、合作心态和对日常工作的热情。共同为人类的进步和发展而努力——这刻在所有航天工业从业者的DNA里。”舒逢春就是这样的一个天文领域的佼佼者。
上个世纪90年代初,改革开放的浪潮带来了无数的机遇。人们纷纷选择下海经商或是出国发展,科研领域的研究经费严重不足。即使如此,舒逢春面对如此窘境,却依然选择在天文领域坚持下去。在那段缺少科研经费的窘困时光中,舒逢春没有荒废时光,反而继续认真学习基本专业知识,为之后的科研研究做准备。就这样,时间来到了1999年,中科院启动了“知识创新工程”,科研经费不再捉襟见肘,终于迎来了春天。也就是在这一年,舒逢春开始主要从事射电干涉测量方法研究和VLBI相关处理机的研制。
舒逢春不仅潜心科研,也重视传道授业解惑。舒逢春有着属于自己的一套培养人才的方法。首先,舒逢春会让学生熟悉学科的不同方面,然后再根据他们的兴趣爱好和潜力来选择课题研究重点。对博士生,舒逢春的要求更是严格,他会要求他们毕业以后至少在某一研究点上达到国内最高水平,唯有这样才能在行业中站住脚,真正地做到科学的传承与创新。
获授IVS主席颁发的嘉许状
“奔月问天”
1999年,舒逢春投身射电干涉测量方法研究和VLBI相关处理机的研制。之后,舒逢春在嫦娥一号卫星任务测控系统VLBI测轨分系统中担任“相关处理机子系统”副主任设计师,在嫦娥二号卫星任务测控系统VLBI测轨分系统中担任“数据处理与运行管理子系统”主任设计师,参与准实时相关处理机的研制,负责卫星动态观测纲要软件的研制和数字基带转换器的条纹测试。
VLBI全称为“Very Long Baseline ﻪInterferometry”,即“甚长基线干涉测量”,是一种用于射电天文学中的天文干涉测量方法。它允许用多个天文望远镜同时观测一个天体,模拟一个大小相当于望远镜之间最大间隔距离的巨型望远镜的观测效果。中国科学院的VLBI网是测轨系统的一个分系统,它由北京、上海、昆明和乌鲁木齐的四个望远镜以及位于上海天文台的数据处理中心组成。这样一个网所构成的望远镜分辨率相当于口径为3000多公里的巨大的综合望远镜,测角精度可以达到百分之几角秒,甚至更高。
VLBI测轨分系统的具体任务是获得卫星的VLBI测量数据,包括时延、延迟率和卫星的角位置,并参与轨道的确定和预报。例如完成卫星在地月转移轨道段、月球捕获轨道段以及环月轨道段的准实时测轨任务,还要参加上述轨道段的精密轨道确定和预报。
时间来到2007年10月24日,嫦娥一号绕月探测卫星在西昌卫星发射中心发射成功。“嫦娥奔月”,这个千古流传的神话成为现实。VLBI测轨分系统从2007年10月27日起,即卫星24小时的调相轨道段的第一天正式实施对嫦娥一号卫星的测量任务,先后完成了24小时、48小时调相轨道、地月转移轨道段、月球捕获轨道段和环月轨道段的的测量任务。VLBI分系统的各测站和数据处理中心设备工作正常,VLBI测量数据及时传输到北京的航天飞控中心,数据质量满足工程的要求,特别是短弧定轨精度超出预期。
在嫦娥一号测轨任务中,舒逢春主要负责观测纲要的编制、相关处理机模型的生成和观测数据质量评估,面对繁重的任务和严苛的要求,他依旧乐观:“也比较有乐趣,因为在很多方面都有创新、突破”。嫦娥一号进入环月使命轨道后,从38万公里外成功传回第一张月面图片。全国上下一片欢腾,舒逢春也同样为此感到自豪。
随着嫦娥一号探月工程的顺利结束,舒逢春也有更多的机会,可以独立承担重要任务。2007年,我国启动了重大基础设施建设项目——中国大陆构造环境监测网络,简称陆态网络,以GPS为主,激光测距和VLBI技术作为辅助手段开展空间大地测量。在这一重大项目中,舒逢春负责测地VLBI相关处理系统的研制和测地VLBI观测实验的组织实施,首次实现了我国测地VLBI观测站网的常态化运行,并推动上海天文台成为国际测地与天体测量VLBI服务(IVS)组织的相关处理中心之一,产出的测地数据产品在国际天球参考架与国际地球参考架的构建、深空探测器的VLBI测定轨和天体测量等方面发挥了重要作用。
自2020年7月23日天问一号探测器发射开始,我国VLBI网全程参加探测器的跟踪测量和定轨定位。为了满足天问一号高精度测定轨要求,截至2021年6月,共累计完成约200次VLBI观测。舒逢春与其他科研人员一道,参加了对天问一号VLBI测轨分系统的技术升级改造、VLBI测定轨关键技术的攻关和VLBI测定轨实施期间的日常操作。同时,舒逢春也将目光投注到了“黄道带”上。从地球上看,人类发射的行星际探测器,不管探测哪颗行星都位于黄道带里。而要用VLBI跟踪测量这些探测器就需要利用它附近的参考射电源进行标校,因此参考射电源是开展高精度VLBI测量的基础,舒逢春接下来的研究目标就是要找出更多的黄道带参考射电源。
“明月几时有,把酒问青天”,明时那个圆月高悬的秋夜,当苏轼把酒问天时,是否会想到,900多年之后的今天,中华民族实现了一次又一次的飞天之梦。
