刘庆会 从村庄到火星:第十章 上海天文台之飞向火星(精品)

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从村庄到火星(第十章、刘庆会)

以轻松幽默的风格,自述了一位农村娃,成长为科技工作者,参加嫦娥探月和天问探火,并做出一点贡献的故事。六十年的人生阅历,凝聚成了17万字。另外,以诗歌或散文,介绍工作科研、科学普及、差旅见闻、风花雪月、杂感等等。

10  上海天文台之飞向火星(2015年6月-2021年6月

自打2015年起,我这小日子过得更加“充实”。除了伺候好咱们的天马望远镜,还得在嫦娥四号、嫦娥五号、天问一号的VLBI测轨任务里忙活。为此,我还申请到了自己的第四个和第五个自然科学基金面上项目,即月球背面着陆器测定位和多探测器巡航段测定轨技术,以及深空探测高精度VLBI测定轨技术研究。在这三个项目中,真正的主角戏份,还得数我国首次火星探测天问一号的VLBI测定轨任务,我“压力山大地被任命为VLBI分系统的总设计师。

为啥说“压力山大”?你想啊,月球探测器最远也就溜达到38万千米外的月球,可这回是去火星!好家伙,距离直接放大了一千多倍,最远能到4亿千米!这意味着啥?VLBI干的是导航的活,测的是时延(相当于角度)。距离远了1000倍?得,同样的VLBI时延测量误差,换算到探测器的位置上,那误差就得膨胀1000倍!这绝对是教科书级别的“失之毫厘,谬以千里”。作为VLBI总师,感觉脑袋上悬着的不是探测器,而是整个火星!于是乎,我天天挖空心思,就差薅头发了,就琢磨一件事:怎么把这活儿干得万无一失?

对付这遥远距离带来的麻烦,光靠意念可不行,得给咱的老伙计们来次“集体整容+技能拉练”。核心目标就是:提高VLBI测量精度和搞定火星探测器轨道计算。

这涉及上海VLBI中心和分布四方的测站兄弟们(北京密云、云南昆明、上海天马、乌鲁木齐南山)。升级清单列出来,可谓琳琅满目。

测站装备焕新:前置型多比特数据采集终端、基准信号锁相传输系统、水汽辐射计、致冷接收机、氢原子钟、GNSS接收机等等。

中心大脑升级:VLBI数据处理系统更强大,大气和电离层时延改正软件更智能,还得专门研发火星环绕器定轨软件和火星车定位软件。

为了把VLBI精度逼到极限,我们祭出了一套组合拳:

给上海和乌鲁木齐测站换上新的致冷接收机(噪声温度低至15K),收信号那叫一个灵敏,连天问一号的“悄悄话”和标校射电源的“背景声”都听得真真儿的。

四个测站的变频、标校系统统统更新!连馈源舱到观测室那长长的电缆也换了新装。从此告别信号“抽风”和偶尔的“相位蹦迪”,系统的稳定性那是杠杠的。

把数据采集终端直接塞进射电望远镜的馈源舱里!信号在低温放大、变频后立刻就地“数字化”。以前模拟信号要走几百米中频电缆才被采集,现在只需走几米!长电缆那点“温度敏感症”、“应力变形症”、“扭扭捏捏症”全没了,相位想不稳都难!

研发基准信号锁相传输系统,用闭环锁相控温自动补偿!把观测室里氢原子钟这根定海神针发出的信号,稳稳当当、原汁原味地“快递”到馈源舱,给那里的接收机和数据终端用。

北京密云和乌鲁木齐喜提新氢钟!时频系统的线缆也换成更“稳重”的。时间频率基准稳住了,一切测量才有根基。

四个测站都装上新型GNSS接收机,能同时接收GPS、GLONASS、Galileo和咱们自豪的北斗四大导航系统的信号。大气和电离层这个“捣乱鬼”的路径时延,测得更准了!

每个测站新配水汽辐射计,把天顶方向的大气湿时延测准到优于15毫米!再配上大气和电离层解算软件的升级版,用了更好的大气映射函数模型、先进的大气时延预报模型,还有每小时更新的电离层球谐函数模型,修正精度蹭蹭往上涨。

研发出火星探测专用VLBI软件。每个通道的记录带宽从探月时的2MHz提高到8MHz,标校射电源的测量精度直接翻倍!探测器信号处理的FFT点数从探月时的1024狂飙到8192,天问一号那微弱的信号在“噪音海洋”里瞬间变得“鹤立鸡群”,信噪比大幅提升。积分时间也从5秒延长到30秒,接收系统自身热噪声的影响被压低了2.4倍,能更耐心地听清火星探测器的心跳。

天问一号环绕器自带大口径定向天线发射VLBI需要的DOR信号和测速测距信号,大大减少了探测器自身的多路径干扰,信号相位倍儿稳定,VLBI和测距测速精度自然水涨船高。

这一套“组合拳”打下来,天问一号VLBI的测量精度和最终的定轨精度,那可不是提高一点半点,是质的飞跃!

方案有了,得让大领导和专家们点头。汇报评审之路,那是相当“精彩纷呈”。

每次汇报都使出浑身解数解释为啥要搞这么多升级(毕竟都是真金白银啊!)。有时说得太投入,唾沫横飞,就被北京某位大领导当场点评:“这家伙说话有点半吊。” 还有次想“越级”直接找大领导汇报,被人家委婉地挡了回来:“你这和我之间差了两级呢,找你的直接上级汇报,他再给我汇报。” 咳,咱这基层科技民工,心是火热的,流程还得慢慢走。

当然,也有偷偷“解气”的时候。记得有次评审会,西部边陲一个测站申请建个洁净水供应站(想想那地方,风沙大、水质差)。有位评审专家觉得这跟深空探测“不沾边”,建议砍掉。结果,人家测站来参会的一位女同志“噌”的一下站起来,高声驳斥道:“各位专家!您在大都市喝着纯净水,完全体会不到野外的困难!您去过我们那儿吗?您喝过那又苦又咸能齁死人的水吗?您见过我们被风沙吹得像难民,想洗把脸都犯愁的样子吗?没有干净水,人都熬不住了,还谈什么保证任务完成?!”这番话,那叫一个荡气回肠!我当时真想站起来鼓掌叫好,但转念一想,下一个就轮到评审我们那46台套的项目清单了……为了不给团队挖坑,我只好硬生生把掌声憋回去,在心里疯狂打call:“说得好!怼他们!”场面一度十分安静且尴尬。结局嘛…据说后来还是给批了。

好在我们的项目评审结果还不错,专家们总算理解并认可了这46台套软硬件的研发升级大单。于是乎,我们几十号人的“科研民工”天团,就热火朝天地投入了这场“装备升级大作战”,为了探测火星,拼了!

天问一号的准备工作漫长着呢,这期间我们也没闲着。先说说嫦娥四号VLBI测定轨的事。

嫦娥四号可是全球首次登陆月球背面!技术难度爆表。为啥?月球背面它“害羞”,躲着地球看不见!所以得先发射“鹊桥”中继星去架桥。2018年5月,“鹊桥”上天,最终飞到地月拉格朗日L2点(距离地球45万千米的地月连线上)这个黄金中介位——既能看见月背,又能看见地球。

“鹊桥”带了个直径4.2米的大天线,这可是生命线!它上天后性能咋样?指得准不准?得在轨测试。我们想了个妙招:让“鹊桥”的大天线对准天马望远镜,然后上下左右“扭一扭”(摆动),咱们上海天马望远镜负责接收它发的信号。通过分析接收信号的强弱变化,再结合卫星的姿态信息,就能算出“鹊桥”的大天线到底指得有多准!最终结果牛大了——指向误差小于0.01度!完美。

为了测量“鹊桥”的大天线的指向,就会跟卫星厂家打交道,中间还有个小插曲。他们总爱说“给你们下任务书”,让我们干啥干啥。我一开始老纳闷:“哎,你们又不是我们的上级领导,凭啥老给我们‘下任务书’啊?签合同才是正理吧?”后来才知道,在航天系统里,总体单位给下面配套单位“下任务书”是常规操作,算是启动工作的“尚方宝剑”。这跟我们中国科学院的文化不太一样,也算涨知识了。

2018年12月8日,嫦娥四号华丽升空,并于2019年1月3日成功着陆月背,轰动世界。听起来顺风顺水?其实背后惊心动魄!

发射后在北京中心开的第一次飞控会,气氛就降到冰点。我作为VLBI测轨分系统的联络员,正好在场。工程师上来就扔了个“深水炸弹”:嫦娥四号一个燃料阀门没关严!导致准备用于变轨的十多公斤宝贵燃料,直接泄露到太空里去了!遥测数据和多普勒变化都铁证如山。虽然紧急关了阀门,但泄出去的燃料,就像泼出去的水,再也回不来了!会场死一般寂静……就在这紧急时刻,一位后来荣获共和国勋章的老院士,堪称真正的定海神针,声音沉稳有力,一锤定音:“我们要开短会!不要争论!时间留给工程师优化方案!嫦娥四号落月的目标,必能达成!”原来,卫星总体和测控团队已经在电光火石间拿出了新方案:取消所有非必要的中途修正(燃料能省一点是一点),改变近月制动策略,从大椭圆轨道慢慢过渡到小椭圆轨道,最终进入高度100千米圆轨道。这样既能最大限度省出燃料,又能确保安全着陆目标。

后续几次会议不断优化方案。我们VLBI测定轨也使出吃奶的劲儿,力求测出最精准的轨道数据,为控制提供最可靠的依据。平时很少露面的控制阀门研制厂家,一下子成了全场焦点。他们一边在地面疯狂做实验,揪出阀门为啥会开的“元凶”,一边给出紧急状态下的阀门使用新建议。在所有人玩命般的共同努力下,2019年1月3日,嫦娥四号终于稳稳地落在了月球背面神秘的艾特肯盆地!那一刻的激动,难以言表!

2019年2月20日,人民大会堂三楼金色大厅,党和国家领导人亲切接见嫦娥四号参试人员代表。我作为一名普通的科研工作者,能躬逢其盛,内心无比自豪。能用一点微薄的知识和技能为国家深空探测添砖加瓦,真是人生一大幸事!我作为基层党支部书记和台党委委员,更有幸近距离见到了党中央的各位常委。我们支部那句响亮的口号——“党旗飘扬在嫦娥和火星探测器的轨道上”——可不是空话。支部建在实验室,党建工作促科研,放飞梦想,再创辉煌,为国添彩,为民添乐,为支部增光!那也是我第一次走进人民大会堂三楼金色大厅,那金碧辉煌的庄严与荣耀,确实震撼人心。领导们高度肯定了嫦娥探月的巨大成功,这不仅圆了中国人的探月梦,更是开启了人类探索月球背面的新篇章!

嫦娥四号在月亮上溜达得正欢呢,咱地面上也没闲着。首次火星探测天问一号的VLBI测定轨任务,各种准备工作正热火朝天地搞起来。好家伙,46套设备的研发齐头并进,背后的同事们忙得脚打后脑勺,那场面,堪称“设备界的春运”。

设备采购这块儿,价格高的都得招标,比如制冷接收机、终端啥的,过程挺丝滑。唯独到了水汽辐射计这儿,嘿,剧本就有点跑偏了。水汽辐射计长得像个迷你射电望远镜,专门盯着天空的量温,在多个频道(比如22GHz和32GHz)上忙活,就为了算算大气里“水蒸气”藏了多少货,以及它捣乱引起的电波延迟,好让VLBI的测量精度更上一层楼。

招标公告一发,除了中国电科22所这种行业巨无霸按惯例捧场,嘿,还蹦出来个“小而美”的公司——总共就仨人!不仅来了,还把价码压得比“双十一”尾款还低,得分居然还挺高。我这好奇心起来了,把他的标书翻了个底儿掉(100多页呢!),结果越看越像侦探小说——好家伙,破绽比饺子馅儿还多!

他们口口声声说设备在上海生产测试,可软件界面上明晃晃写着“青岛”!更要命的是,测试地点的经纬度坐标,精准定位到了中国电科22所青岛产业园,这抄作业连名字都懒得改啊?真相大白:这哪是研发,分明是拷贝了22所的资料!这要是真让他们中了标……祖宗!指望他们造设备?我看是等着造孽吧!想想后背都发凉。

研发这活儿,光敲代码焊电路可不够,还得各种实操演习。比如卫星设备和VLBI设备能不能对上“暗号”(接口匹配),就得真刀真枪地试。这不,我们刚在上海天马和密云测站搞完“热身赛”,下一站就直奔乌鲁木齐南山,找那26米射电望远镜“实战演练”去了。为啥选南山?大城市干扰太多,信号比菜市场还吵,乌鲁木齐这片“净土”堪称无线对接的“桃花源”。

到了才发现,这“桃花源”正赶上鹅毛大雪的冬季。为了做关键的无线对接实验,我们顶风冒雪,开车冲向了直线距离就2千米远的对面山头——嗯,哈萨克族同胞的家。千万别被“直线”忽悠了!两个山头深情对视,中间隔着一道深情的山谷。我们的路线是先下山“谷底游”,再吭哧吭哧爬上去。虽然山路还是土路,好在路基扎实,就是有点“原生态”。

好不容易颠簸了半个小时(直线2千米,开车半小时,这山路是懂“绕远”的),终于爬上了哈萨克人家的山头。对面的26米大锅(射电望远镜)在风雪中若隐若现,仙气飘飘是有了,就是给无线对接实验额外附加了“地狱难度”滤镜。好在咱们合作的同志个个身怀绝技,硬是在这“漫天飞雪特效”里,把实验做得漂漂亮亮。不过,南山测站的几位兄弟是真不容易,从准备到结束撤收,在户外风雪里硬扛了5个多小时!这份敬业,让人肃然起敬。所以说啊,大项目的成功,幕后英雄多着呢,比电视上露脸那几位多得去了!

实验完了等车的空档,我们被热情地邀请进了哈萨克老大爷的家。老大爷七十多岁,瘦瘦小小,脸上写满了岁月的沧桑。我们做实验的山头,敢情就在他家院子兼牧场里!看他家养着几十头牛,活脱脱的“牧场大亨”,还一口气盖了四座新房,堪称“山头开发一级承包商”。最新最大那间空着呢,透过窗户瞅瞅,里面就一个光秃秃的大炕,空旷得能听到回声。外面冻得够呛,老大爷赶紧招呼我们进他们住的老屋暖和暖和。炭火炉子把大炕烘得贼热乎,瞬间幸福感爆棚。不过屋里是真朴素,除了炉子、炕,就墙角一床叠好的被子,简朴得让人心疼。

炕上还坐着个人,看着三十多,短发,自个儿对着窗外傻乐呵,嘴里还念念有词。我试着打招呼“你好?”,人家压根儿没理我,沉浸在自己的世界里。我有点懵,悄悄退了出来。南山测站的同志们倒是淡定自若,围着炕沿烤火。后来才听说,老大爷有两个女儿,好像精神都不太好,炕上那位就是其中之一。唉,生活不易。但老大爷那份淳朴善良、热情厚道,隔着风雪都能暖到心窝里。而且您猜怎么着?嫦娥一号到五号,以及火星探测,南山测站所有的无线对接实验,都是借人家老大爷牧场这块“宝地”完成的!这位哈萨克老大爷默默无闻,却也是咱国家探月和深空探测事业的“编外功臣”啊!

我们正铆足了劲准备天问一号的VLBI测定轨,半路杀出个程咬金——新冠疫情!瞬间,活动范围缩水到“卧室-客厅-厨房”三点一线。家里囤的蔬菜告罄,饮用水见底,逼不得已才全副武装“出关”。一上街,嚯!往日熙熙攘攘的大上海,静得像按了静音键,空荡得能拍鬼片。这还只是远离前线的上海,想想风暴中心的武汉,那滋味儿…… 这场疫情,教训多得能写本书,但顶顶重要的,大概是让我们认清了自己在大自然面前的渺小和脆弱。敬畏自然,别手欠去招惹那些病毒“祖宗”!每个人都有自己的阵地要守,有些岗位更是关键中的关键。守土有责,时刻得支棱着!要是实在觉着自己这“隘口”把不住?痛快让贤,让更有能耐、有担当、心肠好的能人上!这才是正经道理。

疫情再猛,天问一号的任务也不能掉链子。为了火星探测器的试观测任务,有一天,我一大早就摸到了天马望远镜园区。值班的同事们,个个捂得严严实实,只露俩眼睛滴溜转,进门前都得乖乖测体温、填登记表,那谨慎劲儿,跟特工接头似的。

天马园区里冷冷清清,大部分同事还在家里“云办公”,学生们也没返校,食堂更是没了往日的喧闹。买了盒饭?赶紧撤!回自己地盘儿吃才安心。有同事更绝,一碗泡面搞定,堪称“效率先锋”。

想想还能吃着饭,还能观测火星探测器,已经是老天爷赏饭吃了。想想那些再也看不到2020年春天的2700多位同胞,想想才29岁就献出生命的夏思思、彭银华这些白衣天使……这份沉重,让人痛心又惋惜。

为了支援抗疫,我们上海天文台也组织了募捐。最让我破防的,是一位退休老前辈——陈老师。 老人家2009年就退休了,退休金估摸着也就几千块一个月。她老人家一出手,就是10万大洋!这差不多是她老人家一年的退休金啊!对这份沉甸甸的大爱和无私,敬佩之情如滔滔江水……

因为天问一号定在2020年7月发射,我们得对天马65米、密云50米、昆明40米、乌鲁木齐26米射电望远镜进行设备升级大改造。等2020年4月疫情刚一松口儿,我们团队那群生龙活虎的年轻人,立刻像出笼的小老虎,兵分几路奔向各测站安装设备去了。

“氢钟特攻队”(小李、小寿等):直奔乌鲁木齐南山。那时候疫情刚缓口气,大家心里都提着。氢钟可是VLBI的“心跳起搏器”,没它绝对玩不转!氢钟的精度高到啥程度?算下来几千万年才差一秒!比我家那丢三落四的挂钟靠谱多了! 这宝贝可是咱上海天文台从六十年代就开始捣鼓的“传家宝”,科研前辈们还受过周总理接见呢!

“极地探险组”(仲研、张工、小许、小苟等):负责伺候致冷接收机。内部温度低到零下260度!比哈尔滨冬天还“硬核”!得靠抽真空加上液氦循环才能达成这“冰封王座”。为啥要这么冷?简单说,就是让设备自己“冷静”下来,减少乱发热(辐射),这样才能在茫茫宇宙信号里,精准揪出几亿千米外的火星探测器和几十亿光年外的射电源那点微弱的信号。

“数字搬运工”(朱研、吴高工、小曲、小李等):安装数据采集终端。这设备就是把接收到的模拟信号变成计算机能懂的数字信号。以前这设备都养在恒温恒湿的观测室,这次我们把它“发配”到了望远镜的馈源舱里,让它跟着天线一起“摇摆”!好处是信号能更快数字化,测量精度自然就上去了。

“信号快递员”(王研、江高工、虞工等):负责基准信号传输系统。这套系统自带“纠错大师”属性,能稳定地把观测室氢钟的精准信号,“快递”到晃悠的馈源舱里,给那儿的接收机和采集终端享用。也是为了提高精度想出来的妙招。

“大脑程序员”(赵研、蒋高工等):负责各种软件的安装和测试。望远镜性能测试、设备控制、观测计划、指哪打哪……全靠这套“大脑”指挥。赵研他们写的望远镜软件,据说代码行数比我的头发还多,看得人眼花缭乱。

“水汽追踪者和北斗达人”(宋研、周副研、江高工、大陆等):负责安装水汽辐射计和GNSS接收机。为啥不叫GPS了?因为咱自家“北斗”出息了,强大了!正好用来测量大气和电离层延迟。还有一套调度系统也基本装好了(大王负责的),堪称任务管理的“总导演”。

这群棒小伙和姑娘们,愣是在疫情的阴影里,毅然决然地踏上了征程。他们不负众望,加班加点,和天马、乌鲁木齐、昆明、密云测站的朋友们并肩作战,埋头苦干、精益求精,默默地为火星探测VLBI测定轨添砖加瓦。这份担当,怎一个“服”字了得!

为了确保天问一号VLBI测定轨万无一失,我们对天马望远镜来了次全面“大保健”。作为天马望远镜和火星VLBI测轨的“监护人”,我脑子里就像装了个复读机,天天念叨:活儿必须干漂亮,千万不能在全国人民面前掉链子!

天马望远镜的维修维保在多个工位同时进行。天线的第一层,防雷公司的师傅们在更新防雷模块。天马望远镜身高70米,又杵在空旷地儿,简直是“引雷针”。虽然它为科学事业发光发热,但偶尔也免不了被老天爷“劈头盖脸”一下。这时候,防雷模块就英勇地牺牲自己,保护大家。每年都得换一批“烈士”。这次升级的目标是能实时发现“阵亡”模块,好及时补位,提高防御力。

天线的二层:这里堆着设备、钢板,还有两个巨大的千吨顶,支撑着望远镜的俯仰大齿轮和那口标志性的大锅。最近俯仰轴有点“吱扭扭”抗议,我们直接用4个千吨顶把它顶起来,来个彻底“大修”。这操作,像给巨人做个精准的关节置换手术。

天线的第三层:工人师傅们真是豁出去了!有的踩在高高的脚手架上焊端盖,有的钻进狭窄黑暗的框架横梁内部焊轴头。天热得像蒸笼,汗流得像瀑布,空间窄得转个身都难,还得保持别扭的姿势。

天线的第四层:师傅们正在铺设又长又重的电缆,准备放进电缆沟,再爬到望远镜上面去。那成捆的电缆,重得让人龇牙咧嘴,肌肉都要唱《征服》了。

天线的第五楼:几位师傅在整理升级配电箱。天马望远镜建成后,设备越来越多,像个胃口越来越大的孩子,原来的配电系统不够用了。这次升级,重点是把所有设备都接入不间断电源(UPS),确保就算突然停电,咱也能继续观测。

馈源舱顶:工程师和工人师傅在精心伺候那个一米多高的馈源喇叭。里面布满了又密又细又深的螺纹,清理起来那叫一个麻烦。要是不仔细,留下点铝屑或小垃圾,那就坏事了!馈源喇叭最底下的微波窗口,就像望远镜的“视网膜”,必须保持绝对的干燥清洁!否则接收效果就会像我们眼睛进了沙子——糊了!

锅面上,往下瞅,几位工人师傅正忙着安装加速度传感器。把这玩意儿安在天线上,就能实时监测天线的“哆嗦”(振动)和“变形”,研究风对面型精度和指向精度的影响或者天线本身的轻微晃动。要知道,这口大锅对面型精度的要求达到0.3毫米,对指向精度的要求3角秒,一点风吹草动都得盯着。

观测室内,年轻的同事们也没闲着,他们在整理配电系统和升级监视系统,打算多装几块屏幕,好让望远镜的“犄角旮旯”都在眼皮子底下,一目了然。整理配电箱和线路更是关键,为的就是任务执行时,稳如泰山!

火星探测、探月工程、星辰大海……这些词听起来多浪漫,多高大上啊,仿佛自带光环。可真的干起活儿来,全是螺丝钉、电缆线、调试、维修、风雪、熬夜……既琐碎又辛苦,有时还带着点无奈。也许,这就是生活的真相?心里装着诗和远方,脚下踩着尘土和泥泞。但正是这些琐碎和汗水,一点点垒砌起了通向星辰的阶梯。

测站是“眼睛”,负责死死盯着“天问一号”和一些标校射电源,VLBI中心呢?就是最强大脑,负责把“眼睛”看到的东西揉碎了、掰开了分析。为了让这个“大脑”高速运转,VLBI中心为天问一号任务配备了整整13员软件大将 ,它们各司其职配合得那叫一个天衣无缝。

1.观测纲要:这位是管家。它负责提前规划好:几点几分,测站的“大锅”该望向何方、看谁(“天问一号”还是“射电源”)。它不光管“看”,还管后续“算”,比如预测VLBI的核心观测量——时延 (简单说,就是探测器的信号跑到两个测站,时间上差多少?比如差了1毫秒)。神奇的是,这1毫秒里的0.9999毫秒,这位管家基本都能猜个八九不离十,后面兄弟们的任务,就是揪出那剩下的“0.0001毫秒”!负责人舒研,人如其职,安排得明明白白,性格更是和风细雨,稳得很。

2.数据传输:这位是数据快递员。它的活儿听起来简单:把四个测站得到的海量数据,火速、安全地快递到上海VLBI中心。为了保证不掉链子(掉链子可就误大事了!),我们一般租两条高速专线,一主一备,双保险!当然,这专线价格嘛,“壕”得能让家用宽带泪流满面。负责人陈研,不仅管着数据飞驰的“信息高速公路”,还掌管着中心满满一屋子的计算机和网络设备,往那一站,那叫一个“服务器阵列守护神”,威风凛凛!

3.软件处理机和4.硬件处理机:这两位是VLBI的核心处理器,相当于“大脑皮层”。它们拿到快递员送来的数据,就开始干一件非常高大上的活儿:相关处理和积分处理。每秒128Mbps的数据洪流,到它们这里能被压缩百倍!它们还掌握一项绝活叫“条纹检索”:万一探测器偷偷溜出预测轨道,它们能自己摸索着把它“揪”回来!软件处理机原来由郑研坐镇,现在是巾帼不让须眉的张研接手。硬件处理机则是徐高工的地盘。都是处理数据、降维打击的“狠角色”!

5.后处理和6.相时延处理:这两位是精算师。前面的处理器忙活完,数据就交到它们手上进行“精加工”。在这里,VLBI最核心的观测量——时延和时延率 就呱呱坠地了!时延,通常是利用不同频率信号之间的相位差算出来的(群时延);时延率,就是时延的变化快慢,由载波信号相位的“步伐”推算。注意!这里算出来的时延,就是前面“管家”留下的那“0.0001毫秒”的残余量,跟预测值一加,完美!后处理由王研掌舵,相时延处理则由郑高工负责(想当年,我也曾负责过这个软件)。

7.介质时延改正:这位是环境校正师。地球的中性大气和电离层可没闲着,它们会扭曲无线电信号,引入额外的“信号迟到”。虽然我们通过交替观测射电源和探测器,已经“差分”掉了大部分影响,但总有“漏网之鱼”。这位校正师就厉害啦,它能利用全球卫星导航系统(GNSS)、气象数据、水汽辐射计等高科技手段,精确估算出大气和电离层到底“拖延”了多久,然后把这部分“迟到”精确扣除,确保最终时延精度达到令人发指的级别(比如0.1纳秒!)。负责人是巾帼不让须眉的宋研和周高工,干起活儿来雷厉风行,误差休想逃出她们的手掌心!

8.定轨和9.定位:这两位是终极导航官!它们终于要用到前面所有兄弟辛苦算出来的VLBI数据,再结合北京发来的测速和测距数据,给天问一号精确算卦:此时此刻,探测器到底飞到哪儿了?速度几何?方向指向哪?这可是VLBI系统的终极目标——为探测器保驾护航!定轨由黄研和巾帼英雄李副研领衔,定位则由巾帼英雄郭副研担纲。他们都是天体力学和天体测量的大牛,手稿上经常一个公式就能写满一大页纸,数学不好的人看一眼就发懵。

10.运行管理:这位是系统大管家兼通信兵。除了管理和监控上面所有软件“员工”的健康状况,它的核心任务是把我们算好的VLBI测量结果,秒速送到北京中心!从观测开始到结果送达北京,整个流程必须在一分钟内搞定!环环相扣,谁都不能“掉线”,压力山大!负责人王高工,人如其职,高高大大,一看就能hold住全场。

11.数据仿真:这位是预言家。在探测器还没发射升空时,它就能掐指一算,仿真模拟出探测器的各种信号,供其他软件兄弟提前测试演练。负责人童高工,数学科班出身,玩起数据模拟来,那叫一个炉火纯青。

12.频率测量:这位是信号哨兵。它能快速扫描各个测站接收信号的频率,确保一切正常。一旦哪个测站的信号“跑调”了,它能第一时间报警,让维护人员火速处理。别小看它,这些频率数据还能用来研究火星大气、电离层甚至太阳等离子体的特性!负责人是巾帼马高工,眼神犀利,明察秋毫。

13.台站监管:这位是远程监工。它把遍布全国的四个测站的各种实时状态信息(比如氢原子钟走得准不准啦,天线指的方向对不对啦)统统汇集到上海VLBI中心,让中心人员足不出户就能对千里之外的“眼睛”了如指掌。负责人是女中豪杰王高工。

除了这些“软件大将”,VLBI中心还有两个灵魂岗位:

调度岗:通常由青春靓丽、声音甜美的女同事担任。观测时,她们精神饱满,声如清泉:“VLBI观测正常!数据处理正常!”——这声音简直是熬夜奋战者的提神剂!

指挥岗:通常由我们几个经验丰富的“老家伙”坐镇。口头禅通常是:“嗯,今天干得不错!”,意识是“明晚继续加油!”。

经过无数次严苛测试的洗礼,这13位软件大将及其背后的责任人、团队,早已磨刀霍霍,与四测站的战友们一起,严阵以待。我们的使命就一个:为天问一号的星际穿越,提供最精准的“宇宙导航”!

为了给天问一号VLBI测定轨任务做最后的冲刺,我把办公室的沙发睡成了“第二张床”,半年几乎没着家。奈何我这“老革命”身体不争气,高血压、糖尿病缠身十多年,药罐子不离手(比如降糖的二甲双胍和格列美脲)。但这药劲儿有时拿捏不好,就容易从高糖战场滑向低糖火坑。

记得某天凌晨三点多,硬生生被折腾醒,迷迷糊糊去卫生间放水。回来刚躺下,坏了!五个“低糖恶魔”同时降临:心慌气短、冷汗涔涔、头晕眼花、饥肠辘辘、肚子还咕咕叫!瞬间清醒:低血糖又来夺命了!赶紧摸出备好的糖水猛灌几口,再塞几块点心,最后一大杯温水送服,瘫在沙发上……几十分钟后,世界才慢慢从模糊回归清晰。事后心有余悸,胡诌打油诗一首:

忙活一整天,有点低血糖。感觉心慌慌,恶心又发慌。心脏砰砰跳,血压往上涨。全身冒虚汗,难受喊爹娘。塞块小点心,温水化砂糖。挺尸几十分,魂儿才回膛。多吃血糖飚,少吃血糖荡。老来毛病多,活着就沾光!

2020年7月23日,历史性时刻到来了!

在海南文昌发射基地震撼天地的轰鸣声中,中国首个自主火星探测任务天问一号正式启程,奔向那颗遥远的红色星球。我们的VLBI测定轨系统,也瞬间从“备战模式”切换到了“实战模式”!各路记者蜂拥而至,镜头纷纷对准了我们这套“宇宙导航仪”。当时有篇报道写得很形象:

VLBI测定轨系统的四只“千里眼”(北京、上海、昆明、乌鲁木齐站)加上上海VLBI中心这颗“超强大脑”,组合起来相当于一台口径3000多千米的虚拟巨型射电望远镜!凭借着甚长基线干涉测量(VLBI)技术,它能以百万分之几角秒的超高精度,牢牢锁定“天问一号”的身影,精确描绘它的星际航线。

VLBI在中国航天界早已是功勋卓著的老将。从嫦娥系列奔月之旅开始(嫦娥一号到五号,包括再入返回试验),它就一直是为探测器精准导航的关键利器之一。

不过,这次天问一号的旅程可比嫦娥们远太多了!月球?才38万千米。火星?最远能跑到4亿千米开外!距离暴增1000倍,对精度的要求更是飙升!上海天文台的刘庆会研究员打了个生动的比方:“如果VLBI测月球的误差是几十米,那测火星的误差可能就得放大到几十千米了。”地面毫厘之差,太空便是千里之谬!

为了应对这史诗级的难度挑战,VLBI测轨分系统进行了全面升级,研发了数十套新软硬件装备,部署在四个测站和VLBI中心。诸如:

VLBI中心:火星探测专用数据处理系统、定轨定位系统;

测站:致冷接收机、前置型数据采集终端、基准信号锁相传输系统、GNSS接收机、氢原子钟、水汽辐射计…

这些升级换代,目标只有一个:将测量设备的精度和可靠性推向极致,把大气和电离层带来的“信号拖延”算得更准、扣得更干净,确保VLBI系统能完美胜任为火星探测器指路的重任!

天问一号任务由环绕器、着陆巡视器共同完成。环绕器在火星轨道上“全球巡航”兼“信号中继”,着陆巡视器则负责带着火星车(祝融号巡视器)安全着陆并开展地表探测。

刘庆会研究员介绍,VLBI测轨分系统的任务清单很长:它需要全程参与环绕器从地火转移段、火星捕获段、停泊段、离轨着陆段到科学探测段每一个飞行阶段的VLBI测量和轨道计算。甚至还要协助开展火星车的定位实验!VLBI中心就像个高速运转的“数据厨房”,对四个测站传来的数据进行准实时的“烹饪”(相关处理)及“调味校准”(系统误差校准),最终产出每条基线(任意两个测站之间)上的时延和时延率这道“硬菜”。

VLBI测轨有一套极其严格的“操作流程”:

战前部署:VLBI中心接收北京中心发来的时间表和轨道预报,制定精细的VLBI观测计划,分发给北京中心和测站。

实时作战:测站按计划紧盯目标,记录原始数据并实时发回;VLBI中心接收数据、火速处理,按要求将时延、时延率及换算出的赤经、赤纬等“导航情报”发往北京中心。

战后总结:VLBI中心接收北京转发的地面深空站测速测距数据,结合自身VLBI数据,进行更精细的事后定轨和定位,再把结果报给北京中心。

为了确保精度,刘庆会研究员特别强调:“观测时,上海的天马望远镜每隔几分钟就会做一次‘校准’。” 它就像个严谨的画家,先看一眼遥远的、近乎静止的“标尺”(银河系外的射电源,用于校准),然后再转头锁定天问一号。通过对比静止的“标尺”,就能剔除掉地球大气电离层抖动带来的测量“手抖”,保证对探测器位置的判断精准无误。

超过130位技术精英组成了VLBI测轨分系统的强大后盾。在发射前的漫长准备期,他们完成了:测站与卫星设备的对接联调、软硬件安装调试与巡检、实战模拟(观测欧洲火星快车探测器MEX)、制定各种“Plan B”、反复演练验证… 最终确保人员到位、设备齐全、系统稳定,万事俱备,只等天问一号出征!

如今,伴随着天问一号奔向深空的壮丽轨迹,VLBI测轨分系统的全体成员也已枕戈待旦。我们将在地球之上,凝望星空,用无形的精密电波,为远行的游子精准绘就通往火星的航程。

自从天问一号震天一吼奔了火星,我这“沙发客”也从办公室的“硬卧”升级到了佘山园区宿舍的“软床”——居住条件实现质的飞跃!奈何“重要弧段连续盯,一般弧段隔天瞅”的观测节奏,让我基本扎根在佘山园区,回家的次数很稀罕。

为啥这么拼?给天问一号当“导航员”(VLBI测定轨)这事儿,可是个实打实的马拉松。从点火升空,到2021年5月火星车稳稳着陆,观测任务就得100多次(一天算一次)。再加上后面两年多的科学探测段,加起来直奔300多次去了!我这把54岁的老骨头深知,当VLBI总师的机会就像火星上的水,喝一口少一口。这么重大的任务要是不倾尽全力,真留点遗憾,估计这辈子都得在梦里头修轨道了。所以嘛,能逮着一次是一次,必须全勤打卡!

嘿,你还别说,天天泡在观测现场,心里那股踏实劲儿,杠杠滴!不信翻翻我2020年的朋友圈,简直就是一部“佘山夜话·火星特辑”:

9月13日炫耀帖:“今日喜提第32次天问一号现场观测成就!每次亲临现场,感受探测器在宇宙那头‘蹦跶’,这满足感,踏实感,比咖啡馆的沙发还熨帖!”

8月2日一大早,探测器屁股一扭变轨了!屏幕上时延和频率跟着“蹦迪”,咱就跟在现场看它表演似的,那感觉,奇妙得能多喝两杯枸杞水!

8月4日上海台风暴雨,天马望远镜被大风推得直“晃脑袋”。神奇的是,VLBI测量结果也跟着“摇摆”!直接体验了一把大风对望远镜的“魔爪”,这“影响”来得直观又微妙,妥妥的沉浸式科学体验。

8月12日晚上老手一抖,给VLBI时延和时延率在定轨时的“话语权”(权重)调了调。嘿!VLBI定轨残差立马“瘦身成功”!这成就感,不比广场舞领队差。

8月24日昆明测站换上新电缆,彻底治好了钟差偶尔“抽风”跳变的毛病。观测室里那高兴劲儿,堪比过年!

9月5日昆明和乌站的火星终端居然闹情绪“罢工”了!急中生智启用备用终端,任务圆满完成!没想到还整出点“临危受命”的小得意。

9月10日上海大雨滂沱,屏幕上VLBI时延被雨滴“敲”得上下起伏,身临其境地感受了一把天气对数据的“按摩”——科学的神奇,有时候就在这细微的“滴答”里。

9月12日跟年轻人们一起在火星和嫦娥五号处理平台“左右开弓”,过程那叫一个心跳加速。最终通关成功,老怀甚慰,比下棋赢了隔壁老王还愉悦。

最熨帖的,当属陪着这帮默默奉献的年轻人,熬过一个个紧张或悠闲的夜晚。感受着普通劳动者的汗水与笑容,远离那些云山雾罩的牛皮,甩开想当然的骄狂,这灵魂和操守,都在一次次观测中被洗得锃亮——天问一号那4亿千米的奔火路,愣是让我走出了修行路的感觉!

时间快进到2020年10月28日,天问一号成功完成第三次轨道精修!朋友圈必须炫一个:“甚为高兴!”掐指一算,从7月23日发射到现在,97天了,天问一号离家4400万公里,飞了2.56亿公里,可谓宇宙级“驴友”了!我们的VLBI分系统也完成了62次测定轨观测。上海VLBI中心和四测站的兄弟们,那真是“火星不睡我不睡”,兢兢业业熬通宵,次次圆满,必须给大伙儿点赞!我这老头也混了个60次。从7月底的“通宵达人”,到8月的“凌晨鸡血战士”,再到现在的“上半夜守夜人”,一路傻乐,乐此不疲。

发射后,天问一号分别在8月2日、9月20日、10月9日、10月28日做了三次轨道修正和一次深空机动。接下来直到2021年2月初,它就进入“自由飞翔”模式,直奔那颗火红的星球了。当然,我们“导航站”还得保持两天一次的值守,继续陪它唠着。

以前老羡慕NASA深空探测VLBI那毫米级的测量精度,觉得高不可攀。轮到我们给天问一号导航,大家绞尽脑汁、十八般武艺齐上阵,嘿!发现咱也能逼近那水平了!这信心,“噌”一下就上去了!当然还有个客观原因:探测器飞得远,它蹦跶几十米对VLBI时延的影响变小了,时延残差更能反映我们“真实水平”。这道理以前懂,但亲身实践过,才真叫“绝知此事要躬行!”

2020年11月24日,天问一号还在半路悠哉呢,“劳模”嫦娥五号又发射了!这下可好,VLBI测定轨团队瞬间变身时间管理大师,两线作战,哪个都不能掉链子!压力山大,但干劲更足。

2020年12月2日发个朋友圈说到,嫦娥五号震撼升空!凌晨4点多,不少兄弟熬夜看直播,倍儿精神!我溜达到上海VLBI中心看了北京转播,场面那叫一个提气!

当晚VLBI测定轨启动。好家伙!轨道器、着陆器、上升器四路信号挤在屏幕那有限的带宽里,密密麻麻像赶集!负责处理的伙计们化身“信号分辨大师”,火眼金睛,愣是把“左邻右舍”分得清清楚楚,拿下高精度VLBI时延数据——这团队,机智!

不过,着陆器上有个频点偶尔捣乱,像是受了其他信号“骚扰”或多路径影响。分离前,这“刺头”让经验丰富的老王同志狠下了一番功夫才驯服。分离后,世界清净,观测顺畅。

洪台和郑总带队,夜夜熬鹰,从日落到日出,精神可嘉但也难免哈欠连天。四个探测器同时测控,分分合合,轨道修正、月球捕获、降轨调相、落月着陆…动作多得像跑马灯!探测器还频繁切换信号频点。这复杂度,全体值班人员那是把眼珠子焊在屏幕上了,走神?不存在的!

最紧张刺激当属落月后30分钟!黄、郭、李三位定轨定位高手火力全开,全神贯注计算着落月坐标。后面一群老专家屏息凝望,那一刻,他们仨绝对是焦点中的焦点,特别是郭姓女科学家,那专注的神情,仿佛自带聚光灯,瞬间照亮了佘山的夜空!

当然,更多同事是“沉默的基石”:四地测站保障观测顺畅丝滑;观测纲要岗排兵布阵无缝切换;数据传输岗精准接收四路信号;相关处理和后处理岗解算信号;相时延岗搞定时延;介质岗修正大气电离层影响;定轨定位岗算位置速度;数据传输岗火速上报北京;台站监管盯设备;频谱监测看信号;终端岗记录数据;调度岗的四位“颜值担当+声优”小姐姐,调度口令清脆利落,掌控全局;北京联络岗实时对接;再加上我们几个“老头子”坐镇指挥…整个VLBI系统就像一个超精密时钟,紧张高效,分秒不差!还有各单位后勤保障,缺一不可。每次任务,佘山园区都热闹得像过年!

咱自己呢?也是团队一颗螺丝钉。十多年前琢磨的同波束VLBI技术,曾在嫦娥三号上精确追踪过月球车(厘米级变化都逃不过!)。这次又用来同时测量着上组合体和轨返组合体的轨道,能把这点小能耐融入国家大工程,这心里头,比喝了蜜还甜!

2020年12月17日,嫦娥五号载着1731克月壤凯旋!我们也圆满完成了它的VLBI护航任务。抖擞精神,该回头继续陪咱天问一号,奔它的火星去了!

2021年1月22日,佘山的黄昏,小雨淅沥,园区像个被水汽泡过的旧书签,颜色有点闷。刷着新闻,全球新冠快破亿了,美国独占鳌头两千五百万。咱国内虽然稳坐“防疫优等生”宝座,但河北、吉林、黑龙江、北京几位老乡最近有点咳嗽,让人心头那根弦,松了又紧。上海也不甘寂寞,市中心黄浦老弄堂里“啪”蹦出6例本土!其中一家中招的医院,跟我们天文台就隔了几个红绿灯,好家伙,这距离近得,感觉病毒都能顺风飘过来蹭个WIFI。

天问一号这位“星际驴友”眼瞅着就要打卡火星了!关键的近火捕获大戏即将上演,需要加密观测保驾护航。按规矩,得请外援保驾。但眼瞅着疫情又支棱起来,人员扎堆开大会?那画面太美不敢想。琢磨来琢磨去,只能把“护法团”规模压缩成迷你版,凑合着干吧!

去北京坐镇天问一号任务中枢,那更是“闯关游戏”。先得在北京旅馆隔离一周,才能踏进那个传说中的控制中心大门。完事儿回上海?嘿,搞不好还得喜提再来一周隔离套餐。那些北上值班的同事们,简直是克服了九九八十一难,属于是“双重大礼包”受难者,贡献值直接拉满!

当时各地防疫风声鹤唳,国家都喊“原地别动,就地过年”。挺好!我们佘山园区的大部队正好安安静静集中修仙——啊不,是集中值班。完美!

2021年2月1日到10日,火星捕获开始了倒计时。火星,就在眼前了!VLBI测定轨进入决胜28天连续观测模式,要给天问的近火刹车提供精准导航。我呢?老毛病准时上线——一紧张就失眠!躺在床上,脑子里像开了弹幕,各种万一疯狂刷屏:信号丢了?轨道偏了?越想越精神,越想越冒冷汗,半夜急得差点把被子蹬出窟窿。唉,这心理素质,看来注定成不了大器,顶多算个精密仪器配套的焦虑小零件。

2月10日晚上八点多,喜讯传来!天问一号完美完成近火捕获!全国人民喜迎新春,我心头那块悬了大半年的巨石,“嘭”一声落地,差点砸穿地板。掐指一算,从去年7月23日发射至今,VLBI分系统观测106次,我本人就“钉”在岗位上104次!这日子,上半年睡沙发,下半年住宿舍,一门心思扑在这项目上,生怕自己打个喷嚏导致轨道算歪了。观测时间也够折腾,从下半夜熬到上午,慢慢挪到下午干到晚上。同事们真的是披星戴月,就为了把任务漂漂亮亮完成。

2月11日除夕夜,佘山园区灯火通明,继续值班!兢兢业业的不只是我们这些“老油条”,还有一群闪闪发光的博士生、硕士生“小油条”们:

小吴(数据传输和纲要达人):春节值班积极分子!负责把热乎的VLBI数据“快递”到北京,还兼职编观测纲要。这小伙,每晚都是“关灯侠”,最后一个撤离。更神奇的是,在值班的十几个小时里,他能像尊佛一样端坐,一边监控设备,一边还能气定神闲地看书学习!还是个航天狂热粉,我的航天资讯快报基本靠他朋友圈更新。最近还向我打听入党流程,这思想觉悟,杠杠的!

小荃、小秦、小杨、小语(定轨F4):轨道预报和事后定轨的“扛把子”。现在还好,十二点前能收工。回想七八月那会儿?凌晨三点!闹钟一响就得从被窝里弹射起步去定轨!年轻人能这么扛,没掉过一次链子,真心点个赞!

小麦、小肖(后处理“救火队”):平时深藏功与名,关键时刻显身手!特别是嫦娥五号和天问一号“双线作战”连轴转时,深夜凌晨的岗位上,总能看见他们精神抖擞的身影,像打了鸡血似的。

小婷、小旭、小刚(软相关“三剑客”):日常观测有时能看到他们闪现。这三位可都是“毕业冲刺”选手,论文压力山大,祝福他们顺利通关!

小靳、小李、小姜(大气和电离层“魔术师”):工作主要在一头一尾,看着好像轻松?天真了!这岗位管的是GNSS、水汽辐射计、网络通信……活脱脱一个小型系统运维,没两把刷子真玩不转。

小蒋、小超、小涛(同波束“预备役”):主要在加密观测时上线。虽然软件是备胎,但人家态度绝对是正宫范儿,一丝不苟!

小常、小闫、小宇、小天、小森、小伟、小娜、小琪、小钟、小胡、小镭、小黄等(幕后英雄联盟): 或在测站值班,或管其他软件配置,或默默贡献智慧。人太多,贡献太广,恕我实在不能一一列举,他们就是佘山园区的“无名星光”!

同学们值班,是奉献,更是成长的阶梯。在协作中体会团结,在枯燥中孕育情怀,在岗位上升华责任,在实践中吃透系统。能把个人奋斗融入国家航天的星辰大海,能把论文写在深邃的宇宙空间,这才是最硬核的“财富密码”啊!

在执行天问一号任务的同时,又有了激动人心的时刻。2021年2月22日上午,人民大会堂北大厅,党和国家领导人亲切接见了我们这些嫦娥五号任务的科研人员代表,还参观了来自月球的“土特产”——珍贵样品以及整个探月工程的战绩辉煌展。我作为VLBI测定轨团队的一名“螺丝钉”,也有幸参加了活动。那感觉,比在月球表面蹦跶还飘!

按安排,我头一回享受了“天安门广场核心区”的待遇——下榻首都宾馆。宾馆不仅床位离广场近,还附赠探月工程“写真集”——《嫦娥五号任务图集》一本!翻开一看,好家伙!探测器靓照、太空飞行轨迹、月面起飞英姿、超高难度的交会对接、样品“打包”存储……高清大图,历历在目。瞬间感觉自己参与的不是科研,而是拍科幻大片!图集还“剧透”了探月四期和星辰大海的宏伟计划,看完只觉得:任重道远啊同志们,使命光荣任重而道长。

从首都宾馆到人民大会堂,车程短得仿佛只够打个盹儿。从北大门进去,迎面就是人民大会堂北大厅。这大厅,那叫一个“方”得令人肃然起敬!方方正正的大厅,方方正正的屋顶,方方正正的吊灯……啧啧,这设计语言,简直是把咱中国人“正大光明、堂堂正正”的处世哲学,用钢筋水泥给具象化了!

我们排好队,在照相架上各就各位。这时,工作人员推着轮椅,把共和国勋章获得者、航天泰斗孙家栋院士请到了C位。掌声瞬间雷动!这掌声,发自肺腑,那场面,堪比大型追星现场——只不过我们追的,是“航天界顶流巨星”!

没过多久,党和国家领导人精神抖擞地步入大厅。现场掌声的分贝,瞬间达到了“绕梁三日”的级别,经久不息。领袖们挥手致意,那份对咱科技“民工”的亲切关怀和殷切希望,简直像暖宝宝一样,瞬间贴满了全身!

说来也巧,两年前的2019年2月20日,作为嫦娥四号VLBI团队的代表之一,咱就享受过这份殊荣。两年内被接见两次,深刻体会到国家对我们这些科研人员的关怀和期待,以及这肩膀上“压力山大”的责任感——毕竟,咱手里捣鼓的,可是飞向星辰大海的“门票”。

领袖讲话高度赞扬全体参研人员发扬了“追逐梦想、勇于探索、协同攻坚、合作共赢”的探月精神,不断攀登科技高峰。探索宇宙是全人类的共同梦想,要扎实推进探月工程四期,一步一个脚印迈向星际探测新征程,推动中国航天在空间科学、技术和应用上创新发展,积极开展国际合作,为人类福祉做更大贡献。

说到咱老本行VLBI团队,那可是低调奢华有内涵的“幕后推手”!嫦娥四号那次,我们VLBI测定轨支撑了人类首次月背软着陆的奇迹。嫦娥五号呢?我们玩儿得更花了,用差分DOR和同波束VLBI技术,同时给多个探测器搞“太空定位”。我们这个VLBI天团,可不是第一次“出道”了。前几年嫦娥1、2、3、5T1号的VLBI测定轨,也都圆满完成。团队也因此多次接受过国家领导人的检阅,一直扛着又光荣又极具挑战的活!

跟VLBI团队的小伙伴们继续并肩前行,把后续的嫦娥探月和天问探火搞好,那是义不容辞、责无旁贷啊!眼下最最紧要的,就是把天问一号的火星VLBI测定轨任务干得漂漂亮亮!让鲜艳的五星红旗的光芒,照耀在那片火红的土地上!

天有不测风云。2021年3月19日下午3点,应徐汇位育中学之邀,我激情开讲深空探测,重点讲天问一号和嫦娥五号。想着全校1300多名师生在线围观,咱这激情必须拉满!于是乎,声若洪钟,手舞足蹈,语速超快。

下午4点,报告结束,溜达着去地铁站准备回佘山值班。走着走着,诶?胸口怎么有点不得劲儿?像被谁轻轻怼了一拳。心想,老毛病了,讲high了偶尔会这样,歇会儿就好。找了地方坐下,十分钟后…不对劲!这“轻轻一拳”变成了“胸口碎大石”!越来越疼,冷汗直冒,腿一软,直接躺在地铁站的水泥上不能动了。

工作人员一看我这架势,秒拨120。我也赶紧摇人:位育中学的虞老师、我的学生、还有妻子。疼痛疯狂升级,冷汗像开了闸的水龙头,心里咯噔一下:坏了,大事不妙啊!

4点半左右,虞老师和120的“天使白”几乎同时杀到!120果然专业,动作麻利得像按了快进键:血压一量,180!血糖一测,17!手脚扎针一气呵成,担架一抬,救护车“呜哇呜哇”就开飙。路上医生嘀咕:“估计心梗了。”我心一沉:不是吧阿sir?这就要挂了?但脑子异常清醒。电光火石间,突然想起高能所的王焕玉老师…他不就是报告时心梗走的吗?难道…今天轮到我演续集了?!

4点42分,直达医院,秒进会诊!医生护士干练得如同特种部队。问我:“家属到了吗?”我答:“同事学生在,妻子还在路上。” “谁签手术同意书?” 我心想:救命要紧,等不及了!“我自己签!”于是,在剧烈疼痛和颤抖中,用“鬼画符”般的书法,在五个地方完成了可能是人生最潦草的签名(后来妻子来了还得补签,估计我的“艺术签名”自己也不认识)。

脑子依旧在线,赶紧告知医生:“卡里有钱!放心大胆整!” 救我的主刀郑宏超教授(此刻他光芒万丈!)一句话暖炸肺:“不谈钱,先救命!”接着问手机号、身份证号,我还能颤抖着一字不差地背出来。

接下来是见证手术室里的“速度与激情”:16:44 上心电图!16:45 抽血化验!16:53 导管室启动!17:06 杀入导管室!17:15 穿刺成功!17:20 冠脉造影!17:30钢丝疏通堵塞血管!同时植入心脏支架两枚!整个过程,行云流水,一气呵成,比科幻大片还利索!

下午5点50分,战斗结束,转入ICU留观。台领导迅速联系了医院,院里又联系了郑教授。郑教授百忙中还专门来看我,感动得我差点老泪纵横(主要是疼的)。他告知病情:冠状动脉左前降支堵了,急性前壁心梗,凶险万分!全靠那两枚支架救命。台领导、同事、位育中学的老师、我的学生都来帮忙,感激之情,无以言表。台领导还专程探视,暖!

当晚心脏还是疼得很,第二天稍好。医生用各种“魔法药水”调理,说指标还有点超标。我心说:惭愧啊医生,我过去十年的体检报告,就没几项在正常范围内…两天后,血压奇迹般降到80/130(原来长期是110/160),看来以前吃的降压药是“意思意思”牌的,剂量严重不足!继续调理血糖等,遵医嘱老实住院。

躺在ICU的病床上,周遭是呼吸机、监护仪的“交响乐”。旁边病友,有的滴水不进,有的昏迷不醒,家人呼唤也毫无反应,全靠满身得“管子”吊着一口气。而我,异常清醒,思绪万千。按剧本,我本该在佘山和同事们热烈讨论后续的月球和深空探测计划,现在却和这些危重病友做了“室友”。哎,这大概就是过去十多年,我对身体这位“老伙计”长期“996压榨”+“健康漠视”后,它终于忍无可忍,给我开的一张“巨额罚单”!

ICU住了7天,普通病房又住了5天,12天后,顺利出院。出院后咳嗽得像个破风箱,说话都费劲,只能开启“静音模式”,慢慢恢复元气。

4月13日,终于重返佘山园区!熟悉的同事、熟悉的环境、熟悉的望远镜,真好!天问一号观测正常,天马望远镜健康,月球VLBI和新望远镜项目也在稳步推进,一切都充满了“复活”的生机!

4月19日,在佘山园区接受央视采访一整天,介绍天问一号VLBI测定轨。这一天说的话,比之前一个月加起来都多!心里直打鼓:刚装完支架的破心脏能扛住吗?结果回家一试,嘿,还行!看来恢复得不错,工作和生活这辆“破车”,总算又晃晃悠悠驶回正轨了。顺道还参加了天问一号观测,观测效果很好,全靠年轻同事们给力!因为3月19日造影时就发现右冠状动脉也狭窄。接下来还得尽快把右冠状动脉那个“狭窄路段”也疏通一下,彻底拆掉身体里的“不定时炸弹”,用相对健康的“新装备”迎接天问一号火星车的压轴大戏——软着陆!

4月26日,再次入院“装修”心脏。躺在病床上,想到又要“挨刀”,紧张得不行,一夜无眠,在27日手术前把血压又“作”回了180,外加一身冷汗。

直到被推进手术室,听到主刀郑教授那熟悉的、令人安心的声音:“刘老师是国家宝贝(?!不敢当不敢当),我亲自操刀,放心!” 心态才稍稍平复。咱哪敢自诩国家宝贝啊,但郑教授这句话,妥妥是颗“定心丸”啊!

静静躺在手术台上,感受着导丝在血管里前进时带来的轻微酸麻,以及进入心脏动脉时的微微不适。郑教授先检查了左冠脉(上次装支架的地儿),并说恢复良好,点赞!接着检查右冠脉…气氛瞬间凝重!郑教授团队小声交流,原来右冠脉不是简单的远端狭窄,而是从开口开始,整条血管多处病变,堪称“危房中的危房”!疏通后,一口气放入三枚支架才稳住局面。手术室的紧张氛围,估计是担心支架放不顺,又碰上这么棘手的“豆腐渣血管工程”,捏了把汗。最终有惊无险,我成功集齐了五枚心脏支架!

手术后再进ICU。一个多月两度“到此一游”,深刻体会到什么叫“和死亡肩并肩”。冠状动脉总共三根主干道,我成功搞垮了两条!这“辉煌战绩”,完全是多年对身体“放养式管理”+“熬夜加班冲业绩”的“勋章”。不过低沉一天后,也想开了:接受现实,感谢郑教授两次救命之恩!

余生几何?未知数。但每一天都得认真过。虽然这颗心被我“作”得像个筛子(千疮百孔虽有点夸张,但五枚支架确实够壮观),但好歹它还顽强地“扑通扑通”跳着。惊喜的是,在郑教授妙手回春和老婆大人铁腕饮食管控下,困扰我十多年的高血压、高血糖,竟然有所好转!“破车”似乎还能再跑一阵子?

人生下半场,目标要调整:

心态:从“争强好胜卷王”转型为“佛系养生老员工”。

饮食:“胡吃海塞美食家” 转型为“清汤寡水修行僧”。

作息:“熬夜加班是常态” 转型为“按时睡觉保平安”。

用药:“想起来吃一颗” 转型为“遵医嘱当饭吃”。

目标:力所能及为国家社会做点事,至少不做家庭和社会的拖油瓶。

心梗后身体恢复良好,基本能正常上班了。这几天又驻扎在佘山,就为了迎接火星车着陆这一刻!2021年5月15日清晨,终于圆梦,天问一号祝融号火星车成功着陆火星!数年心血,一朝梦圆,那种喜悦,难以言表!必须撒花!!!15日早8点,满怀期待想监视第一个信号。可惜天马望远镜仰角不够。不过,25米望远镜在仰角5度多时,成功捕捉到了火星车微弱的信号!那一刻,值了!自己虽然差点挂了,但最终还是亲历了这历史性瞬间,铭记一辈子!

自2020年7月23日天问一号发射起,我们VLBI测轨分系统全程护航。VLBI分系统共进行 176次观测!VLBI时延平均测量精度 0.1纳秒,比要求高出一个量级。加入VLBI数据后,地火转移段和近火捕获段定轨精度优于2千米,环火段定轨精度数百米。VLBI团队,干得漂亮!

作为天问一号VLBI测定轨的总师,过去一年多,佘山园区基本是我家(沙发和宿舍是我卧室)。我还曾夸下海口:“尽量参加每一次VLBI值班!”。结果呢?刚值完135次,就在2021年3月19日,被急性心梗一把撂倒!住院两次,喜提 五枚支架大礼包才保住老命。万幸有徐汇区中心医院心内科主任郑宏超教授妙手仁心及时出手相救!不然啊,祝融号火星车着陆的新闻,我只能在另一个“维度”收看了。

读者1:刘老师保重身体啊!
——作者:谢谢,现在身体不错

2:刘老师66年出生。还不到60周岁呢,这身体状况在同龄人中的排名与考入单县一中的名次有一比呀!真该注意啦!
——是的。平常太不注意了

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