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这位台州人,给天问一号“导航指路”

来源:台州晚报作者:赵虹发布时间:2021-2-26点击: 人次

到一个完全陌生的地方,两眼一抹黑找不着北怎么办?开导航啊!

浩瀚宇宙,茫茫太空,有一群科学家日夜忙碌,为2亿公里外“天问一号”火星探测器“导航指路”,为人类和平利用太空,推动构建人类命运共同体贡献更多中国智慧、中国方案、中国力量。

他们当中,有一个台州身影。他叫陈中,温岭走出去的“牛人”。

“天问一号”拉开中国行星探测大幕

“天问一号”是啥?有人可能不知道。

“天问一号”是中国行星探测任务第一发任务-首次火星探测的名称,该名称源于屈原长诗《天问》,表达了中华民族对真理追求的坚韧与执着,体现了对自然和宇宙空间探索的文化传承,寓意探求科学真理征途漫漫,追求科技创新永无止境。

“嫦娥系列”担负月球探测任务,“天问一号”担负火星探测任务,要一次性完成“绕、落、巡”三大任务,这也标志着我国行星探测的大幕正式拉开。

“天问一号”由一架轨道飞行器和一辆火星车构成,自2020年7月23日成功发射以来,已在轨飞行215天,距离地球2.12亿千米。2021年2月10日探测器进入环火轨道,于2月15日实施了远火点轨道平面机动,2月20日实施了第二次近火制动,目前设备状态正常,各项飞控工作正常开展。

2月24日6时29分,首次火星探测任务“天问一号”探测器成功实施第三次近火制动,进入近火点280千米、远火点5.9万千米、周期2个火星日的火星停泊轨道。探测器将在停泊轨道上运行约3个月,环绕器7台载荷将全部开机,开始科学探测。同时,载荷中的中分辨率相机、高分辨率相机、光谱仪等将对预选着陆区地形地貌、沙尘天气等进行详查,为择机着陆火星做好准备。

看不太懂是不?简单通俗的说,“天问一号”就是中国人派出去的使者,去看看火星上都有啥,可以为人类未来做打算。

“天问一号”的行踪,是如何追踪的?

“天问一号”在太空里飞行了半年,已距离地球2亿多公里,总飞行距离已达4亿公里,科学家们如何追踪它的行踪?答案就在中国科学院上海天文台VLBI深空探测指挥中心。

什么是“VLBI”?它的中文名字有点拗口:甚长基线干涉测量技术。简单来说,就是地球上多个相距遥远的、且俯仰与方位全可动的大型射电望远镜,联合组网成为一台综合孔径望远镜,达到一架巨型射电望远镜的观测效果。

它像一个巨大的“眼睛”,等效口径可达数千公里。理论上这只“眼睛”可以张开得和地球直径一样大,所以能接收到非常微弱的信号并精细地分辨各类天体。VLBI不仅“大”,而且可以给航天器精确“定位”。

中国VLBI网共有5台射电望远镜,两台在上海,还有3台分别位于北京、云南和新疆。其中最大的一台就在上海——65米口径的天马望远镜。

这套VLBI系统,测量有多精准呢?目前它的时延测量精度达到0.1纳秒!观测38万公里外的月球上的嫦娥五号,误差优于百米;观测2亿公里外的火星上的“天问一号”,误差优于4公里。

“天问一号”自从升空开始,就在不断地向地球发射专门设计的无线电信号,地面上的科学家们,则通过VLBI系统,开始了长达6个月的“注视”。

班主任眼里:他是一个特别好学的少年

在上海天文台VLBI深空探测指挥中心的监视大屏上,那些时不时突起的,宛如心电图波形似的脉冲信号,就是来自“天问一号”的“心跳”。

每分钟,VLBI测定轨系统都在计算出它的精确轨道位置,并把数据传送给千里之外的北京。数十位工作人员日夜守在各个监控岗位前,“注视”着“天问一号”,这其中,就有一位台州人的身影。

他叫陈中,是指挥“超级太空望远镜”的VLBI测轨分系统总体组主任设计师。

今年42岁的陈中,是温岭太平街道人。1997年,陈中考入四川大学。2001年进入中科院上海天文台,工作至今。

陈中是温岭中学毕业的,昨天上午,记者联系上了他当年的班主任蒋晓南老师。时光匆匆,蒋晓南已经退休6年,对于这个二十多年前的学生,记忆尤深。

陈中是家中唯一的孩子,父母先是在东浦农场,后来到浙江钱江摩托厂工作,直至退休。他从小是在外婆身边长大的,外公外婆都是泽国小学教师,这为陈中学霸人生打下了良好的基础。

陈中小学就读温岭方城小学,初中就读于温岭二中,高中则就读于温岭中学。

蒋晓南当年教的是语文,陈中当年语文成绩不错,但数学、物理和英语更出类拔萃,“文化课基础非常不错,一直稳居班级前列。”

在蒋晓南的记忆里,读高中的陈中个子高高的,接近一米八,很是帅气。因为个子高,不是坐在最后一排,就是倒数第二排。这个高高瘦瘦的男孩子话不多,做事很是稳重,“组织性和时间观念非常强,从不迟到早退。三年当中,没挨过老师批评,表扬经常有份。”

和死读书的“书呆子”不同,陈中虽然话不多,但热爱运动,篮球、足球都玩得不错,足球还参加过温岭的中学生比赛。可能因为热爱运动,陈中视力不错,当年班里不少同学架上了眼镜,他坐最后一排,看黑板清清楚楚。

蒋晓南对陈中,另一个印象是为人谦逊诚恳。逢年过节,会问候老师,自己去上海出差,专门过来请他吃饭。因为“天问一号”这事火了,不少老同学在同学群里发来祝贺,陈中一一表达感谢,一再强调这是老一辈科学家打下的基础,是团队的功劳,自己只是其中一枚螺丝钉。

陈中当年考取的是四川大学,蒋晓南说志愿填写“自动控制专业”,还是和老师商量的。

毕业工作后,陈中还在努力提升自己,2015年,中国科学院大学天文技术与方法博士毕业。

陈中全程参加了探月工程一期、二期、三期VLBI测轨分系统任务。任探月工程二期VLBI测轨分系统数据处理中心、e-VLBI与网络通信系统负责人,任探月工程三期VLBI测轨分系统指挥控制与数据处理中心主任设计师。

看晕了吧?总之,这个台州人非常牛,国家栋梁,台州骄傲。

给家乡读者写下航天人的祝福

“‘天问一号’从地球飞到火星的轨道,是预先设计好的。”陈中告诉记者,长征五号火箭发射“天问一号”完美入轨,但漫长旅行的途中,它会受到太阳和其他行星的引力影响,一段时间之后轨道会产生稍许偏差。这时候,就需要陈中所在的测量系统团队提供的精密轨道数据为依据来进行修正。此外,也要为火星捕获提供重要的飞行控制决策依据。

就像开车的时候,驾驶员适时掌舵、踩油门和刹车,才是安全旅行的根本保障。VLBI正像驾驶员的眼睛和大脑。

打个通俗形象的比喻,在外太空遨游的“天问一号”,能随时听到地球传来的“导航”信息:“前方进入火星轨道,请减速”“您已偏离路线,请右转”……

至目前,VLBI已经为“天问一号”进行了4次轨道修正,1次深空机动。为了被火星引力捕获,还要做近火制动,也就是“踩刹车”。踩刹车也不止一次,因为捕获后并非直接进入一个最终轨道,而是要经过多次变轨和捕获等复杂动作,逐步缩小椭圆轨道。

火星最远的时候距离地球超过4亿公里,约是地月距离的1000倍。在火星捕获阶段,探测器距离地球约2亿公里,一个小角度的测量误差,对应到火星的位置,误差可能达到几十甚至上百公里。

“这次任务难度超过以往任何一次。”陈中说。“测量如果不精确,就会导致探测器一头撞上火星,或者与火星擦肩而过。”

除了找不到路,还怕“撞车”。在火星轨道上,当时总共有3个国家的火星探测器前后脚到达,除了中国的“天问一号”,还有阿联酋的“希望号”和美国的“毅力号”,火星轨道上以及火星表面还有美国和欧洲等国家的探测器。“大家均采用相似的X频段深空测控信号,存在相互‘串台’的风险。就像快车道上车多了容易撞车一样。”

由于平时工作繁忙,又受疫情的影响,陈中已经快两年没回温岭了。这个月,他已经连续工作25日,本月28日后,因“天问一号”在定泊轨道稳定运行,工作改为2天轮班观察,会稍微轻松些。

“我想航天事业,对于我们这些航天人来说最大的魅力也在于此。每一次的挑战都是再上高峰,伴随风险与未知,而每一次的成功征程也给我们带来巨大的成就感。”

最后,陈中用一手漂亮的钢笔字,给家乡的小读者写下了航天人的祝福。

(编辑整理:椒江房产网

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