6月25日,嫦娥六號再傳捷報
實作人類首次月背采樣返回的壯舉
為中國探月工程立項20周年獻上一份大禮
20年來,中國深空探測的水平
從「青銅」進階到「王者」
嫦娥探月、天問探火
都離不開幕後功臣——
甚長基線幹涉測量(VLBI)技術
探月首任總設計師、
中國科學院院士孫家棟曾評價:
VLBI的加入
使中國探月工程立項至少提早了5年
所謂VLBI
就是把兩台或多台望遠鏡
組合成一台「巨型望遠鏡」
這樣一來
等效口徑(基線)大大提升
兩台望遠鏡之間距離越遠、看得越清楚
自20世紀60年代問世以來
VLBI就是空間分辨率最高的天文觀測技術
比哈柏望遠鏡還高數百倍
人類首張M87黑洞照片
就利用了全球8台VLBI射電望遠鏡
最長基線達到1.2萬公裏,接近地球直徑
▲ 上海天文台65公尺口徑的天馬望遠鏡。
值得一提的是
將VLBI用於航天器即時測軌
中國是首創
並成為國際學術界公認的中國招牌
這得歸功於今年97歲高齡的
中國科學院院士葉叔華
20世紀70年代初
葉叔華從一份國際學術期刊上看到
國際上出現了VLBI和人造衛星雷射測距等新技術
她敏銳地判斷
如果中國不及時跟上,將來勢必要落後
在她的積極建議下
1973年
中國科學院上海天文台開始VLBI預研工作
首先
是要在上海建設一台25公尺口徑射電望遠鏡
建這麽大的望遠鏡,經費從哪裏來?
葉叔華單槍匹馬來到國家四機部
詢問相關工作人員
結果對方頭都沒擡就說不行
葉叔華沒有放棄
在原地站了一會兒,她又提出:
「我能不能見部長?」
對方這才擡起頭來打量這位貌不驚人的女科學家
沒想到
主管相關工作的四機部副部長王士光
真的接待了葉叔華並同意支持
回憶起往事,葉叔華笑著說:
「只要我想做一件事,是會奮不顧身的。」
就這樣
VLBI的種子在中國大地落地生根
1987年,上海佘山25公尺口徑射電望遠鏡建成
1994年,新疆烏魯木齊南山25公尺射電望遠鏡建成
至此, 中國VLBI網擁有了第一條基線
即從上海到烏魯木齊的約3200公裏
▲ 1994年,葉叔華(左二)參加烏魯木齊25公尺射電望遠鏡揭幕儀式。
成功的背後
是中國科學家不懈的付出和努力
20世紀七八十年代
這項高精尖技術在中國完全是空白
葉叔華回憶
第一次存取美國時
美國同行吃了一驚:
我們自己還不成熟的技術,中國竟然要發展?
而幾年之後
當佘山25公尺望遠鏡建成的訊息
第一次在國際會議上報告時
全場響起了熱烈的掌聲
沒人能想到
中國科學家真的把這事做成了!
▲ 上海天文台佘山25公尺口徑射電望遠鏡。
更讓人沒想到的是
中國將VLBI技術發揚光大
用在了深空探測的即時測軌
此前,只有美國曾在阿波羅登月計劃中
用VLBI測量過月球車的行經路線
20世紀末,國家正式組織探月工程論證
當時,航天器測控成為重大難題
成熟技術最遠只能測控約8萬公裏
但「嫦娥一號」進入繞月軌域後
最遠距離達40萬公裏
如何突破這一技術瓶頸?
關鍵時刻
上海天文台主動請纓
提出將VLBI結合已有的航天測距測速技術
共同完成高精度測定軌及定位任務
經過調研分析
上海天文台科研團隊鄭重承諾:
提供測軌數據的滯後時間不超過10分鐘
2007年10月24日
中國發射首顆探月衛星嫦娥一號
VLBI測軌分系統最終在6分鐘內
將數據發送至北京航天飛行控制中心
激動之余,大家感嘆:
中國科學院長期的基礎研究
終於成功套用於國家戰略領域!
2020年12月17日
嫦娥五號圓滿完成中國首次月球采樣返回任務
那天淩晨
葉叔華來到上海天文台指揮控制中心現場
當年「要見部長」的中年人已來到鮐背之年
她叮囑大家:
「千萬要記得,這是國家重要的事情。
凡是國家需要的,我們都要做好。
現在國際上都在看著,
做壞了影響國家的體面!」
▲ 2020年12月2日,嫦娥五號著陸器成功落月後,葉叔華在上海天文台VLBI深空探測指揮控制中心與台領導和科研團隊合影。
好在這支膽大心細的隊伍從未失手過
從嫦娥一號到嫦娥六號再到天問一號
雖然任務難度不斷升級
但依靠進一步的能力提升和技術進步
VLBI測軌即時性已經縮短到1分鐘以內
是目前國際上的最高水平
「雖然我們現在是世界第一,但是不能自滿。」
葉叔華在談到未來時依然壯心不已
今年3月20日發射的鵲橋二號中繼星
搭載了上海天文台研制的月球軌域VLBI試驗系統
將使VLBI基線長度超越地球直徑的限制
擴充套件到地月距離
展望未來
星辰大海的目標必將實作
來源:中國科學報
責任編輯:曹旸