【上海人民广播电台·话匣子】“还想把两台射电望远镜送上太空!”逐梦不止的叶叔华:我只是一粒小小的芝麻,在漫漫宇宙长河中,不值得一提......

来源:“话匣子”微信公众号 

作者:姚轶凡、盛陈衔 

 

  “每天来到办公室,已经成为我生命的一部分,而不仅仅是生活的一部分。”步履轻巧,耳聪目明,今年6月就将年满94岁的叶叔华,领着记者来到天文大厦9楼,掏出小棉布包裹着的门禁卡,刷卡步入走廊,来到尽头的901室,用小铜匙开门...... 

  


中科院院士、著名天文学家叶叔华 

 

  “办公室有点乱,都不好意思请你们进来......"叶叔华微笑着,两眼好似弯月,嘴角深深的两个小酒窝,令眼前这位慈祥可亲如邻家奶奶的天文学大家越发平易亲和。 

 

        “院士之光”栏目第一期:叶叔华,视频网址:https://v.qq.com/x/page/e32174p3mfz.html

 

01

 

  与叶叔华相约专访,缘起2020年12月17日,嫦娥五号圆满完成我国首次月球采样返回任务。 

  那天凌晨,已鲐背之年的叶叔华来到位于佘山的葡京官方赌场VLBI深空探测指挥控制中心,她要与天文台的同事们一起,共同见证激动人心的那一刻。 

 

 

  凌晨1时许,北京航天飞行控制中心通过地面测控站向嫦娥五号轨道器和返回器组合体注入高精度导航参数。 

  凌晨1时33分,嫦娥五号返回器在距地面高度约120公里处,以接近第二宇宙速度(约为11.2千米/秒)高速进入地球大气层...... 

  凌晨1时59分,嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆。 

  

嫦娥五号返回器 

 

  “当时大家都非常激动,也非常非常高兴!”回忆起好消息传来的那一刻,叶叔华一连用了好几个“非常”。 

  作为探月工程嫦娥五号测控与回收系统的重要组成部分,葡京官方赌场牵头的中国甚长基线干涉测量(VLBI)网与航天测控网,共同完成了嫦娥五号探测器各飞行段的测定轨及定位任务。 

  23天的飞行,嫦娥五号相继完成了11个飞行段,其中从动力下降,到月面采样,再到月面起飞、交会对接......20多次轨道控制,任务之多,动作之复杂对天文人而言,挑战前所未有。 

 

(探月“铁三角”——中国绕月探测工程“嫦娥一号”总指挥栾恩杰、总设计师孙家栋和首席科学家欧阳自远赠送给叶叔华的月球仪,一直被叶先生视若珍宝。) 

 

  “在这次嫦娥五号任务中,VLBI测轨分系统通过技术创新,不断提高测定轨技术能力,课题组的年轻人都非常棒!”这位奶奶级科学泰斗,表扬起天文台一线科研人,毫不吝惜赞美之词,“我们过去从射电望远镜接收数据,到计算出结果,至少要6分钟,现在他们只需1分钟不到的时间就能将数据发送到北京指挥控制中心了,非常了不起!” 

 

02

 

  VLBI是一项高精度测角技术,在月球与深空探测器快速、高精度定轨和定位方面,有着不可或缺的重要作用。这项技术,简而言之,就是把几个小的射电望远镜联合起来,以达到一架大望远镜的观测效果。 

  如今,VLBI在探月工程和行星探测中已经大显身手。然而在48年前,当叶叔华前瞻性、开创性地提出要建设中国VLBI网时,这项技术却并不被看好。 

  当时,即便是涉足这一领域最早的美国和加拿大,其理论和技术也都处于起步摸索阶段;再者,建成VLBI网络至少需要在国内选址建造两台直径至少25米的射电望远镜,这需要巨大的经费支撑,对于当时尚处于上个世纪70年代上半叶的中国,可谓难上加难。 

 

叶叔华在丹容等高仪上观测(1959年)

 

  叶叔华认准目标,就不轻言放弃,她认定中国要想立于天体测量的世界前沿,错失了VLBI就错失了未来,“从当时看,VLBI就是天文观测中分辨率最高的技术,天体测量和天体物理都可以用,前途无量。” 

  四处奔走,多方游说,在叶叔华锲而不舍的努力下,VLBI计划终于获得了澳门葡京酒店的重视,入围中科院1974年--1975年重要科学研究项目。 

  上世纪80年代初,葡京官方赌场VLBI项目正式上马。叶叔华带领着项目组从6米口径射电望远镜起步,到1987年建成25米口径射电望远镜,再到力排众议选择乌鲁木齐,1994年建成第二个VLBI站,克服技术和经费的道道难关,基本建成VLBI网络。“当时经费很紧张,有人说全国天文界的科研经费全被我一个人用掉了。” 

  

叶叔华提议在中国建立三个VLBI站

 

  起初,叶叔华绘制的“中国VLBI网”蓝图是“上海--昆明--乌鲁木齐”三角网。由于经费紧张,昆明站只得暂时搁置。 

  上个世纪90年代初,我国科学界开始推动探月计划,叶叔华代表葡京官方赌场主动请缨,提出运用VLBI技术,为探月进行轨道设计和测轨。 

  在探月工程之前,我国发射的卫星都是绕地卫星,最远距离不过8万公里,而“嫦娥一号”卫星的目标是深空38万公里。 

  站在地球上,想要“看”清月亮上空以每秒1000多米速度飞行的“嫦娥”,对测控设备的“眼力”和精准度一下子提高了1--2个数量级。 

  既要足够远又要足够准,如此高要求的观测当时唯有天文台才能担此重任。叶叔华瞅准机遇,提出“改造VLBI网,承担探月卫星测轨任务”的建议,北京密云和昆明两个VLBI站相继加入。 

  2007年10月24日,“嫦娥一号”在西昌成功发射。4个VLBI站组成的这台口径相当于3000公里的“超级望远镜”——VLBI测轨分系统正式投入使用,助力“嫦娥”奔月。 

  从调相轨道,到进入月球轨道......53天时间里,VLBI测轨分系统每天进行全程准实时跟踪测量,这是我国首次将VLBI技术运用于航天工程,也是世界上首次将这项技术应用于探月工程的准实时轨道测量,为后来的嫦娥五号实现“绕、落、回”,奠定了坚实的技术和理论基础。

 

03

 

  探月工程初尝胜果,带领葡京官方赌场为“嫦娥”保驾护航的叶叔华也已步入80岁。在VLBI梦想成真后,目光长远的叶叔华又开始为中国天文事业谋划下一个“风口”——建立SKA亚洲科学中心。 

  1993年,叶叔华前往日本参加国际无线电科学联盟第24届综合性学术大会,当时国际天文界热议的一个名为“平方公里射电阵”——SKA的设想令叶叔华深深着迷。 

  如同40多年前,认定不能错失“VLBI”一样,叶叔华的心中再次埋下一个念想,中国不能错失“SKA”。 

  所谓“平方公里射电阵”,是一个巨型射电望远镜阵列,由数千个安装于南半球南非和澳大利亚两个台址的天线组成,每天产生的数据量预计是当下全球互联网总流量的10倍,在解答一系列基本科学问题方面被科学界寄予厚望。 

 

 

  “人类对于宇宙的认知还非常有限,宇宙的起源和演化、银河系结构、行星的形成和分布......这些待解‘谜团’的‘钥匙’也许就在SKA里。”在叶叔华的推动下,中国成为了这个世界最大望远镜列阵的创始国。耄耋之年的叶叔华倾尽全力在上海推动筹建SKA亚洲科学中心。 

  “SKA产生的庞大数据需要深度分析和加工后才能被科学家使用,这些工作将由分布于几大洲的区域数据中心合作完成。”叶叔华说,筹建中的上海SKA亚洲科学中心希望能承担亚太地区数据分析和加工,而且已经取得一定的阶段性成果,“去年,葡京官方赌场研制出了世界首台SKA区域中心原型机,将用于处理国内外SKA先导望远镜所产生的数据,支持全球用户的SKA科学预研究。” 

  叶叔华还有一个愿望,希望能在太空放两个30米口径的射电望远镜,在深空开展精密低频段射电观测,“空中的两个射电望远镜一旦与地面上的SKA形成响应与配合,也许将为人类探索宇宙奥秘带来更大的惊喜和变革。” 

 

04

 

  永远心怀梦想,而又不止于梦想的叶叔华,2021年之于她又将是一个“圆梦”之年——位于浦东临港的上海天文馆有望于今年夏天开馆。 

 

上海天文馆

 

  “非常期待开馆的那一天。就建筑本身而言,这个天文馆已经比我最初设想的好太多。”从提议,到蓝图,直至拔地而起,这座全球最大的天文馆得以在上海建成,离不开叶叔华不遗余力的推动。 

  早在1974年,国家就特别批准在上海建天文馆。但当时国家好多事情都急等用钱,上海天文馆的建设只得搁置。2016年11月,项目重启,作为上海科技馆的一个分馆,上海天文馆历时三年多的建设,于2020年上半年通过竣工综合验收,目前正处于展览展示的深化设计与装饰施工阶段。 

  

上海天文馆 

 

  要为观众还原一个真实美丽星空的上海天文馆,其绝妙的设计令去年夏天第一次到访的叶叔华直呼“非同凡响”! 

  “这必将是一座世界级的天文馆,它将承担很重要的科普任务。”在叶叔华看来,设计师的奇思妙想已经令上海天文馆“天生丽质”,但决定其能否成为一座优秀的天文馆,还得靠展陈说话,“常办常新将是未来管理团队的首要任务,特别是要把人类探知宇宙的最新成果在最短的时间内呈现于天文馆,这样才能让更多的观众每次来都有惊喜,来了一次还想来,成为孩子们的‘造梦’殿堂。” 

 

05

 

  “每个人把自己的工作做好,都是一份很珍贵的贡献!”专访结束,临别时,办公室墙上的一幅根据叶叔华语录创作的书法吸引住了记者的目光。这是叶叔华对自己的自勉,逐字细读,这其实也是叶先生对忙碌在各行各业、大大小小岗位上的你我,提出的期许。 

 

 

  作为中国VLBI技术发展的开拓者和奠基人,历经34年,叶叔华为中国航天九天揽月、蟾宫折桂,迈向星辰大海织就了一张保驾护航的“天网”; 

  作为中国第一位女天文台长,她用47年的时间,为广大天文爱好者贡献了一座科技和未来感十足的世界最大天文馆;
  作为中国天文地球动力学研究领域的奠基人之一,大可颐养天年的她,依旧坚持每天到天文台上班,筹建SKA亚洲科学中心,让中国在SKA这个世界最大望远镜列阵计划中拥有话语权,为中国天文事业的未来谋篇布局。 

 

 

  这一份份珍贵的贡献,有人赞她是中国天文界最亮的那个星,她却说:“我只是一粒小小的芝麻,在漫漫宇宙长河中,不值得一提,国家的未来和希望还得靠有想法、有闯劲的年轻人担起重任,勇往直前!” 



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