【上海人民廣播電臺·話匣子】“還想把兩臺射電望遠鏡送上太空!”逐夢不止的葉叔華:我只是一粒小小的芝麻,在漫漫宇宙長河中,不值得一提......

來源:“話匣子”微信公眾號 

作者:姚軼凡、盛陳銜 

 

  “每天來到辦公室,已經成為我生命的一部分,而不僅僅是生活的一部分?!辈铰妮p巧,耳聰目明,今年6月就將年滿94歲的葉叔華,領著記者來到天文大廈9樓,掏出小棉布包裹著的門禁卡,刷卡步入走廊,來到盡頭的901室,用小銅匙開門...... 

  


中科院院士、著名天文學家葉叔華 

 

  “辦公室有點亂,都不好意思請你們進來......"葉叔華微笑著,兩眼好似彎月,嘴角深深的兩個小酒窩,令眼前這位慈祥可親如鄰家奶奶的天文學大家越發平易親和。 

 

        “院士之光”欄目第一期:葉叔華,視頻網址:https://v.qq.com/x/page/e32174p3mfz.html

 

01

 

  與葉叔華相約專訪,緣起2020年12月17日,嫦娥五號圓滿完成我國首次月球采樣返回任務。 

  那天凌晨,已鮐背之年的葉叔華來到位于佘山的上海天文臺VLBI深空探測指揮控制中心,她要與天文臺的同事們一起,共同見證激動人心的那一刻。 

 

 

  凌晨1時許,北京航天飛行控制中心通過地面測控站向嫦娥五號軌道器和返回器組合體注入高精度導航參數。 

  凌晨1時33分,嫦娥五號返回器在距地面高度約120公里處,以接近第二宇宙速度(約為11.2千米/秒)高速進入地球大氣層...... 

  凌晨1時59分,嫦娥五號返回器在內蒙古四子王旗預定區域成功著陸。 

  

嫦娥五號返回器 

 

  “當時大家都非常激動,也非常非常高興!”回憶起好消息傳來的那一刻,葉叔華一連用了好幾個“非?!?。 

  作為探月工程嫦娥五號測控與回收系統的重要組成部分,上海天文臺牽頭的中國甚長基線干涉測量(VLBI)網與航天測控網,共同完成了嫦娥五號探測器各飛行段的測定軌及定位任務。 

  23天的飛行,嫦娥五號相繼完成了11個飛行段,其中從動力下降,到月面采樣,再到月面起飛、交會對接......20多次軌道控制,任務之多,動作之復雜對天文人而言,挑戰前所未有。 

 

(探月“鐵三角”——中國繞月探測工程“嫦娥一號”總指揮欒恩杰、總設計師孫家棟和首席科學家歐陽自遠贈送給葉叔華的月球儀,一直被葉先生視若珍寶。) 

 

  “在這次嫦娥五號任務中,VLBI測軌分系統通過技術創新,不斷提高測定軌技術能力,課題組的年輕人都非常棒!”這位奶奶級科學泰斗,表揚起天文臺一線科研人,毫不吝惜贊美之詞,“我們過去從射電望遠鏡接收數據,到計算出結果,至少要6分鐘,現在他們只需1分鐘不到的時間就能將數據發送到北京指揮控制中心了,非常了不起!” 

 

02

 

  VLBI是一項高精度測角技術,在月球與深空探測器快速、高精度定軌和定位方面,有著不可或缺的重要作用。這項技術,簡而言之,就是把幾個小的射電望遠鏡聯合起來,以達到一架大望遠鏡的觀測效果。 

  如今,VLBI在探月工程和行星探測中已經大顯身手。然而在48年前,當葉叔華前瞻性、開創性地提出要建設中國VLBI網時,這項技術卻并不被看好。 

  當時,即便是涉足這一領域最早的美國和加拿大,其理論和技術也都處于起步摸索階段;再者,建成VLBI網絡至少需要在國內選址建造兩臺直徑至少25米的射電望遠鏡,這需要巨大的經費支撐,對于當時尚處于上個世紀70年代上半葉的中國,可謂難上加難。 

 

葉叔華在丹容等高儀上觀測(1959年)

 

  葉叔華認準目標,就不輕言放棄,她認定中國要想立于天體測量的世界前沿,錯失了VLBI就錯失了未來,“從當時看,VLBI就是天文觀測中分辨率最高的技術,天體測量和天體物理都可以用,前途無量?!?/span> 

  四處奔走,多方游說,在葉叔華鍥而不舍的努力下,VLBI計劃終于獲得了中國科學院的重視,入圍中科院1974年--1975年重要科學研究項目。 

  上世紀80年代初,上海天文臺VLBI項目正式上馬。葉叔華帶領著項目組從6米口徑射電望遠鏡起步,到1987年建成25米口徑射電望遠鏡,再到力排眾議選擇烏魯木齊,1994年建成第二個VLBI站,克服技術和經費的道道難關,基本建成VLBI網絡?!爱敃r經費很緊張,有人說全國天文界的科研經費全被我一個人用掉了?!?/span> 

  

葉叔華提議在中國建立三個VLBI站

 

  起初,葉叔華繪制的“中國VLBI網”藍圖是“上海--昆明--烏魯木齊”三角網。由于經費緊張,昆明站只得暫時擱置。 

  上個世紀90年代初,我國科學界開始推動探月計劃,葉叔華代表上海天文臺主動請纓,提出運用VLBI技術,為探月進行軌道設計和測軌。 

  在探月工程之前,我國發射的衛星都是繞地衛星,最遠距離不過8萬公里,而“嫦娥一號”衛星的目標是深空38萬公里。 

  站在地球上,想要“看”清月亮上空以每秒1000多米速度飛行的“嫦娥”,對測控設備的“眼力”和精準度一下子提高了1--2個數量級。 

  既要足夠遠又要足夠準,如此高要求的觀測當時唯有天文臺才能擔此重任。葉叔華瞅準機遇,提出“改造VLBI網,承擔探月衛星測軌任務”的建議,北京密云和昆明兩個VLBI站相繼加入。 

  2007年10月24日,“嫦娥一號”在西昌成功發射。4個VLBI站組成的這臺口徑相當于3000公里的“超級望遠鏡”——VLBI測軌分系統正式投入使用,助力“嫦娥”奔月。 

  從調相軌道,到進入月球軌道......53天時間里,VLBI測軌分系統每天進行全程準實時跟蹤測量,這是我國首次將VLBI技術運用于航天工程,也是世界上首次將這項技術應用于探月工程的準實時軌道測量,為后來的嫦娥五號實現“繞、落、回”,奠定了堅實的技術和理論基礎。

 

03

 

  探月工程初嘗勝果,帶領上海天文臺為“嫦娥”保駕護航的葉叔華也已步入80歲。在VLBI夢想成真后,目光長遠的葉叔華又開始為中國天文事業謀劃下一個“風口”——建立SKA亞洲科學中心。 

  1993年,葉叔華前往日本參加國際無線電科學聯盟第24屆綜合性學術大會,當時國際天文界熱議的一個名為“平方公里射電陣”——SKA的設想令葉叔華深深著迷。 

  如同40多年前,認定不能錯失“VLBI”一樣,葉叔華的心中再次埋下一個念想,中國不能錯失“SKA”。 

  所謂“平方公里射電陣”,是一個巨型射電望遠鏡陣列,由數千個安裝于南半球南非和澳大利亞兩個臺址的天線組成,每天產生的數據量預計是當下全球互聯網總流量的10倍,在解答一系列基本科學問題方面被科學界寄予厚望。 

 

 

  “人類對于宇宙的認知還非常有限,宇宙的起源和演化、銀河系結構、行星的形成和分布......這些待解‘謎團’的‘鑰匙’也許就在SKA里?!痹谌~叔華的推動下,中國成為了這個世界最大望遠鏡列陣的創始國。耄耋之年的葉叔華傾盡全力在上海推動籌建SKA亞洲科學中心。 

  “SKA產生的龐大數據需要深度分析和加工后才能被科學家使用,這些工作將由分布于幾大洲的區域數據中心合作完成?!比~叔華說,籌建中的上海SKA亞洲科學中心希望能承擔亞太地區數據分析和加工,而且已經取得一定的階段性成果,“去年,上海天文臺研制出了世界首臺SKA區域中心原型機,將用于處理國內外SKA先導望遠鏡所產生的數據,支持全球用戶的SKA科學預研究?!?/span> 

  葉叔華還有一個愿望,希望能在太空放兩個30米口徑的射電望遠鏡,在深空開展精密低頻段射電觀測,“空中的兩個射電望遠鏡一旦與地面上的SKA形成響應與配合,也許將為人類探索宇宙奧秘帶來更大的驚喜和變革?!?/span> 

 

04

 

  永遠心懷夢想,而又不止于夢想的葉叔華,2021年之于她又將是一個“圓夢”之年——位于浦東臨港的上海天文館有望于今年夏天開館。 

 

上海天文館

 

  “非常期待開館的那一天。就建筑本身而言,這個天文館已經比我最初設想的好太多?!睆奶嶙h,到藍圖,直至拔地而起,這座全球最大的天文館得以在上海建成,離不開葉叔華不遺余力的推動。 

  早在1974年,國家就特別批準在上海建天文館。但當時國家好多事情都急等用錢,上海天文館的建設只得擱置。2016年11月,項目重啟,作為上??萍拣^的一個分館,上海天文館歷時三年多的建設,于2020年上半年通過竣工綜合驗收,目前正處于展覽展示的深化設計與裝飾施工階段。 

  

上海天文館 

 

  要為觀眾還原一個真實美麗星空的上海天文館,其絕妙的設計令去年夏天第一次到訪的葉叔華直呼“非同凡響”! 

  “這必將是一座世界級的天文館,它將承擔很重要的科普任務?!痹谌~叔華看來,設計師的奇思妙想已經令上海天文館“天生麗質”,但決定其能否成為一座優秀的天文館,還得靠展陳說話,“常辦常新將是未來管理團隊的首要任務,特別是要把人類探知宇宙的最新成果在最短的時間內呈現于天文館,這樣才能讓更多的觀眾每次來都有驚喜,來了一次還想來,成為孩子們的‘造夢’殿堂?!?/span> 

 

05

 

  “每個人把自己的工作做好,都是一份很珍貴的貢獻!”專訪結束,臨別時,辦公室墻上的一幅根據葉叔華語錄創作的書法吸引住了記者的目光。這是葉叔華對自己的自勉,逐字細讀,這其實也是葉先生對忙碌在各行各業、大大小小崗位上的你我,提出的期許。 

 

 

  作為中國VLBI技術發展的開拓者和奠基人,歷經34年,葉叔華為中國航天九天攬月、蟾宮折桂,邁向星辰大??椌土艘粡埍q{護航的“天網”; 

  作為中國第一位女天文臺長,她用47年的時間,為廣大天文愛好者貢獻了一座科技和未來感十足的世界最大天文館;
  作為中國天文地球動力學研究領域的奠基人之一,大可頤養天年的她,依舊堅持每天到天文臺上班,籌建SKA亞洲科學中心,讓中國在SKA這個世界最大望遠鏡列陣計劃中擁有話語權,為中國天文事業的未來謀篇布局。 

 

 

  這一份份珍貴的貢獻,有人贊她是中國天文界最亮的那個星,她卻說:“我只是一粒小小的芝麻,在漫漫宇宙長河中,不值得一提,國家的未來和希望還得靠有想法、有闖勁的年輕人擔起重任,勇往直前!” 



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