陳中在上海天文臺(tái)VLBI深空探測(cè)指揮控制中心

浙江在線-臺(tái)州頻道3月2日訊（浙江在線記者 趙靜）“將機(jī)械枯燥的數(shù)據(jù)演繹成‘天問一號(hào)’在遙遠(yuǎn)太空的漫步路線，是屬于理科生的極致浪漫。”作為中國(guó)首次火星探測(cè)工程測(cè)控系統(tǒng)VLBI測(cè)軌分系統(tǒng)總體組主任設(shè)計(jì)師，整個(gè)2月份，浙江溫嶺籍工程師陳中都陪著“天問一號(hào)”加班。從“嫦娥工程”開始，陳中跟隨中國(guó)航天深空探測(cè)的進(jìn)程一步步成長(zhǎng)。

為“天問一號(hào)”測(cè)軌觀測(cè)，對(duì)他來(lái)說(shuō)，是一場(chǎng)前所未有的挑戰(zhàn)，也是一次夢(mèng)寐以求的圓夢(mèng)之旅。

　　天問一號(hào)制動(dòng)捕獲效果圖。 圖片來(lái)源中國(guó)航天科技集團(tuán)八院

為2億公里外的“天問”導(dǎo)航

　　2月28日中午，陳中一如往常，提前來(lái)到中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)VLBI深空探測(cè)指揮中心。所謂VLBI（即甚長(zhǎng)基線干涉）技術(shù)，就是將幾臺(tái)射電望遠(yuǎn)鏡，通過干涉的方法聯(lián)網(wǎng)同時(shí)工作，使其測(cè)量精度或測(cè)量分辨率，等效于一臺(tái)巨型望遠(yuǎn)鏡。中心監(jiān)視大屏上，宛如心電圖波形似的脈沖信號(hào)，就是“天問一號(hào)”從2億公里外傳回的數(shù)據(jù)。

　　2月24日6時(shí)29分，中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)“天問一號(hào)”再傳喜訊，探測(cè)器成功實(shí)施第三次近火制動(dòng)，進(jìn)入火星停泊軌道。

　　這背后，離不開一群科學(xué)家在上海天文臺(tái)VLBI深空探測(cè)指揮中心的日夜忙碌。VLBI測(cè)軌定位系統(tǒng)是做什么的呢？“假如把‘天問一號(hào)’看成無(wú)人自動(dòng)駕駛，那VLBI就是它的精準(zhǔn)導(dǎo)航。”陳中打了個(gè)比方，“天問一號(hào)”飛行路線是預(yù)設(shè)好的，但在旅行的途中，會(huì)受到太陽(yáng)和其他行星的引力影響，一段時(shí)間之后軌道會(huì)產(chǎn)生稍許偏差。而VLBI可以在1分鐘內(nèi)觀測(cè)實(shí)時(shí)計(jì)算出它的精確軌道位置，并把結(jié)果傳送給千里之外的北京，一旦發(fā)生偏航，立即下達(dá)指令進(jìn)行調(diào)整。

　　茫茫宇宙中，VLBI如同燈塔指引著“天問一號(hào)”前行，陳中對(duì)浩瀚太空的向往，也如灼灼朝陽(yáng)，照亮了未來(lái)的路。

　　1979年，陳中出生于濱海之城溫嶺，少年時(shí)期，他的床頭堆滿了《飛碟探索》雜志，喜歡《外星人E.T.》《星球大戰(zhàn)》等科幻電影，他的目光常常掠過逶迤青山、大海行舟，望向了神秘?zé)o垠的太空。一張哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的創(chuàng)世紀(jì)宇宙星云圖像，恢弘而夢(mèng)幻，令他經(jīng)年難忘。1997年，陳中從溫嶺中學(xué)畢業(yè)，考入四川大學(xué)自動(dòng)控制系，2001年大學(xué)畢業(yè)進(jìn)入中科院上海天文臺(tái)工作，那是離星空更近的地方。

　　剛過去的大年三十，陳中沒有回家，留在指控中心加班。從“天問一號(hào)”升空開始，6個(gè)月來(lái)，VLBI測(cè)控系統(tǒng)已經(jīng)對(duì)其進(jìn)行了4次軌道修正，1次深空機(jī)動(dòng)，接下來(lái)還要做多次近火制動(dòng)。整個(gè)2月是“天問一號(hào)”實(shí)施火星捕獲的關(guān)鍵期。

　　“在這個(gè)階段，探測(cè)器距離地球約2億公里，一個(gè)小角度的測(cè)量誤差，對(duì)應(yīng)到火星的位置，誤差可能達(dá)到幾十甚至上百公里。國(guó)外的火星探測(cè)史上，就發(fā)生過探測(cè)器一頭撞在火星地面，或者與火星擦肩而過，功虧一簣。執(zhí)行這次重大任務(wù)，責(zé)任重大，我們既有壓力，但也深感驕傲。”陳中說(shuō)。

精度達(dá)國(guó)際最先進(jìn)水平

　　“‘嫦娥一號(hào)’時(shí)期，VLBI系統(tǒng)完成測(cè)軌定位需要10分鐘；到‘嫦娥三號(hào)’，時(shí)間縮短為1分鐘，精度提高了10倍；現(xiàn)在‘天問一號(hào)’也是1分鐘完成測(cè)軌定位，但難度不可同日而語(yǔ)。”陳中拋出了一串?dāng)?shù)據(jù)。

　　月球探測(cè)是航天深空探測(cè)的起步和門檻。2004年“嫦娥工程”立項(xiàng)之初，就遭遇一只只“攔路虎”，其中之一便是無(wú)法快速精準(zhǔn)地測(cè)算探測(cè)器飛行軌道。中科院上海天文臺(tái)提出應(yīng)用射電天文VLBI技術(shù)，陳中開始從天文觀測(cè)轉(zhuǎn)向航天觀測(cè)，全力以赴進(jìn)行滿足航天工程的VLBI系統(tǒng)適應(yīng)性改造。

　　2005年秋天，在云南昆明郊外，星河璀璨，陳中和同事擠在一輛卡車改裝的流動(dòng)觀測(cè)站里，徹夜不眠地觀測(cè)、調(diào)試、處理數(shù)據(jù)，耳邊盡是蚊蟲的嗡嗡聲。“那時(shí)，我們的研發(fā)小有成果。上海佘山、云南、新疆的3臺(tái)望遠(yuǎn)鏡可以組成最基本的VLBI觀測(cè)系統(tǒng)，在佘山已經(jīng)試驗(yàn)過很多次，我們就興奮地扛著設(shè)備乘飛機(jī)到云南天文臺(tái)調(diào)試，去一次一般待三四天。”陳中回憶。

　　從無(wú)到有，絕非一蹴而就。除了技術(shù)，最重要的是建立適應(yīng)航天任務(wù)的指揮系統(tǒng)控制中心，實(shí)現(xiàn)規(guī)范化調(diào)度、指揮、任務(wù)執(zhí)行。2006年，在徐家匯天文大廈，由幾間辦公室打通而成的簡(jiǎn)易指揮中心成立，陳中擔(dān)任負(fù)責(zé)人，這便是VLBI深空探測(cè)指揮中心的雛形。后來(lái)，正是它，為“嫦娥工程”奔月之旅護(hù)航。

　　十余年間，“嫦娥工程”收獲了累累碩果，陳中也在崗位上不斷提升，2015年，他完成了中國(guó)科學(xué)院大學(xué)天文技術(shù)與方法專業(yè)的碩博連讀。

　　“只有測(cè)得準(zhǔn)，才能控得準(zhǔn)。‘天問一號(hào)’又是全新的考驗(yàn)。”陳中說(shuō)。難在哪里？火星最遠(yuǎn)的時(shí)候距離地球超過4億公里，約是地月距離的1000倍，“嫦娥”系列探測(cè)器的信號(hào)傳回地球只需1秒，“天問一號(hào)”的無(wú)線電信號(hào)傳到地球需十幾分鐘，信號(hào)經(jīng)過長(zhǎng)距離的傳輸會(huì)大大衰減，且這是中國(guó)首次火星探測(cè)，沒有先例可考，難度呈指數(shù)級(jí)上升。

　　從2017年開始，為完成“天問一號(hào)”的測(cè)軌工作，VLBI射電望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)站和深空探測(cè)指控中心研發(fā)和升級(jí)了40多套國(guó)產(chǎn)并具有自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軟硬件系統(tǒng)來(lái)大幅提高測(cè)量精度。

　　這套VLBI系統(tǒng)，測(cè)量有多精準(zhǔn)呢？目前它的時(shí)延測(cè)量精度達(dá)到0.1納秒！觀測(cè)38萬(wàn)公里外的月球上的嫦娥五號(hào)，誤差優(yōu)于百米；觀測(cè)2億公里外的火星上的天問一號(hào)，誤差優(yōu)于4公里，達(dá)到國(guó)際最先進(jìn)水平。

宇宙探索之旅仍在路上

　　翻開陳中的朋友圈，2月10日，一條“天問一號(hào)環(huán)繞火星成功！加班陪它過春節(jié)！”的訊息收獲了滿屏點(diǎn)贊。

　　面對(duì)贊譽(yù)，陳中很冷靜，坦言這是個(gè)極其考驗(yàn)團(tuán)隊(duì)合作的工作：“我只是其中一枚螺絲釘。我們VLBI中心現(xiàn)在工作的成員來(lái)自于各個(gè)學(xué)科背景，還有碩士生、博士生一起參與觀測(cè)值班與數(shù)據(jù)處理工作，取得的任何成果都離不開團(tuán)隊(duì)之間的默契配合。”

　　在工作之外，陳中喜歡運(yùn)動(dòng)，學(xué)生時(shí)代他曾經(jīng)代表學(xué)校多次參加籃球比賽，還曾作為籃球隊(duì)主力，帶著隊(duì)員拿下單位籃球比賽冠軍。

　　“爸爸，火星上有沒有火山，還會(huì)噴發(fā)嗎？”陳中7歲的女兒小櫻桃剛上小學(xué)一年級(jí)，房間地板上還翻開著哈勃望遠(yuǎn)鏡記錄下的壯美畫冊(cè)。最近她的睡前故事，多半是關(guān)于火星的。小櫻桃非常為有這樣一個(gè)老爸驕傲，她仰望星空時(shí)留下的好奇，也許又會(huì)種下一顆找尋答案的種子。

　　受疫情的影響，加上工作繁忙，陳中已經(jīng)快兩年沒回溫嶺了，“長(zhǎng)輩眼睛不太好，小輩就讀‘天問一號(hào)’最新的消息給他們聽，也讓老人高興高興。”

　　如果“天問一號(hào)”成功著陸并運(yùn)行，將成為人類史上首個(gè)第一次火星探測(cè)就完成“繞、落、巡”的探測(cè)器。“接下來(lái)還有幾道坎要過，期待5月至6月的落火時(shí)刻。”陳中說(shuō)。

　　繼探月之后，“天問一號(hào)”任務(wù)揭開了中國(guó)行星探測(cè)的序幕。而陳中，這位年輕航天人的探索之旅，同樣也在路上，向著星辰大海邁進(jìn)。