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

文章來(lái)源:上海天文臺(tái)  |  發(fā)布時(shí)間:2021-01-06  |  【打印】 【關(guān)閉

  

來(lái)源:“話匣子”微信公眾號(hào) 

作者:姚軼凡、盛陳銜 

 

  “每天來(lái)到辦公室,已經(jīng)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(lǐng)著記者來(lái)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(lái)到盡頭的901室,用小銅匙開(kāi)門...... 

  


中科院院士、著名天文學(xué)家葉叔華 

 

  “辦公室有點(diǎn)亂,都不好意思請(qǐng)你們進(jìn)來(lái)......"葉叔華微笑著,兩眼好似彎月,嘴角深深的兩個(gè)小酒窩,令眼前這位慈祥可親如鄰家奶奶的天文學(xué)大家越發(fā)平易親和。 

 

        “院士之光”欄目第一期:葉叔華,視頻網(wǎng)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(hào)圓滿完成我國(guó)首次月球采樣返回任務(wù)。 

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

 

 

  凌晨1時(shí)許,北京航天飛行控制中心通過(guò)地面測(cè)控站向嫦娥五號(hào)軌道器和返回器組合體注入高精度導(dǎo)航參數(shù)。 

  凌晨1時(shí)33分,嫦娥五號(hào)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(jìn)入地球大氣層...... 

  凌晨1時(shí)59分,嫦娥五號(hào)返回器在內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域成功著陸。 

  

嫦娥五號(hào)返回器 

 

  “當(dāng)時(shí)大家都非常激動(dòng),也非常非常高興!”回憶起好消息傳來(lái)的那一刻,葉叔華一連用了好幾個(gè)“非?!薄?/span> 

  作為探月工程嫦娥五號(hào)測(cè)控與回收系統(tǒng)的重要組成部分,上海天文臺(tái)牽頭的中國(guó)甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量(VLBI)網(wǎng)與航天測(cè)控網(wǎng),共同完成了嫦娥五號(hào)探測(cè)器各飛行段的測(cè)定軌及定位任務(wù)。 

  23天的飛行,嫦娥五號(hào)相繼完成了11個(gè)飛行段,其中從動(dòng)力下降,到月面采樣,再到月面起飛、交會(huì)對(duì)接......20多次軌道控制,任務(wù)之多,動(dòng)作之復(fù)雜對(duì)天文人而言,挑戰(zhàn)前所未有。 

 

(探月“鐵三角”——中國(guó)繞月探測(cè)工程“嫦娥一號(hào)”總指揮欒恩杰、總設(shè)計(jì)師孫家棟和首席科學(xué)家歐陽(yáng)自遠(yuǎn)贈(zèng)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(hào)任務(wù)中,VLBI測(cè)軌分系統(tǒng)通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新,不斷提高測(cè)定軌技術(shù)能力,課題組的年輕人都非常棒!”這位奶奶級(jí)科學(xué)泰斗,表?yè)P(yáng)起天文臺(tái)一線科研人,毫不吝惜贊美之詞,“我們過(guò)去從射電望遠(yuǎn)鏡接收數(shù)據(jù),到計(jì)算出結(jié)果,至少要6分鐘,現(xiàn)在他們只需1分鐘不到的時(shí)間就能將數(shù)據(jù)發(fā)送到北京指揮控制中心了,非常了不起!” 

 

02

 

  VLBI是一項(xiàng)高精度測(cè)角技術(shù),在月球與深空探測(cè)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(xiàng)技術(shù),簡(jiǎn)而言之,就是把幾個(gè)小的射電望遠(yuǎn)鏡聯(lián)合起來(lái),以達(dá)到一架大望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)效果。 

  如今,VLBI在探月工程和行星探測(cè)中已經(jīng)大顯身手。然而在48年前,當(dāng)葉叔華前瞻性、開(kāi)創(chuàng)性地提出要建設(shè)中國(guó)VLBI網(wǎng)時(shí),這項(xiàng)技術(shù)卻并不被看好。 

  當(dāng)時(shí),即便是涉足這一領(lǐng)域最早的美國(guó)和加拿大,其理論和技術(shù)也都處于起步摸索階段;再者,建成VLBI網(wǎng)絡(luò)至少需要在國(guó)內(nèi)選址建造兩臺(tái)直徑至少25米的射電望遠(yuǎn)鏡,這需要巨大的經(jīng)費(fèi)支撐,對(duì)于當(dāng)時(shí)尚處于上個(gè)世紀(jì)70年代上半葉的中國(guó),可謂難上加難。 

 

葉叔華在丹容等高儀上觀測(cè)(1959年)

 

  葉叔華認(rèn)準(zhǔn)目標(biāo),就不輕言放棄,她認(rèn)定中國(guó)要想立于天體測(cè)量的世界前沿,錯(cuò)失了VLBI就錯(cuò)失了未來(lái),“從當(dāng)時(shí)看,VLBI就是天文觀測(cè)中分辨率最高的技術(shù),天體測(cè)量和天體物理都可以用,前途無(wú)量。” 

  四處奔走,多方游說(shuō),在葉叔華鍥而不舍的努力下,VLBI計(jì)劃終于獲得了中國(guó)科學(xué)院的重視,入圍中科院1974年--1975年重要科學(xué)研究項(xiàng)目。 

  上世紀(jì)80年代初,上海天文臺(tái)VLBI項(xiàng)目正式上馬。葉叔華帶領(lǐng)著項(xiàng)目組從6米口徑射電望遠(yuǎn)鏡起步,到1987年建成25米口徑射電望遠(yuǎn)鏡,再到力排眾議選擇烏魯木齊,1994年建成第二個(gè)VLBI站,克服技術(shù)和經(jīng)費(fèi)的道道難關(guān),基本建成VLBI網(wǎng)絡(luò)?!爱?dāng)時(shí)經(jīng)費(fèi)很緊張,有人說(shuō)全國(guó)天文界的科研經(jīng)費(fèi)全被我一個(gè)人用掉了?!?/span> 

  

葉叔華提議在中國(guó)建立三個(gè)VLBI站

 

  起初,葉叔華繪制的“中國(guó)VLBI網(wǎng)”藍(lán)圖是“上海--昆明--烏魯木齊”三角網(wǎng)。由于經(jīng)費(fèi)緊張,昆明站只得暫時(shí)擱置。 

  上個(gè)世紀(jì)90年代初,我國(guó)科學(xué)界開(kāi)始推動(dòng)探月計(jì)劃,葉叔華代表上海天文臺(tái)主動(dòng)請(qǐng)纓,提出運(yùn)用VLBI技術(shù),為探月進(jìn)行軌道設(shè)計(jì)和測(cè)軌。 

  在探月工程之前,我國(guó)發(fā)射的衛(wèi)星都是繞地衛(wèi)星,最遠(yuǎn)距離不過(guò)8萬(wàn)公里,而“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星的目標(biāo)是深空38萬(wàn)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(duì)測(cè)控設(shè)備的“眼力”和精準(zhǔn)度一下子提高了1--2個(gè)數(shù)量級(jí)。 

  既要足夠遠(yuǎn)又要足夠準(zhǔn),如此高要求的觀測(cè)當(dāng)時(shí)唯有天文臺(tái)才能擔(dān)此重任。葉叔華瞅準(zhǔn)機(jī)遇,提出“改造VLBI網(wǎng),承擔(dān)探月衛(wèi)星測(cè)軌任務(wù)”的建議,北京密云和昆明兩個(gè)VLBI站相繼加入。 

  2007年10月24日,“嫦娥一號(hào)”在西昌成功發(fā)射。4個(gè)VLBI站組成的這臺(tái)口徑相當(dāng)于3000公里的“超級(jí)望遠(yuǎn)鏡”——VLBI測(cè)軌分系統(tǒng)正式投入使用,助力“嫦娥”奔月。 

  從調(diào)相軌道,到進(jìn)入月球軌道......53天時(shí)間里,VLBI測(cè)軌分系統(tǒng)每天進(jìn)行全程準(zhǔn)實(shí)時(shí)跟蹤測(cè)量,這是我國(guó)首次將VLBI技術(shù)運(yùn)用于航天工程,也是世界上首次將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于探月工程的準(zhǔn)實(shí)時(shí)軌道測(cè)量,為后來(lái)的嫦娥五號(hào)實(shí)現(xiàn)“繞、落、回”,奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)和理論基礎(chǔ)。

 

03

 

  探月工程初嘗勝果,帶領(lǐng)上海天文臺(tái)為“嫦娥”保駕護(hù)航的葉叔華也已步入80歲。在VLBI夢(mèng)想成真后,目光長(zhǎng)遠(yuǎn)的葉叔華又開(kāi)始為中國(guó)天文事業(yè)謀劃下一個(gè)“風(fēng)口”——建立SKA亞洲科學(xué)中心。 

  1993年,葉叔華前往日本參加國(guó)際無(wú)線電科學(xué)聯(lián)盟第24屆綜合性學(xué)術(shù)大會(huì),當(dāng)時(shí)國(guó)際天文界熱議的一個(gè)名為“平方公里射電陣”——SKA的設(shè)想令葉叔華深深著迷。 

  如同40多年前,認(rèn)定不能錯(cuò)失“VLBI”一樣,葉叔華的心中再次埋下一個(gè)念想,中國(guó)不能錯(cuò)失“SKA”。 

  所謂“平方公里射電陣”,是一個(gè)巨型射電望遠(yuǎn)鏡陣列,由數(shù)千個(gè)安裝于南半球南非和澳大利亞兩個(gè)臺(tái)址的天線組成,每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量預(yù)計(jì)是當(dāng)下全球互聯(lián)網(wǎng)總流量的10倍,在解答一系列基本科學(xué)問(wèn)題方面被科學(xué)界寄予厚望。 

 

 

  “人類對(duì)于宇宙的認(rèn)知還非常有限,宇宙的起源和演化、銀河系結(jié)構(gòu)、行星的形成和分布......這些待解‘謎團(tuán)’的‘鑰匙’也許就在SKA里?!痹谌~叔華的推動(dòng)下,中國(guó)成為了這個(gè)世界最大望遠(yuǎn)鏡列陣的創(chuàng)始國(guó)。耄耋之年的葉叔華傾盡全力在上海推動(dòng)籌建SKA亞洲科學(xué)中心。 

  “SKA產(chǎn)生的龐大數(shù)據(jù)需要深度分析和加工后才能被科學(xué)家使用,這些工作將由分布于幾大洲的區(qū)域數(shù)據(jù)中心合作完成?!比~叔華說(shuō),籌建中的上海SKA亞洲科學(xué)中心希望能承擔(dān)亞太地區(qū)數(shù)據(jù)分析和加工,而且已經(jīng)取得一定的階段性成果,“去年,上海天文臺(tái)研制出了世界首臺(tái)SKA區(qū)域中心原型機(jī),將用于處理國(guó)內(nèi)外SKA先導(dǎo)望遠(yuǎn)鏡所產(chǎn)生的數(shù)據(jù),支持全球用戶的SKA科學(xué)預(yù)研究?!?/span> 

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

 

04

 

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

 

上海天文館

 

  “非常期待開(kāi)館的那一天。就建筑本身而言,這個(gè)天文館已經(jīng)比我最初設(shè)想的好太多?!睆奶嶙h,到藍(lán)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(kāi)葉叔華不遺余力的推動(dòng)。 

  早在1974年,國(guó)家就特別批準(zhǔn)在上海建天文館。但當(dāng)時(shí)國(guó)家好多事情都急等用錢,上海天文館的建設(shè)只得擱置。2016年11月,項(xiàng)目重啟,作為上??萍拣^的一個(gè)分館,上海天文館歷時(shí)三年多的建設(shè),于2020年上半年通過(guò)竣工綜合驗(yàn)收,目前正處于展覽展示的深化設(shè)計(jì)與裝飾施工階段。 

  

上海天文館 

 

  要為觀眾還原一個(gè)真實(shí)美麗星空的上海天文館,其絕妙的設(shè)計(jì)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(jí)的天文館,它將承擔(dān)很重要的科普任務(wù)?!痹谌~叔華看來(lái),設(shè)計(jì)師的奇思妙想已經(jīng)令上海天文館“天生麗質(zhì)”,但決定其能否成為一座優(yōu)秀的天文館,還得靠展陳說(shuō)話,“常辦常新將是未來(lái)管理團(tuán)隊(duì)的首要任務(wù),特別是要把人類探知宇宙的最新成果在最短的時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)于天文館,這樣才能讓更多的觀眾每次來(lái)都有驚喜,來(lái)了一次還想來(lái),成為孩子們的‘造夢(mèng)’殿堂?!?/span> 

 

05

 

  “每個(gè)人把自己的工作做好,都是一份很珍貴的貢獻(xiàn)!”專訪結(jié)束,臨別時(shí),辦公室墻上的一幅根據(jù)葉叔華語(yǔ)錄創(chuàng)作的書(shū)法吸引住了記者的目光。這是葉叔華對(duì)自己的自勉,逐字細(xì)讀,這其實(shí)也是葉先生對(duì)忙碌在各行各業(yè)、大大小小崗位上的你我,提出的期許。 

 

 

  作為中國(guó)VLBI技術(shù)發(fā)展的開(kāi)拓者和奠基人,歷經(jīng)34年,葉叔華為中國(guó)航天九天攬?jiān)?、蟾宮折桂,邁向星辰大??椌土艘粡埍q{護(hù)航的“天網(wǎng)”; 

  作為中國(guó)第一位女天文臺(tái)長(zhǎng),她用47年的時(shí)間,為廣大天文愛(ài)好者貢獻(xiàn)了一座科技和未來(lái)感十足的世界最大天文館;
  作為中國(guó)天文地球動(dòng)力學(xué)研究領(lǐng)域的奠基人之一,大可頤養(yǎng)天年的她,依舊堅(jiān)持每天到天文臺(tái)上班,籌建SKA亞洲科學(xué)中心,讓中國(guó)在SKA這個(gè)世界最大望遠(yuǎn)鏡列陣計(jì)劃中擁有話語(yǔ)權(quán),為中國(guó)天文事業(yè)的未來(lái)謀篇布局。 

 

 

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