上海天文台VLBI团队争分夺秒 让地球“大眼睛”看得更准更清-LMLPHP

资料图:天马望远镜 记者 孙中钦 摄

寂静的夏夜,当星星调皮地闪耀在天空时,总会和地球上几双始终望向它们的“大眼睛”打招呼。它们都是VLBI(甚长基线干涉测量技术)的成员,其中就有申城市民熟悉的,位于松江佘山的天马望远镜。

突如其来的新冠肺炎疫情曾让很多行业按下了“暂停键”,但中国科学院上海天文台VLBI团队却争分夺秒按下“重启键”。这些天,团队里的年轻人戴上口罩,奔赴北京密云、云南昆明、新疆乌鲁木齐,为VLBI网的“小伙伴”们调试新系统。他们既要确保日常观测的开展,也要为我国火星探测器的首次造访“保驾护航”。大家都明白,只有脚踏实地,才能更好仰望星空。

保障观测任务

“刚接到复工通知的时候,大家心里或多或少还是有些忐忑的。”上海天文台射电天文与技术研究室的夏博回忆。事实上,早在1月30日,天马测站就执行了今年首次嫦娥四号观测任务。

2月16日复工首日,夏博用了半天时间对系统进行检查和恢复,而平日里这些工作只需要一两个小时就能完成。“疫情期间,只有一个人值班,需要从天线伺服机房、压缩机房、馈源舱、冷水机房到观测室来来回回数次,及时发现潜在问题,恢复观测。”他告诉记者。VLBI团队里的巾帼力量也当仁不让,积极参与夜间观测,保障了天线的有效运行。

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资料图:天马望远镜 杨建正 摄

那段时间,夏博的主要工作还包括协调国内外VLBI的观测时间。“国内疫情期间,国际上对天马望远镜能否参加观测非常关注,我需要将真实情况及时通报。”他介绍,“而当疫情在全球暴发时,国际上有些台站被迫停工,可能需要我们代替完成观测任务,这些都得提前协调安排。”据悉,天马望远镜在3月运行时间接近700小时,完成嫦娥四号、欧洲VLBI网及东亚VLBI网的所有观测任务。

提高测量精度

作为现代天文观测中分辨本领最高的观测手段之一,甚长基线干涉测量(VLBI)网各个观测单元之间不需要电的连接,而是采用独立本振技术,通过联合数台小望远镜来达到一台大型望远镜的观测效果。在大家熟知的嫦娥四号任务中,天马望远镜就与北京密云站、云南昆明站、乌鲁木齐南山站的射电望远镜携手组成VLBI网。

今年7月,备受瞩目的火星探测将迎来发射窗口期,届时,包括我国“天问一号”、美国“毅力号”和阿联酋“希望号”在内的多国火星探测器,将“同台竞技”奔向火星。天马测站总工程师刘庆会告诉记者,这次天马望远镜将和“伙伴”们继续承担火星探测器的VLBI测定轨任务,为其护驾导航。“月球距离地球平均距离约38万公里,最远距离可达40万公里;而火星距离地球最远可达4亿公里。”刘庆会透露,“VLBI同样的测量精度,最终位置的相应误差会成倍放大。在这次任务中要想测得准,就必须将精度提高。”为此,VLBI的成员们免不了升级改造一番。

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图说:水汽辐射计 记者 郜阳 摄

“比如水汽辐射计,主要测量大气的时延。”刘庆会指着院子里长得像气象站的仪器介绍,“这几台设备目前还在天马望远镜处测试,之后就会被安装到各个测站。”

设备的更新换代原本年初就要落实,可受到疫情的影响,不得不“闷”了几个月。如今,上海天文台VLBI团队争分夺秒来到各测站安装设备,力争将失去的时间补回来。“每个测站的系统都很复杂,并不是将设备搬过去、插上电就可以了,需要我们团队现场调试。”他补充说。

年轻一代挑大梁

让VLBI“看”得更准,是大家共同的心愿。高级工程师孙云霞参与研发致冷接收机,她告诉记者,其内部可达零下260摄氏度,需要抽真空加上液氦循环才能保证如此低温。“这是为了降低自身的温度和辐射,如此才能看清楚数亿公里远的探测器的信号,甚至数十亿光年远的射电源的信号。”

另一位高级工程师江永琛不久前参与了新疆、云南两地测站基准信号传输系统的安装,这套系统能够自我修正,从而把观测室内氢钟的信号稳定地传输到望远镜的馈源舱,供那儿的接收机和采集终端使用。“氢钟的信号主要通过电缆传输,然而外界的温度变化或是微小的抖动都会引起电缆热伸缩的变化,从而相位的变化。这套系统能弱化这些影响,也是为了能测得更准。”江永琛说。

令刘庆会欣慰的是,年轻一代也在一次次任务和考验中成长了起来。“我们从老一辈科学家身上学到了不怕困难、不畏艰苦、担当奉献的品格,我们会在接下去的任务中传承和发扬好这些精神。”夏博坚定地说。

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