當(dāng)前熱議!他們承擔(dān)重要科研任務(wù)，但名字很少出現(xiàn)在論文里

這是一支很少被外人看到的團(tuán)隊(duì)?？萍颊撐睦锖苌儆兴麄兊拿郑侣劙l(fā)布會(huì)上也很少有他們的身影。但他們隨叫隨到，一年365天無(wú)休，手機(jī)24小時(shí)不靜音。

胡鈦是這個(gè)團(tuán)隊(duì)的“頭兒”——中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心科學(xué)衛(wèi)星綜合運(yùn)控中心團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、主任。2月13日，團(tuán)隊(duì)被評(píng)為“2022年中國(guó)科學(xué)院年度團(tuán)隊(duì)”，胡鈦笑著說(shuō)：“這大概是我們多年支撐科學(xué)衛(wèi)星運(yùn)行的‘苦勞’吧。”

力挺“夸父”

“7AE5。”“對(duì)?！?/p>

“94FC?！薄皩?duì)?！?/p>

“A41D?！薄皩?duì)?！?/p>

2月16日下午三點(diǎn)，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心科學(xué)衛(wèi)星綜合運(yùn)控中心（以下簡(jiǎn)稱綜合運(yùn)控中心）的綜合運(yùn)管間，地面支撐系統(tǒng)總體技術(shù)分系統(tǒng)副主任設(shè)計(jì)師張薇和工程師曹中峰正在逐條核對(duì)指令編碼。這是他們?yōu)椤翱涓敢惶?hào)”編制的第566次指令，密密麻麻的數(shù)字填滿了21頁(yè)A4紙。

編碼核對(duì)完畢，張薇確認(rèn)批次號(hào)無(wú)誤后，按下“發(fā)送”鍵。3個(gè)小時(shí)后，指令通過(guò)西安衛(wèi)星測(cè)控中心飛抵正在過(guò)境的“夸父一號(hào)”衛(wèi)星。

“夸父一號(hào)”是我國(guó)首顆綜合性太陽(yáng)探測(cè)專用衛(wèi)星，于2022年10月9日發(fā)射，科學(xué)目標(biāo)之一是觀測(cè)太陽(yáng)磁場(chǎng)以及太陽(yáng)上兩類最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象——耀斑和日冕物質(zhì)拋射。

“衛(wèi)星還處于在軌測(cè)試階段，所以指令會(huì)上傳得頻繁一些?！睆堔备嬖V《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，一天24小時(shí)，一周7天，他們緊盯著“夸父一號(hào)”的動(dòng)態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題征兆，立即找原因、做調(diào)整、發(fā)指令。

第566次指令屬于常規(guī)觀測(cè)操作指令，主要是告訴“夸父一號(hào)”準(zhǔn)備給太陽(yáng)拍照，做好太陽(yáng)高能粒子輻射防護(hù)，并在完成任務(wù)后下傳觀測(cè)數(shù)據(jù)。

觀測(cè)數(shù)據(jù)是所有科學(xué)觀測(cè)衛(wèi)星最珍貴的產(chǎn)物。每次提到“夸父一號(hào)”，地面支撐系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理與管理分系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師馬福利總會(huì)想起最初的興奮。

2022年10月12日晚，馬福利看到了“夸父一號(hào)”拍回的太陽(yáng)——一個(gè)白色大圓斑，落在橘黃色的底片上。四個(gè)月后的今天，馬福利的手機(jī)里還存著那張圖?！澳憧?，這就是太陽(yáng)?！瘪R福利指著那個(gè)看上去再普通不過(guò)的圓斑，移不開(kāi)眼睛。

為了保證數(shù)據(jù)的完整性，服務(wù)科學(xué)家的需求，馬福利和很多團(tuán)隊(duì)成員曾經(jīng)一個(gè)星期沒(méi)回家，天天窩在國(guó)家空間科學(xué)中心懷柔園區(qū)的數(shù)據(jù)處理間，反復(fù)調(diào)試數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，完善處理算法?！芭c其他衛(wèi)星相比，‘夸父一號(hào)’的數(shù)據(jù)量很大，處理難度也大。但我們一點(diǎn)數(shù)據(jù)都不能丟，數(shù)據(jù)的完整性必須超過(guò)99.9%?！瘪R福利解釋。

2022年12月，仍處于在軌測(cè)試階段的“夸父一號(hào)”對(duì)外發(fā)布首批科學(xué)圖像，實(shí)現(xiàn)多個(gè)國(guó)內(nèi)外“首次”，也驗(yàn)證了“夸父一號(hào)”3臺(tái)有效載荷的觀測(cè)能力。新聞發(fā)布會(huì)召開(kāi)時(shí)，鏡頭外的張薇、馬福利心潮澎湃：“吃下的苦，總歸見(jiàn)到了成效?！?/p>

2月16日下午，張薇和曹中峰逐條核對(duì)“夸父一號(hào)”指令編碼。倪思潔攝

擦亮“慧眼”

在綜合運(yùn)控中心，幾乎每個(gè)人都嘗過(guò)苦與甜交織的滋味。最濃郁的一回，要數(shù)2017年8月17日的通宵。

那天，NGC 4993星系里，兩顆中子星碰撞后驚起的引力波漣漪，歷經(jīng)13億年奔波后終于抵達(dá)地球。當(dāng)天下午，獲知消息的中國(guó)天文物理學(xué)家們開(kāi)始討論“要不要讓‘慧眼’改變?cè)杏?jì)劃，瞄向NGC4993星系？”

“慧眼”是我國(guó)首顆X射線空間天文衛(wèi)星，2017年6月15日成功發(fā)射。得知科學(xué)家有此考慮后，張薇等綜合運(yùn)控人員默契地開(kāi)始著手各項(xiàng)準(zhǔn)備。2017年8月17日下班時(shí)間，在崗值班人員一個(gè)都沒(méi)有離開(kāi)，非值班人員反倒紛紛到崗。

8月18日凌晨1點(diǎn)50分，科學(xué)家們發(fā)來(lái)“應(yīng)急短期科學(xué)計(jì)劃”。監(jiān)控室里，人聲、打字聲、電話鈴聲沸騰起來(lái)。

觀測(cè)能力約束核對(duì)完畢。計(jì)劃影響確認(rèn)完畢。衛(wèi)星的位置與姿態(tài)確認(rèn)完畢。指令編寫完畢。指令核對(duì)完畢。發(fā)送！

8月18日凌晨2點(diǎn)35分，“慧眼”繞地球飛至第962圈時(shí)，調(diào)整姿態(tài)，瞄準(zhǔn)NGC 4993星系所在的方向。

凌晨2點(diǎn)44分，“慧眼”數(shù)據(jù)順利傳至綜合運(yùn)控中心，共4.83G。5分鐘內(nèi)，單軌數(shù)據(jù)預(yù)處理完成。2分鐘后，1A級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品分發(fā)完成。凌晨3點(diǎn)整，1B級(jí)和1C級(jí)科學(xué)數(shù)據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)與分發(fā)全部完成。

分鐘級(jí)的響應(yīng)，讓當(dāng)時(shí)剛上天不久、尚在在軌測(cè)試階段的“慧眼”，闖進(jìn)國(guó)際視野。2017年10月16日22點(diǎn)，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì)，宣布人類首次直接探測(cè)到由兩顆中子星合并產(chǎn)生的引力波，“慧眼”以合作組形式加入其中，對(duì)引力波暴在伽馬射線能區(qū)的輻射性質(zhì)給出了最嚴(yán)格的限制，為全面理解該引力波事件和引力波閃的物理機(jī)制作出重要貢獻(xiàn)。

“過(guò)去五年，‘慧眼’有四分之一的時(shí)間用于機(jī)遇觀測(cè)，我們時(shí)刻準(zhǔn)備著響應(yīng)科學(xué)家的觀測(cè)需求。”胡鈦說(shuō)。

探測(cè)到宇宙中最強(qiáng)磁場(chǎng)的中子星X射線爆發(fā)；直接且可靠地測(cè)量到迄今宇宙最強(qiáng)磁場(chǎng)；發(fā)現(xiàn)距離黑洞最近的相對(duì)論噴流；首次在黑洞雙星中觀測(cè)到冕的速度演化……“綜合運(yùn)控中心支持并顯著提升了‘慧眼’的科學(xué)產(chǎn)出和國(guó)際影響力?！薄盎垩邸毙l(wèi)星首席科學(xué)家張雙南評(píng)價(jià)說(shuō)。這句話，讓綜合運(yùn)控中心團(tuán)隊(duì)成就感十足。

綜合運(yùn)控中心團(tuán)隊(duì)成員在空間科學(xué)任務(wù)大廳執(zhí)行任務(wù)。中科院國(guó)家空間科學(xué)中心供圖

守護(hù)“壽星”

在綜合運(yùn)控中心照看的科學(xué)衛(wèi)星中，“悟空”和“墨子”算得上兩位元老級(jí)的“壽星”。

“悟空”是我國(guó)首顆暗物質(zhì)探測(cè)衛(wèi)星，于2015年12月17日發(fā)射，設(shè)計(jì)壽命三年。“墨子”是我國(guó)首顆量子實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，于2016年4月16日發(fā)射，設(shè)計(jì)壽命兩年。兩顆星都已超期服役四年多。

老年人難免生病，超期服役的衛(wèi)星也是如此。緊急情況時(shí)常出現(xiàn)得讓人措手不及。

2021年5月一個(gè)周末的清晨，還在睡夢(mèng)中的白萌被手機(jī)鈴聲吵醒?！啊蚩铡墓ぷ髂Ｊ讲粚?duì)勁，監(jiān)視器上的參數(shù)大面積飄紅，事件表清零了！”聽(tīng)完，白萌立馬翻身起床，趕赴60公里外、國(guó)家空間科學(xué)中心懷柔園區(qū)里的綜合運(yùn)控間。

白萌是位“85”后女生、地面支撐系統(tǒng)長(zhǎng)管運(yùn)行主任設(shè)計(jì)師。當(dāng)時(shí)，“悟空”雖已超期服役兩年多，但如此嚴(yán)重的異常還是第一次出現(xiàn)。

路上耗時(shí)近一個(gè)小時(shí)，白萌一分鐘都沒(méi)敢閑著。她與西安衛(wèi)星測(cè)控中心、衛(wèi)星系統(tǒng)、有效載荷反復(fù)溝通后發(fā)現(xiàn)，“悟空”是因?yàn)槟茉床蛔氵M(jìn)入了低功耗模式，導(dǎo)致載荷關(guān)機(jī)。

找出原因后，白萌心里踏實(shí)了：“盡管問(wèn)題是第一次出現(xiàn)，但在‘悟空’研制階段我們就準(zhǔn)備了故障應(yīng)急預(yù)案?！?/p>

白萌所說(shuō)的“預(yù)案”，是一串經(jīng)過(guò)“悟空”各大系統(tǒng)多方確認(rèn)過(guò)的指令，像“錦囊”一樣被保存了6年。最終，他們成功地讓“悟空”在12個(gè)小時(shí)內(nèi)恢復(fù)正常。

另一位“壽星”——“墨子”也沒(méi)少讓綜合運(yùn)控中心團(tuán)隊(duì)“操心”。在實(shí)驗(yàn)中，“墨子”的兩個(gè)激光器必須分別瞄準(zhǔn)兩個(gè)地面站，精度極高，被喻為“針尖對(duì)麥芒”。從去年開(kāi)始，白萌等人發(fā)現(xiàn)，用來(lái)控制衛(wèi)星姿態(tài)的動(dòng)向輪，已經(jīng)不似早先那般靈活。他們開(kāi)始想方設(shè)法調(diào)整運(yùn)行方案，保證“針尖”和“麥芒”對(duì)得夠準(zhǔn)、少出異常。

帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)十多年，胡鈦和白萌一樣見(jiàn)證過(guò)好多顆空間科學(xué)衛(wèi)星從“新生”到“成熟”再到“老去”的周期。與這種周期同步的，還有“人”的變化。

2011年，團(tuán)隊(duì)跟隨中科院空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)成立，形成了任務(wù)運(yùn)行控制和數(shù)據(jù)處理兩個(gè)業(yè)務(wù)組，成立之初，運(yùn)行控制組只有2位有航天經(jīng)驗(yàn)的成員，數(shù)據(jù)處理組也只有10來(lái)人。12年后的今天，團(tuán)隊(duì)成員已經(jīng)增加到40多人，就連胡鈦?zhàn)约旱墓ぷ鳡顟B(tài)也在改變。

“當(dāng)初‘悟空’發(fā)射時(shí)，我一刻都不敢離開(kāi)，生怕出問(wèn)題。去年‘夸父一號(hào)’發(fā)射時(shí)，雖然還是緊張，但我基本不操心具體的值班業(yè)務(wù)了?！焙佌f(shuō)，一次次實(shí)戰(zhàn)磨煉，讓團(tuán)隊(duì)的年輕人和工作機(jī)制都已經(jīng)相當(dāng)成熟，“我們一直有開(kāi)運(yùn)行例會(huì)的傳統(tǒng)，每月開(kāi)一次，所有的運(yùn)行例會(huì)都是我主持，必須得對(duì)衛(wèi)星運(yùn)行的各個(gè)細(xì)節(jié)和隱患做到全面了解，做到萬(wàn)無(wú)一失?！?/p>

他告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，團(tuán)隊(duì)還建立“五個(gè)零”工作規(guī)范，即載荷控制零失誤，應(yīng)急響應(yīng)零漏項(xiàng)，數(shù)據(jù)下行準(zhǔn)零丟失，數(shù)據(jù)處理零錯(cuò)誤，數(shù)據(jù)服務(wù)零差評(píng)。

最近，在生活中不怎么喜歡張羅的胡鈦，開(kāi)始張羅著讓空間科學(xué)衛(wèi)星開(kāi)展聯(lián)合觀測(cè)。

“目前，綜合運(yùn)控中心運(yùn)行著7個(gè)空間科學(xué)衛(wèi)星項(xiàng)目的8顆衛(wèi)星，未來(lái)5年內(nèi)，還有至少2顆衛(wèi)星將發(fā)射并由這支團(tuán)隊(duì)運(yùn)控。一個(gè)天文事件發(fā)生后，如果我們的空間天文衛(wèi)星可以做協(xié)同分工式的聯(lián)合觀測(cè)，就可以產(chǎn)生更有意義的數(shù)據(jù)?！焙佌f(shuō)。

但要做成這件事，不僅需要與每個(gè)科學(xué)衛(wèi)星的科學(xué)家們做好深度溝通，還要為科學(xué)用戶開(kāi)發(fā)出全新的服務(wù)平臺(tái)，并進(jìn)一步突破團(tuán)隊(duì)在應(yīng)急響應(yīng)、協(xié)同工作等方面的能力極限。

“為什么要‘自找苦吃’呢？”

“我們很幸運(yùn)地生活在這個(gè)偉大的時(shí)代，一輩子總得留下點(diǎn)什么，否則真對(duì)不起這個(gè)時(shí)代，到那時(shí)我也可以跟孫輩們說(shuō)，‘我當(dāng)年吃過(guò)苦，也干成過(guò)大事’。”面對(duì)記者的問(wèn)題，胡鈦笑著，挺了挺腰板。

他身后的顯示屏上，8顆科學(xué)衛(wèi)星在各自的軌道上劃動(dòng)，織成一張交錯(cuò)縱橫的網(wǎng)，罩著地球，面向宇宙。

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綜合運(yùn)控中心團(tuán)隊(duì)合影。 中科院國(guó)家空間科學(xué)中心供圖