衛星「擺渡人」蔣虎:「極目」蒼穹任翱翔

2020-12-22 瀟湘晨報

記者 許健楠

12月10日4時14分,我國在西昌衛星發射中心用長徵十一號運載火箭,以「一箭雙星」方式將「引力波暴高能電磁對應體全天監測器」(縮寫為GECAM)衛星送入預定軌道,發射獲得圓滿成功。

東陽籍科研工作者蔣虎是這一衛星項目的參與者之一,在他看來,這只是萬裡長徵第一步。「現階段只是火箭發射成功。衛星運轉是否正常,需要接下來幾個月內的在軌測試結果來衡量。而整個衛星科研項目是否成功,需要以接下來幾年內能否會產出一系列的科學成果來證明。」

「極目兄妹」是誰? 飛天去幹嘛?

這組衛星的名字實在太長、太專業,國內簡稱「懷柔一號」,由兩顆衛星組成,它們是一對「孿生兄妹」,各有一個很萌的小名:「小極」和「小目」。負責衛星系統研製的單位是中科院微小衛星創新研究院,蔣虎就是研究院的研究員。

據中國科學院相關專家介紹,這是我國首次發射全天監測引力波電磁對應體的衛星,也是我國繼2019年8月「太極一號」成功發射後,時隔一年再次發射空間科學衛星。2016年2月,美國雷射幹涉引力波天文臺(LIGO)宣布人類於2015年9月14日首次探測到兩顆黑洞併合產生的引力波,開啟了「聆聽宇宙」的引力波天文學時代,這也是目前為止人類唯一探測到的引力波。

「小極」和「小目」上太空是有什麼光榮使命呢?簡單地說,主要為了追蹤引力波。要想全面了解它,找到它至關重要。「小極」和「小目」將對引力波伽馬暴、快速射電暴高能輻射、特殊伽馬暴和磁星爆發等高能天體爆發進行全天監測,推動破解黑洞、中子星等緻密天體的形成和演化。此外,「極目」望遠鏡還將探測太陽耀斑等日地空間高能輻射現象,為進一步研究其物理機制提供科學觀測數據。

「這是很特別的兩顆衛星,長得就很有特點。」蔣虎見證了這兩顆衛星的誕生。「極目兄妹」長得幾乎一模一樣,連名字都頗有內涵:極目遠眺。它們的頭上都長著很多隻「眼睛」,看得寬、看得遠、看得清,練就了「火眼金睛」。按計劃,「兄妹倆」一起乘火箭上太空後,就立馬分開了,它們的飛行軌道,正好是一個圓圈,分布於地球兩側,形成兩「極」之勢,你追我趕,卻永遠也見不到、不交流,彼此背對地球,朝向外太空,確保視野不留死角。

每顆衛星重約160公斤,由有效載荷(科學儀器)和衛星平臺組成。蔣虎和他的同事們主要承擔了衛星系統總體工作,為科學家搭好空間實驗平臺,讓科學儀器在這個平臺上開展科學觀測和實驗。

「極目兄妹」,好好幹!

有時候,蔣虎覺得自己像是衛星「擺渡人」。衛星平臺好比是交通工具,是科學儀器的「腿」和「翅膀」。蔣虎深感肩上的責任大。「衛星飛多高,路要怎麼走,都需要我們去規劃。」他說,這好比汽車在高速公路上高速行駛,要開得穩當,不能顛得厲害,否則會影響觀測效果。當然了,也不能跑偏。一路上車很多,不能發生交通事故,得安全駕駛。如果遇上太空垃圾,萬不得已,還得緊急制動躲避一下,剎個車或變個道。

他說,太空中,衛星剎車或變道可比汽車難得多。衛星高速運行,剎車很「耗油」,本身攜帶的燃料就不多,只能偶爾為之。有些衛星由於在軌時間短等原因,根本就沒帶燃料。

衛星不斷奔跑,壽命往往只有幾年。科學家們希望衛星能更長壽,科學儀器才能工作更長時間,以獲得更多實驗數據和科研成果。這也是蔣虎和團隊一直努力的方向。

「墨子號」就是一個很好的案例。「墨子號」原本設計壽命為兩年,可喜的是,至今它仍堅守崗位,截至今年12月16日,已經在軌運行4年零4個月,並且還將繼續工作下去。

蔣虎及其團隊全程參與了「墨子號」的研製、發射、在軌實驗、管理等工作。他表示,一個重要的原因是,團隊在衛星方案設計時加入了關鍵單機冗餘備份。前期準備是否充足,故障預案是否完備,運行姿態控制是否合理等因素都決定了一顆衛星壽命有多長。

「我們正在努力,爭取讓『小極』和『小目』也能像『墨子號』那樣,為全人類服務更長時間。」蔣虎說。

為了能實現這一目標,兩年來,在地面上,中科院微小衛星創新研究院已經做了大量的模擬測試。據蔣虎透露,大大小小的測試做了近百次,需要排除衛星可能出現的各種各樣的故障。

「測試的過程很艱辛,像是在爬一座陡峭的山峰,每前進一步都很困難,好不容易摸到了半山腰,突然出一個故障,仿佛一個跟頭翻下山去,只能從頭再來。」蔣虎覺得,這是好事,問題早出早好,故障在地面排除掉才更安心,再難也值得。

蔣虎出生於東陽市南市街道廣豐村月塘自然村,曾就讀於南馬高中和浙江師範大學。如今,作為一名科研工作者,除了參與國家重大衛星研究項目,他也在國內外學術期刊發表第一作者署名論文60餘篇,獲授權專利9項。「是家鄉金華培養了我。」蔣虎始終心繫家鄉,工作之餘,他常常抽時間與老家的親友敘敘舊。今年,他回鄉時,曾將一個北鬥三號衛星模型贈給母校東陽南馬高中。

從北鬥三號到「墨子號」,再到「懷柔一號」,蔣虎已經參與了三個重要的衛星項目。「作為衛星項目的參與者,能通過自己的努力為中國天文學家們構建一個較完善的太空觀測平臺,為此我深感自豪,期待中國科學家們藉此實驗平臺發現更多宇宙奧秘,促進中國天文研究接近或達到國際先進水平。」

【來源:金華日報】

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