從合肥奔赴青海追“星”,是一種怎樣的經(jīng)歷?
9月的青海湖,迎來了一群特別的客人,他們是中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)院研究院安光所光學(xué)遙感研究中心外場(chǎng)定標(biāo)團(tuán)隊(duì),正準(zhǔn)備登船前往青海湖的湖中心,追逐一顆特別的“星”。
可追“星”的路,并非一帆風(fēng)順。
“等”——青海湖畔的焦灼
9月10日清晨,青海湖岸籠罩在冰冷的細(xì)雨中,室外溫度只有8度。中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)院研究院安光所光學(xué)遙感中心研究員李新站在湖邊,眉頭緊皺,由于連日下雨,碼頭被水淹沒,團(tuán)隊(duì)無法登船。
有心急的年輕人穿上雨靴試圖趟過去,卻發(fā)現(xiàn)水最深處已接近1米,就算人能過去,儀器怎么辦?
可時(shí)間不等人,青海湖面積達(dá)到4500多平方公里,相當(dāng)于64.8萬(wàn)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的足球場(chǎng)大小,從岸邊到湖中心開船需要3個(gè)多小時(shí),再不出發(fā),就要和那顆“星”失之交臂。
每個(gè)人的臉上,都滿是焦灼,他們?cè)诘鹊木烤故且活w怎樣的“星”。
“今天下午,風(fēng)云3D衛(wèi)星將從青海湖上空經(jīng)過,我們需要在衛(wèi)星過頂?shù)?個(gè)小時(shí)內(nèi),完成衛(wèi)星定標(biāo)的所有試驗(yàn)。”李新說。
什么是衛(wèi)星定標(biāo)?想象一下,我們拿著相機(jī),準(zhǔn)備拍攝遠(yuǎn)處的風(fēng)景。但在你按下快門之前,你需要確保鏡頭對(duì)焦準(zhǔn)確,這樣才能拍出清晰的照片。衛(wèi)星定標(biāo)也是同樣的道理。
衛(wèi)星距離地面幾百公里甚至上萬(wàn)公里,它通過拍攝地球的圖像來監(jiān)測(cè)天氣變化、觀察農(nóng)作物生長(zhǎng),甚至是預(yù)測(cè)自然災(zāi)害。衛(wèi)星在遙遠(yuǎn)的太空,想要保證它拍攝的圖像準(zhǔn)確無誤,就需要給它進(jìn)行“定標(biāo)”。
而地面上的校準(zhǔn)點(diǎn)就像是衛(wèi)星的視力表??蒲腥藛T會(huì)精心選擇地勢(shì)平坦、地表均一、方向特性較好、海拔高、大氣干凈的地點(diǎn),比如青海湖或敦煌的特定區(qū)域,作為衛(wèi)星觀測(cè)的“校準(zhǔn)點(diǎn)”,這樣的地方通常也是“無人區(qū)”,充滿了各種不可預(yù)知的挑戰(zhàn),天氣是其中的一個(gè)攔路虎。
一次衛(wèi)星定標(biāo)通常需要有三次成功的同步測(cè)試,但同步測(cè)試有一個(gè)非常嚴(yán)苛的條件——是衛(wèi)星既要過頂,天氣又要好。李新帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)從9月1日開始守候在青島湖,到現(xiàn)在已經(jīng)10天了,還是沒有遇到滿足定標(biāo)的條件。
“盼”——風(fēng)雨無阻的探索
雨還在下,沒有人顧得上早已被淋濕的衣服,大家圍成一圈琢磨怎么登船。最終,通過協(xié)調(diào),爭(zhēng)取了一輛運(yùn)貨的卡車,準(zhǔn)備趟水過去。所有人上車后都牢牢地將設(shè)備護(hù)在懷里,這些都是精密儀器,容不得一點(diǎn)閃失。在轟鳴聲中,卡車顛簸著開向水面,離船越來越近,李新的眉頭終于松了下來。
這樣的天氣會(huì)不會(huì)影響測(cè)試?李新說,青海湖天氣變化很快,有時(shí)候岸邊下雨,到達(dá)湖中心后反而陽(yáng)光燦爛,出發(fā)前會(huì)根據(jù)云圖判斷衛(wèi)星過頂時(shí)的天氣情況,只要有一點(diǎn)測(cè)試機(jī)會(huì),都不能錯(cuò)過。上船后,團(tuán)隊(duì)成員們開始迅速架設(shè)儀器。通常情況下,他們需要在湖中心框定一個(gè)測(cè)量范圍,然后在衛(wèi)星過頂?shù)?個(gè)小時(shí)之內(nèi),完成9個(gè)點(diǎn)的轉(zhuǎn)移測(cè)量,所以動(dòng)作必須非常迅速。
9月的青島湖陰晴不定,一陣風(fēng)過,船體劇烈顛簸,即便是提前吃了暈船藥,有的年輕隊(duì)員已經(jīng)開始頭暈嘔吐,其他人無暇顧及他,仍在緊張地調(diào)試設(shè)備。
3個(gè)小時(shí)后,船行至湖心,所有的儀器也已架設(shè)調(diào)試完畢,所有人蓄勢(shì)待發(fā),只等頭頂那顆星星劃過,可此時(shí)的天空,仍是陰云密布,李新的眉頭也緊緊地皺在一起,他和同事張權(quán)一起站在船頭,緊盯著天空。
15點(diǎn)51分,風(fēng)云衛(wèi)星FY3D過境青海湖,但由于天氣狀況未達(dá)標(biāo),實(shí)驗(yàn)未能成功進(jìn)行,所有人員不得不撤回岸邊,等待下一次出發(fā)。
“追”——薪火相傳的赴約
這樣的情況常見嗎?安光所光學(xué)遙感中心副研究員張權(quán)說,等待是“追星”路上最常見的事。沙漠、戈壁、湖面,這些“無人區(qū)”經(jīng)常會(huì)遇到惡劣的天氣環(huán)境。這群追星星的人需要面對(duì)驕陽(yáng)烈日、暴雨大風(fēng),乃至沙塵暴等種種危險(xiǎn)?!拔沂?014年開始跑外場(chǎng)的,那時(shí)候的條件比現(xiàn)在還要艱苦。”張權(quán)說,那時(shí)候我國(guó)自動(dòng)定標(biāo)技術(shù)發(fā)展還不完善,只能通過人工一趟趟地跑,尤其是沙漠戈壁,有時(shí)候風(fēng)大,把整個(gè)帳篷都吹飛了,大家趕緊護(hù)住設(shè)備,深怕精密儀器受到損傷,有時(shí)候遇到沙塵暴,辨不清方向,險(xiǎn)些沒有走出沙漠。
但對(duì)于張權(quán)和團(tuán)隊(duì)來說,艱難困苦從來不是問題,最讓他們揪心的是技術(shù)上的落后,使得實(shí)驗(yàn)頻次少,效率低,時(shí)效性差,數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度也欠缺,出一次外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)需要耗費(fèi)巨大的人力物力。通過近10年的潛心攻關(guān),安徽光機(jī)所光學(xué)遙感研究中心外場(chǎng)定標(biāo)團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)出無人值守自動(dòng)化觀測(cè)定標(biāo)設(shè)備,布設(shè)在敦煌、嵩山等多個(gè)場(chǎng)地?!艾F(xiàn)在我們?cè)诤戏士茖W(xué)島,就能接收到敦煌的定標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)?!睆垯?quán)說,目前,在衛(wèi)星定標(biāo)自動(dòng)化技術(shù)方面,他們不僅破解“卡脖子”難題,還做到了世界領(lǐng)先,將科技發(fā)展主動(dòng)權(quán)牢牢掌握在自己手里。
“青海湖由于湖面水體的特殊性,仍然需要人工觀測(cè)定標(biāo),以確保定標(biāo)精度。未來,我們要攻克的難題,就是定標(biāo)精度,讓我們的研究更“精準(zhǔn)”地應(yīng)用到大家的日常生活中?!睆垯?quán)看著船上忙碌著的年輕人,語(yǔ)氣里是自信和堅(jiān)定。從90年代開始,一代又一代的追星人,來到這個(gè)團(tuán)隊(duì),前赴后繼,將個(gè)人的奮斗融入到國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的星辰大海中,一追就是30年。30年后,大漠戈壁,青海湖上越來越多的年輕面龐,仍然在講述著這個(gè)薪火相傳的“追星”故事。
2024年9月11日下午15點(diǎn)33分,風(fēng)云衛(wèi)星FY3D過境青海湖,天空有云,安徽光機(jī)所光學(xué)遙感研究中心外場(chǎng)定標(biāo)團(tuán)隊(duì)還是沒有完成定標(biāo)。下一步仍然是耐心等待,等待下一次出發(fā)赴“約”的最好時(shí)機(jī)。(記者 張曉丹 劉職偉 張毅璞 趙榮)