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来源: 南方日报网络版     时间: 2019-07-23 02:54:17
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  别了,天宫二号 ——写在我国第一个空间实验室第1036个夜晚

  多年以后,当人们再次回忆起与天宫二号的最后道别,可能还会从这个看似并不起眼的动作讲起。

  7月16日17时16分,38岁的工程师金山端坐在北京航天城的一把转椅上,微微抬起右手食指按下鼠标左键,一条“断电”指令就此发出,经由北京航天飞行控制中心发送到距离地球400公里之外的太空。在那里,天宫二号“肚子”里10余件载荷、设备接到指令,陆续熄灭工作指示灯,静待归途。

  3天后,也就是7月19日的晚上,人们迎来了天宫二号“回家”的消息。这个被称作我国第一个真正意义的空间实验室,再一次穿过大气层,感受地球温度,回到了久违的人类家园。

  从这天起,坐落于北京航天城邓庄南路9号的中国科学院空间应用工程与技术中心有效载荷运控大厅监控大屏上的“天宫二号飞行圈数”,将定格在“16209圈”——这是天宫二号围绕地球飞行的最终圈数。

  位于大屏中间的“天宫二号器上时”,则更为精确:1036天22小时——这是天宫二号整个生命周期,也记录着金山所在的中国科学院空间应用工程与技术中心天宫二号任务团队千余天来的相伴,“陪了近3年的天宫二号,终于要说再见了!”

  当30岁的青春“撞上”大国第一个空间实验室

  对金山及其团队来说,7月16日,就称得上天宫二号空间应用任务使命结束的日子。这之后的3天,尽管这个重达8.6吨的“大家伙”还在太空遨游,但已不再进行任何实验或产生任何数据。

  它只是绕着地球一圈又一圈,做着“降轨运动”,直到最后一天降到70公里的高度,然后径直“冲”向大气层。这期间,金山他们所要做的,就是等待,等待天宫二号的归来。

  3年前,当29岁的李轩博士毕业,来到中国科学院空间应用工程与技术中心担任工程师时,也经历了一场等待。只不过,他那时所要等待的,是天宫二号的出发。

  2016年9月15日,恰逢中秋佳节,一个对中国人来说有着特殊意义的日子。刚刚参加工作的李轩,却没有任何加班的不适,他有的只是“激动”“兴奋”。这一晚,天宫二号发射升空。

  他一早就来到天宫二号有效载荷运控大厅,观看从前方传回的实时画面。随着一声巨响,火焰从塔架两侧喷出,长征火箭“驮”着天宫二号腾空而起!事后,中青报旗下来点科学公众号以《今晚,你比月亮还要亮》为题报道了那一晚的情景。

  1036天的太空之旅就此拉开帷幕。1个月后,天宫二号等到来自祖国的亲人,航天员景海鹏、陈冬搭乘神舟十一号飞船如约而至;7个月后,我国第一艘货运飞船天舟一号,飞向太空和天宫二号完成了我国首次“太空加油”……

  但从天宫二号升空那一刻起,来自中国科学院空间应用工程与技术中心的天宫二号任务团队,就已无暇期待这些。

  “天宫二号‘肚子’里那么多高精尖科学实验载荷设备,上天之后还能不能用,用得怎么样?”这才是北京航天城那栋负责空间应用系统的大楼最关心的事。

  金山及其所在的有效载荷运控中心,就是这栋大楼里一个不可或缺的“大脑”。过去3年,这支平均年龄34岁的团队,时刻盯着几百公里外太空的天宫二号,尤其是它携带入轨的科学实验仪器、设备和装置。

  也因此,他们被称作中国太空实验大管家。金山具体所在的运管组,更是其中的一线冲锋队,需要365天在现场值守,节假日也不例外。

  天宫二号在天上待了3年,金山就有3个春节在这里值守。临近春节,这个老家河南的汉子,就把老人都接到北京来,陪自己的妻子过节,自己则一头扎到有效载荷运控中心的长期管理室里,去陪天宫二号。

  去年除夕,他在中心大院的空地上点了一串鞭炮,手机拍下的视频传到部门工作群,成了同事眼里“那一年最浪漫的事”。

  1000多天过去,直到最后一天,天宫二号也未曾出现过重大故障。

  而金山,却从35岁变成了38岁,他说,当下最想要的“就是休息”。李轩则从29岁变成了32岁,“从20多岁,到30多岁,尽管只过了3年,却一下子成长了不少。”

  绕地球一天相当于传回30部高清电影

  对于天宫二号,人们的印象可能更多停留在火箭发射、交会对接、太空加油,以及航天员景海鹏、陈冬的入驻,等等。但当这些任务一一完成,留在太空之中的天宫二号还做什么?

  做实验和试验。

  按照载人航天工程空间应用系统副总设计师吕从民的说法,1000多天过去,天宫二号一共在太空完成了14项物理学前沿科学、空间科学实验、空间应用与技术试验,是目前我国载人航天工程历次任务中开展应用项目最多、最繁忙的一次任务——我国第一个真正意义上的空间实验室的大名不虚。

  走进有效载荷运控中心,就仿若走进一个大型的电子游戏厅,运控团队远程操作天宫二号里的科学实验或试验,则就像在太空运营一盘巨大的电子游戏。

  金山用了3个“像”来形容他们所扮演的角色:首先像人类的“大脑”一样,去合理调配各个科学实验的时间安排,确保任务合理;其次要像人类的“眼睛”一样,密切监视实验装置的健康状况,以及实验的进展情况,确保载荷安全;第三个就是像人类的“胳膊”一样,远程控制太空实验,确保实验效率确保载荷安全。

  而这些实验或试验最直观的结果,就是数据——足足有58TB的数据。

  “这个数量究竟是什么概念?”中国科学院空间应用工程与技术中心工程信息中心主任李盛阳不止一次地被问到这样的问题。他所带领的工程信息团队,正是天宫二号海量数据的收集者、守护者和推广者。

  如果换算为人们熟悉的高清电影,天宫二号在轨1000多天,就相当于一共传回了3万部2G大小的高清电影,平均每天传回30部,最多的时候,是50部。如果和天宫一号的数据量做个类比,后者所产生的对地观测数据存储量仅仅是数千部高清电影。

  可别小看这些数据,这些来自几百公里外太空、数以亿万计的“0”“1”“0”“1”电子信号,穿过大气层来到工程信息中心的计算机上,就成了科学家最为珍视的“宝贝”。

  天宫二号任务团队中的不少成员,至今都清晰地记得这个时间:2016年9月22日18时41分,这是天宫二号科学应用载荷正式开机的时刻。

  那一晚,中国科学院空间应用工程与技术中心有效载荷运控大厅、运控长期管理机房以及工程信息中心机房,迎来了众多来访者:屋子里挤满了穿“蓝大褂”的人,这些或头发花白,或戴着高度眼镜,或抱着实验报表而来的人,正是天宫二号科学应用载荷所对应的科学家。

  他们都在等待一个结果。

  此时,距离天宫二号发射升空已有一周时间。天宫二号所搭载的10余件科学仪器设备开机后,究竟是否工作,能否向地球正常传输实验结果等等,这些,都要靠传回来的第一批数据“说话”。

  包括金山在内的有效载荷运控团队,包括李轩在内的工程信息团队,则都在现场严阵以待。

  “第一轨的数据来了!”

  李轩已记不清是谁喊出了这样一句,随后就是一阵嘈杂,四五个“脑袋”已挤在他的电脑屏幕前。有的把眼镜往鼻梁上扶了扶,有的干脆取下来,直接肉眼上阵,紧贴屏幕查看数据情况。

  “既激动,又紧张!”李轩第一次见到属于科学家的“集体兴奋”。

  后来,他才知道,这些科学家已经为此准备了七八年,从最初的载荷遴选“过五关斩六将”,到后来的火箭一飞冲天,每个节点几乎无一例外都是在忐忑和等待中度过。

  如今,随着天宫二号回到地球,国际上首台在轨运行冷原子钟精度突破“3000万年误差小于1秒”等科研成果陆续揭晓,来自太空的实验或试验数据也一一转化为人类探索征程上的一道又一道“丰碑”。

  而这样的“丰碑”,还有望继续书写下去。

  7月19日这天过后,中国在太空历时1000多天积累下来的海量数据,就将保存在中科院空间应用工程与技术中心一间“半个篮球场”大小的数据机房里,并时刻准备着诞生下一座“丰碑”。

  不能浪费天上的每一刻也不能锁在柜子里

  “如果只是密封在计算机里,或锁在柜子里,那将是一种极大的浪费!”说起这些实验或试验数据,李盛阳按捺不住激动,这些数据就是对“发展载人航天对普通百姓生活究竟有何意义”最直接的回答。

  在他看来,这是一个巨大的宝库,可用于资源环境遥感应用、大气遥感应用、海洋与湖泊遥感应用、灾害监测、农业监测、林业资源监测,等等。

  于是,当天宫二号还在太空遨游之时,李盛阳就派出了“推销团队”奔向全国各地,国家部委、高校、科研院所、企事业单位等皆是他们的目的地,为了让更多的人知道属于天宫二号,属于载人航天工程的“数据力”。

  李轩就是“推销员”之一。2017年的一天,他来到西南地区一所985高校,还没等他开口,这所高校的老师便问,“天宫上的数据,能有啥用?”

  在后来10多次的“推销”经历中,这样的问题成了家常便饭。

  李轩也找到了一些得心应手的答案,比如那个有关天宫一号的经典案例——

  珠江三角洲有企业偷偷排污,排污口“打”在水面之下,现有技术手段便很难发现这一问题。天宫一号却可以,它身上携带的高光谱成像仪,能够敏锐察觉1摄氏度以内的温度变化。相关部门于是找上门来,通过天宫一号获取的数据对该区域进行水温的热变化监测和分析,很快便捕捉到了“隐藏”起来的排污口。

  相比于天宫一号,天宫二号携带了更为高端的对地观测实验设备,将会收集海量的观测数据,其“数据力”不言自明。

  当李轩准备起身离开时,他一般还会被问到:“这些数据……收费吗?”

  的确,很少有人能理解免费的、公益的,而且还是有用的、大有可为的东西,竟然会被主动送上门来。

  “天下并没有免费的午餐,套用时下流行的话说,只是有人为你负重前行”,李盛阳说,“国家花了那么多钱,打造载人航天这样一个技术先进、让人自豪的大工程,我们有责任有义务去推广这个数据!”

  当天宫二号绕着地球转了一圈又一圈,地球上包括李轩在内的3位85后,则拿着这一轨又一轨新鲜出炉的太空数据,奔向国内任何一个可能被敲开的应用大门。

  截至目前,工程信息团队已将15家部委、17家研究所、36家高校发展成他们的“公益客户”,这些单位已使用天宫二号数据在海洋与海岸带监测、湖泊监测、农作物分布提取、生态环境监测、土地利用和大气环境探测等领域开展应用研究。

  “没有考虑过值不值,说大点,是使命感,说小点,是成就感。”李轩告诉记者,看着那一个个来自太空的数据应用到各个领域,就仿佛自己也在这个领域做了些许的贡献。

  设想了无数种“告别”最后还是选择了这种方式

  金山曾设想过无数种方式,来和天宫二号“告别”。在接受中国青年报·中国青年网记者专访时,说起这些他突然楞了一下,“还是会伤感,毕竟,从这一天起,大屏幕上的时间就永远定格在那里了。”

  在团队工作群里,30岁的工程师张健敲出一行字:强烈要求陪天二(指天宫二号,记者注)走完最后一场,安排一天值守!”

  随后,团队成员纷纷接龙“+1”,争着抢着要在最后一个月值班,“我们都愿意陪天宫二号走完最后一程!”

  团队里的年轻人开始商量着,在最后一天做点什么。这些计算机应用、通信、自动化等专业出身的理工生,在天宫二号“谢幕”之际,琢磨着一个平时很少考虑的词:仪式感。

  “至少来一张合影!”张建说完,大家噗呲一笑,收到一句善意的讥讽,“能不能来点有创意的!”

  30岁的工程师刘云飞,则真的要和自己参与研发的空间实验室地面数据处理与服务系统来一张合影。正是这台设备,让来自天宫二号的电子信号、实验数据,转化成科学家、政府官员能看明白的图片或视频。

  他说:“这很有意义”。

  事实上,在过去1000多天里,这支平均年龄不过30来岁的中国科学院空间应用团队,曾不止一次地经历过“生死离别”:2017年9月22日18时左右,天舟一号在完成空间实验室阶段任务及后续拓展试验后,受控离轨再入大气层;2018年4月2日8时15分左右,天宫一号再入大气层,落区位于南太平洋中部区域。

  只不过如今迎来的,是陪伴他们时日最久的天宫二号。

  最后,金山向北京航天飞行控制中心申请了视频直播信号,通过这条信号,他们在中国科学院空间应用工程与技术中心有效载荷运控大厅就能看到天宫二号“回家”的整个过程。

  张建说自己举双手同意,“看看这个过程,可能就是最完美的‘告别’!”他说,3年前,天宫二号发射时,团队里几乎所有人就都在大厅里看着它出发,如今,在同样的地方,看着它回来,有始有终,这样最好。

  “天宫二号也‘回来’了,我们能不能休息一阵?”团队里不知谁提了一句,金山很快答道:“休息?空间站还等着呢……”

  按照他的说法,天宫一号的地面运控系统数据接收、处理速率是每秒钟100兆,天宫二号的是每秒180兆,而未来空间站的处理需求将是秒1.1Gbps——五六倍的跨越,极大的技术挑战。而这,只是空间应用系统支撑空间站建设的一小部分,十多个系统亟待研发搭建。

  按照规划,我国将于2020年也就是明年发射空间站核心舱,由此拉开属于中国空间站的建设大幕。而它停留太空的时间,将不再以“天”来计。

  那将是3年、5年、10年,甚至更久。

  中国青年报·中国青年网记者 邱晨辉 来源:中国青年报


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