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【中国青年报】“地球巨眼”春节“不打烊” 科研青年做星月“守夜人”
来源:新闻中心
发布时间:2024年02月22日 编辑:新闻中心

  距离南非开普敦600公里的卡那封镇,是中国电科网络通信研究院平方公里阵列射电望远镜(ska)天线建设团队的驻地,也是他们迎接2024年龙年春节的地方。

  国际大科学工程ska是由全球多国合资建造和运行的世界最大规模综合孔径射电望远镜,建成后将比目前最大的射电望远镜阵列灵敏度提高50倍,巡天速度提高1万倍,因此被称作“地球巨眼”。其台址分别位于南非及南部非洲8国、澳大利亚西部的无线电宁静区域。由于ska已进入架设安装阶段,中国电科团队一行8人早在一个月前就已踏上南非土地,为安装天线各项工作而忙碌。

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国际大科学工程ska天线安装现场

  约三两好友,仰望夜空掬一捧星光,是再浪漫不过的事情。而ska天线建设团队,就是看星星的人。只是他们的驻地并没有“星垂平野阔”的壮观,有的,只是一间10平方米的外场小房屋。

  “恒星具有稳定性,为了精准测试伺服跟踪精度,我们选择在夜晚至凌晨进行观测。”ska天线团队伺服设计师耿旭光说。传统的观测方法不适用于ska天线的观测,耿旭光用类推的方法,在传统观测法的基础上,调整为用光学望远镜做天线的指向标校。

  新方法、新设备的出现,无疑点燃了天线团队技术突破之路上的一盏烛火,同时也给技术人员带来了新的挑战。

  “一定能搞定!”白天翻阅资料、调试研究,夜晚开始多轮测试,从太阳落山到早上五点,眼睛对屏幕必须“寸步不离”,随时做好发现问题、现场解决问题的准备,不大的房屋里常常挤着三台电脑三个人。

  耿旭光说:“这段时间跟我们在一起的,不是家人,而是设备和星星。”

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国际大科学工程ska天线安装现场

  ska地处南非腹地荒漠地带,因射电天文的要求,ska站点及周围地区不能出现无线电信号,团队只能住在离站90公里远的卡那封镇。

  观测星星,不只需要“金刚钻”,还离不开“天公作美”。一天,太阳落山后,ska天线团队副总设计师杨晋蓉和耿旭光照常到达现场准备测试,却发现云层较厚,无法正常观测,可时间宝贵,明日何其多,哪怕有万分之一的观测机会,哪怕只有一小时的观测窗口,也值得付出等待。

  耿旭光至今还记得,去年盛夏,夜晚的天气依旧闷热难耐,还要时刻防备着蚊虫的偷袭,驱蚊水用下去小半瓶每人还是被咬了一身包。直到深夜,才终于“拨开云雾”,正式开始观测。

  杨晋蓉打趣道,“我们就是一个看星星的团队,只要星星‘上线’,我们就要出现!”

  “起绳子,停!再爬点儿杆。”这是在ska天线摄影测量外场的工作人员常常听到的一句话。

  摄影测量采集的数据越准确,越能确保天线的精度和灵敏度。高精度的天线摄影测量必须在较暗光线下进行,所以与朝九晚五的工作不同,天线工艺师程志峰的工作基本从晚上六七点钟开始,一直持续到深夜两点左右。

  长18米、宽16米口径天线的最高处,离地将近20米,高度相当于7层楼的楼顶。用吊车将吊筐架起,人站在吊筐里,一边扶着栏杆保持平衡,一边单手操作数字摄影测量仪器采集数据,这就是程志峰的工作“日常”。

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国际大科学工程ska天线安装现场

  晚上开始测量时,他为确保测量条件,会关掉所有吊车灯,黑夜也显得格外寂静与漫长。

  在几乎伸手不见五指的半空中,要精准地对天线进行摄影测量,这听起来就不是一件易事,做起来更是难上加难,但“书读百遍,其义自见”,经过上千次的测量,程志峰已游刃有余。上上下下走七列,再对天线做环绕式测量,这是他的一套“标准动作”,长年如一日,只为达到最精准的测量指标。

  “操作要规范,方法要正确,数据要可靠,产品要经得起考验”,这是程志峰时常对徒弟的教导,也是他的工作原则与秘诀。

  ska中频天线硬件设计师王超,是ska天线团队中为数不多的女工程师。项目到关键节点,团队中的每一个人都在争分夺秒与时间赛跑,办公室桌子上摆放着大大小小的电脑和厚厚的材料,黑板上时常留下讨论时勾勾画画的痕迹,这些痕迹有的深一些,有的浅一些,仿佛无声地透露着王超与指标“死磕”的劲头儿。

  电磁性能是ska中频天线的重要指标,如何在短时间内计算分析并生成大量数据是一个难度不小的挑战,对她来说,电磁性能的计算与分析,像一片海洋深不见底,找到一个突破点就要一直做下去。

  一个人,三台电脑,几近疯狂地计算,她与数据的拉锯战就此拉开。

  王超遇到的困难是数不清的,为了解决其中的问题,不拖项目“后腿儿”,她甚至吃饭走路都在不自觉地思考。关键时刻,她干脆自备了一张行军床,睡在夜晚空出来的办公室。

  “电磁性能计算分析达到完美效果时,让我非常有成就感,这种成就感是一直支撑我走下去的动力。”王超说。

  一个天线能接收到信号的能量很小,所以有了平方公里阵列ska的蔚为壮观。成百上千面天线合力组成探秘星空的“利器”,才能更好地倾听来自遥远星空的声音。

  “就像ska天线团队一样,ska不是一个人能干成的,靠的是集体的力量。这里每一个人,都主动为团队着想,他们都做到了最好的自己。”ska中频天线项目总设计师杜彪说。

  春节到来之际,他们每天的工作节奏依然极其紧凑:早上6点出发,1小时的车程后抵达目的地,7点半开始工作,一直持续到中午;抢进度的时候,午餐时间还会延后;天线馈源精确测量调整,需在晚上进行,这样的工作往往一干就到天亮……

  这群年轻人却乐此不疲,正如王超所说,这是属于她的“奋斗”,也是ska天线团队每一位青年的奋斗缩影,以技术之长解决专业问题,为“大国重器”盖上青年印章。

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