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校友 | 金华日报:卫星“摆渡人”蒋虎:“极目”苍穹任翱翔

作者:院办  发布者:院办   发布时间:2020-12-19  浏览次数:398

       12月10日4时14分,我国在西昌卫星发射中心用长征十一号运载火箭,以“一箭双星”方式将“引力波暴高能电磁对应体全天监测器”(缩写为GECAM)卫星送入预定轨道,发射获得圆满成功。

       东阳籍科研工作者蒋虎是这一卫星项目的参与者之一,在他看来,这只是万里长征第一步。“现阶段只是火箭发射成功。卫星运转是否正常,需要接下来几个月内的在轨测试结果来衡量。而整个卫星科研项目是否成功,需要以接下来几年内能否会产出一系列的科学成果来证明。”


      “极目兄妹”是谁? 飞天去干嘛?


      这组卫星的名字实在太长、太专业,国内简称“怀柔一号”,由两颗卫星组成,它们是一对“孪生兄妹”,各有一个很萌的小名:“小极”和“小目”。负责卫星系统研制的单位是中科院微小卫星创新研究院,蒋虎就是研究院的研究员。


      据中国科学院相关专家介绍,这是我国首次发射全天监测引力波电磁对应体的卫星,也是我国继2019年8月“太极一号”成功发射后,时隔一年再次发射空间科学卫星。2016年2月,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)宣布人类于2015年9月14日首次探测到两颗黑洞并合产生的引力波,开启了“聆听宇宙”的引力波天文学时代,这也是目前为止人类唯一探测到的引力波。


      “小极”和“小目”上太空是有什么光荣使命呢?简单地说,主要为了追踪引力波。要想全面了解它,找到它至关重要。“小极”和“小目”将对引力波伽马暴、快速射电暴高能辐射、特殊伽马暴和磁星爆发等高能天体爆发进行全天监测,推动破解黑洞、中子星等致密天体的形成和演化。此外,“极目”望远镜还将探测太阳耀斑等日地空间高能辐射现象,为进一步研究其物理机制提供科学观测数据。


      “这是很特别的两颗卫星,长得就很有特点。”蒋虎见证了这两颗卫星的诞生。“极目兄妹”长得几乎一模一样,连名字都颇有内涵:极目远眺。它们的头上都长着很多只“眼睛”,看得宽、看得远、看得清,练就了“火眼金睛”。按计划,“兄妹俩”一起乘火箭上太空后,就立马分开了,它们的飞行轨道,正好是一个圆圈,分布于地球两侧,形成两“极”之势,你追我赶,却永远也见不到、不交流,彼此背对地球,朝向外太空,确保视野不留死角。


      每颗卫星重约160公斤,由有效载荷(科学仪器)和卫星平台组成。蒋虎和他的同事们主要承担了卫星系统总体工作,为科学家搭好空间实验平台,让科学仪器在这个平台上开展科学观测和实验。


      “极目兄妹”,好好干!


      有时候,蒋虎觉得自己像是卫星“摆渡人”。卫星平台好比是交通工具,是科学仪器的“腿”和“翅膀”。蒋虎深感肩上的责任大。“卫星飞多高,路要怎么走,都需要我们去规划。”他说,这好比汽车在高速公路上高速行驶,要开得稳当,不能颠得厉害,否则会影响观测效果。当然了,也不能跑偏。一路上车很多,不能发生交通事故,得安全驾驶。如果遇上太空垃圾,万不得已,还得紧急制动躲避一下,刹个车或变个道。


      他说,太空中,卫星刹车或变道可比汽车难得多。卫星高速运行,刹车很“耗油”,本身携带的燃料就不多,只能偶尔为之。有些卫星由于在轨时间短等原因,根本就没带燃料。


      卫星不断奔跑,寿命往往只有几年。科学家们希望卫星能更长寿,科学仪器才能工作更长时间,以获得更多实验数据和科研成果。这也是蒋虎和团队一直努力的方向。


      “墨子号”就是一个很好的案例。“墨子号”原本设计寿命为两年,可喜的是,至今它仍坚守岗位,截至今年12月16日,已经在轨运行4年零4个月,并且还将继续工作下去。


      蒋虎及其团队全程参与了“墨子号”的研制、发射、在轨实验、管理等工作。他表示,一个重要的原因是,团队在卫星方案设计时加入了关键单机冗余备份。前期准备是否充足,故障预案是否完备,运行姿态控制是否合理等因素都决定了一颗卫星寿命有多长。


      “我们正在努力,争取让‘小极’和‘小目’也能像‘墨子号’那样,为全人类服务更长时间。”蒋虎说。


      为了能实现这一目标,两年来,在地面上,中科院微小卫星创新研究院已经做了大量的模拟测试。据蒋虎透露,大大小小的测试做了近百次,需要排除卫星可能出现的各种各样的故障。


      “测试的过程很艰辛,像是在爬一座陡峭的山峰,每前进一步都很困难,好不容易摸到了半山腰,突然出一个故障,仿佛一个跟头翻下山去,只能从头再来。”蒋虎觉得,这是好事,问题早出早好,故障在地面排除掉才更安心,再难也值得。


      蒋虎出生于东阳市南市街道广丰村月塘自然村,曾就读于南马高中和浙江师范大学。如今,作为一名科研工作者,除了参与国家重大卫星研究项目,他也在国内外学术期刊发表第一作者署名论文60余篇,获授权专利9项。“是家乡金华培养了我。”蒋虎始终心系家乡,工作之余,他常常抽时间与老家的亲友叙叙旧。今年,他回乡时,曾将一个北斗三号卫星模型赠给母校东阳南马高中。


      从北斗三号到“墨子号”,再到“怀柔一号”,蒋虎已经参与了三个重要的卫星项目。“作为卫星项目的参与者,能通过自己的努力为中国天文学家们构建一个较完善的太空观测平台,为此我深感自豪,期待中国科学家们借此实验平台发现更多宇宙奥秘,促进中国天文研究接近或达到国际先进水平。”


       来源:《金华日报》(2020-12-18   第09版:深读)