为2亿公里外的天问一号导航中国青年

“将机械枯燥的数据演绎成‘天问一号’在遥远太空的漫步路线，是属于理科生的极致浪漫。”作为中国首次火星探测工程测控系统VLBI测轨分系统总体组主任设计师，整个2月份，浙江温岭籍工程师陈中都陪着“天问一号”加班。从“嫦娥工程”开始，陈中跟随中国航天深空探测的进程一步步成长。

为“天问一号”测轨观测，对他来说，是一场前所未有的挑战，也是一次梦寐以求的圆梦之旅。

继参与探月后又探测火星的温岭籍航天人陈中——

为2亿公里外的“天问一号”导航

本报记者赵静

为2亿公里外的“天问”导航

2月28日中午，陈中一如往常，提前来到中国科学院上海天文台VLBI深空探测指挥中心。所谓VLBI（即甚长基线干涉）技术，就是将几台射电望远镜，通过干涉的方法联网同时工作，使其测量精度或测量分辨率，等效于一台巨型望远镜。中心监视大屏上，宛如心电图波形似的脉冲信号，就是“天问一号”从2亿公里外传回的数据。

2月24日6时29分，中国首次火星探测任务“天问一号”再传喜讯，探测器成功实施第三次近火制动，进入火星停泊轨道。

这背后，离不开一群科学家在上海天文台VLBI深空探测指挥中心的日夜忙碌。VLBI测轨定位系统是做什么的呢？“假如把‘天问一号’看成无人自动驾驶，那VLBI就是它的精准导航。”陈中打了个比方，“天问一号”飞行路线是预设好的，但在旅行的途中，会受到太阳和其他行星的引力影响，一段时间之后轨道会产生稍许偏差。而VLBI可以在1分钟内观测实时计算出它的精确轨道位置，并把结果传送给千里之外的北京，一旦发生偏航，立即下达指令进行调整。

茫茫宇宙中，VLBI如同灯塔指引着“天问一号”前行，陈中对浩瀚太空的向往，也如灼灼朝阳，照亮了未来的路。

年，陈中出生于滨海之城温岭，少年时期，他的床头堆满了《飞碟探索》杂志，喜欢《外星人E.T.》《星球大战》等科幻电影，他的目光常常掠过逶迤青山、大海行舟，望向了神秘无垠的太空。一张哈勃太空望远镜拍摄的创世纪宇宙星云图像，恢弘而梦幻，令他经年难忘。年，陈中从温岭中学毕业，考入四川大学自动控制系，年大学毕业进入中科院上海天文台工作，那是离星空更近的地方。

刚过去的大年三十，陈中没有回家，留在指控中心加班。从“天问一号”升空开始，6个月来，VLBI测控系统已经对其进行了4次轨道修正，1次深空机动，接下来还要做多次近火制动。整个2月是“天问一号”实施火星捕获的关键期。

“在这个阶段，探测器距离地球约2亿公里，一个小角度的测量误差，对应到火星的位置，误差可能达到几十甚至上百公里。国外的火星探测史上，就发生过探测器一头撞在火星地面，或者与火星擦肩而过，功亏一篑。执行这次重大任务，责任重大，我们既有压力，但也深感骄傲。”陈中说。

精度达国际最先进水平

“‘嫦娥一号’时期，VLBI系统完成测轨定位需要10分钟；到‘嫦娥三号’，时间缩短为1分钟，精度提高了10倍；现在‘天问一号’也是1分钟完成测轨定位，但难度不可同日而语。”陈中抛出了一串数据。

月球探测是航天深空探测的起步和门槛。年“嫦娥工程”立项之初，就遭遇一只只“拦路虎”，其中之一便是无法快速精准地测算探测器飞行轨道。中科院上海天文台提出应用射电天文VLBI技术，陈中开始从天文观测转向航天观测，全力以赴进行满足航天工程的VLBI系统适应性改造。

年秋天，在云南昆明郊外，星河璀璨，陈中和同事挤在一辆卡车改装的流动观测站里，彻夜不眠地观测、调试、处理数据，耳边尽是蚊虫的嗡嗡声。“那时，我们的研发小有成果。上海佘山、云南、新疆的3台望远镜可以组成最基本的VLBI观测系统，在佘山已经试验过很多次，我们就兴奋地扛着设备乘飞机到云南天文台调试，去一次一般待三四天。”陈中回忆。

从无到有，绝非一蹴而就。除了技术，最重要的是建立适应航天任务的指挥系统控制中心，实现规范化调度、指挥、任务执行。年，在徐家汇天文大厦，由几间办公室打通而成的简易指挥中心成立，陈中担任负责人，这便是VLBI深空探测指挥中心的雏形。后来，正是它，为“嫦娥工程”奔月之旅护航。

十余年间，“嫦娥工程”收获了累累硕果，陈中也在岗位上不断提升，年，他完成了中国科学院大学天文技术与方法专业的硕博连读。

“只有测得准，才能控得准。‘天问一号’又是全新的考验。”陈中说。难在哪里？火星最远的时候距离地球超过4亿公里，约是地月距离的倍，“嫦娥”系列探测器的信号传回地球只需1秒，“天问一号”的无线电信号传到地球需十几分钟，信号经过长距离的传输会大大衰减，且这是中国首次火星探测，没有先例可考，难度呈指数级上升。

从年开始，为完成“天问一号”的测轨工作，VLBI射电望远镜观测站和深空探测指控中心研发和升级了40多套国产并具有自有知识产权的软硬件系统来大幅提高测量精度。

这套VLBI系统，测量有多精准呢？目前它的时延测量精度达到0.1纳秒！观测38万公里外的月球上的嫦娥五号，误差优于百米；观测2亿公里外的火星上的天问一号，误差优于4公里，达到国际最先进水平。

宇宙探索之旅仍在路上

翻开陈中的朋友圈，2月10日，一条“天问一号环绕火星成功！加班陪它过春节！”的讯息收获了满屏点赞。

面对赞誉，陈中很冷静，坦言这是个极其考验团队合作的工作：“我只是其中一枚螺丝钉。我们VLBI中心现在工作的成员来自于各个学科背景，还有硕士生、博士生一起参与观测值班与数据处理工作，取得的任何成果都离不开团队之间的默契配合。”

在工作之外，陈中喜欢运动，学生时代他曾经代表学校多次参加篮球比赛，还曾作为篮球队主力，带着队员拿下单位篮球比赛冠军。

“爸爸，火星上有没有火山，还会喷发吗？”陈中7岁的女儿小樱桃刚上小学一年级，房间地板上还翻开着哈勃望远镜记录下的壮美画册。最近她的睡前故事，多半是关于火星的。小樱桃非常为有这样一个老爸骄傲，她仰望星空时留下的好奇，也许又会种下一颗找寻答案的种子。

受疫情的影响，加上工作繁忙，陈中已经快两年没回温岭了，“长辈眼睛不太好，小辈就读‘天问一号’最新的消息给他们听，也让老人高兴高兴。”

如果“天问一号”成功着陆并运行，将成为人类史上首个第一次火星探测就完成“绕、落、巡”的探测器。“接下来还有几道坎要过，期待5月至6月的落火时刻。”陈中说。

继探月之后，“天问一号”任务揭开了中国行星探测的序幕。而陈中，这位年轻航天人的探索之旅，同样也在路上，向着星辰大海迈进。

来源：浙江日报