距離南非開(kāi)普敦600公裡(lǐ)的卡那封鎮,是中國(guó)電科網絡通信研究院平方公裡(lǐ)陣列射電望遠鏡(SKA)天線建設團隊的駐地,也是他們迎接2024年龍年春節的地方。
國(guó)際大科學(xué)工程SKA是由全球多國(guó)合資建造和運行的世界最大規模綜合孔徑射電望遠鏡,建成(chéng)後(hòu)將(jiāng)比目前最大的射電望遠鏡陣列靈敏度提高50倍,巡天速度提高1萬倍,因此被(bèi)稱作“地球巨眼”。其台址分别位于南非及南部非洲8國(guó)、澳大利亞西部的無線電甯靜區域。由于SKA已進(jìn)入架設安裝階段,中國(guó)電科團隊一行8人早在一個月前就(jiù)已踏上南非土地,爲安裝天線各項工作而忙碌。
國(guó)際大科學(xué)工程SKA天線安裝現場
約三兩(liǎng)好(hǎo)友,仰望夜空掬一捧星光,是再浪漫不過(guò)的事(shì)情。而SKA天線建設團隊,就(jiù)是看星星的人。隻是他們的駐地并沒(méi)有“星垂平野闊”的壯觀,有的,隻是一間10平方米的外場小房屋。
“恒星具有穩定性,爲了精準測試伺服跟蹤精度,我們選擇在夜晚至淩晨進(jìn)行觀測。”SKA天線團隊伺服設計師耿旭光說(shuō)。傳統的觀測方法不适用于SKA天線的觀測,耿旭光用類推的方法,在傳統觀測法的基礎上,調整爲用光學(xué)望遠鏡做天線的指向(xiàng)标校。
新方法、新設備的出現,無疑點燃了天線團隊技術突破之路上的一盞燭火,同時(shí)也給技術人員帶來了新的挑戰。
“一定能(néng)搞定!”白天翻閱資料、調試研究,夜晚開(kāi)始多輪測試,從太陽落山到早上五點,眼睛對(duì)屏幕必須“寸步不離”,随時(shí)做好(hǎo)發(fā)現問題、現場解決問題的準備,不大的房屋裡(lǐ)常常擠著(zhe)三台電腦三個人。
耿旭光說(shuō):“這(zhè)段時(shí)間跟我們在一起(qǐ)的,不是家人,而是設備和星星。”
國(guó)際大科學(xué)工程SKA天線安裝現場
SKA地處南非腹地荒漠地帶,因射電天文的要求,SKA站點及周圍地區不能(néng)出現無線電信号,團隊隻能(néng)住在離站90公裡(lǐ)遠的卡那封鎮。
觀測星星,不隻需要“金剛鑽”,還(hái)離不開(kāi)“天公作美”。一天,太陽落山後(hòu),SKA天線團隊副總設計師楊晉蓉和耿旭光照常到達現場準備測試,卻發(fā)現雲層較厚,無法正常觀測,可時(shí)間寶貴,明日何其多,哪怕有萬分之一的觀測機會(huì),哪怕隻有一小時(shí)的觀測窗口,也值得付出等待。
耿旭光至今還(hái)記得,去年盛夏,夜晚的天氣依舊悶熱難耐,還(hái)要時(shí)刻防備著(zhe)蚊蟲的偷襲,驅蚊水用下去小半瓶每人還(hái)是被(bèi)咬了一身包。直到深夜,才終于“撥開(kāi)雲霧”,正式開(kāi)始觀測。
楊晉蓉打趣道(dào),“我們就(jiù)是一個看星星的團隊,隻要星星‘上線’,我們就(jiù)要出現!”
“起(qǐ)繩子,停!再爬點兒杆。”這(zhè)是在SKA天線攝影測量外場的工作人員常常聽到的一句話。
攝影測量采集的數據越準确,越能(néng)确保天線的精度和靈敏度。高精度的天線攝影測量必須在較暗光線下進(jìn)行,所以與朝九晚五的工作不同,天線工藝師程志峰的工作基本從晚上六七點鍾開(kāi)始,一直持續到深夜兩(liǎng)點左右。
長(cháng)18米、寬16米口徑天線的最高處,離地將(jiāng)近20米,高度相當于7層樓的樓頂。用吊車將(jiāng)吊筐架起(qǐ),人站在吊筐裡(lǐ),一邊扶著(zhe)欄杆保持平衡,一邊單手操作數字攝影測量儀器采集數據,這(zhè)就(jiù)是程志峰的工作“日常”。
國(guó)際大科學(xué)工程SKA天線安裝現場
晚上開(kāi)始測量時(shí),他爲确保測量條件,會(huì)關掉所有吊車燈,黑夜也顯得格外寂靜與漫長(cháng)。
在幾乎伸手不見五指的半空中,要精準地對(duì)天線進(jìn)行攝影測量,這(zhè)聽起(qǐ)來就(jiù)不是一件易事(shì),做起(qǐ)來更是難上加難,但“書讀百遍,其義自見”,經(jīng)過(guò)上千次的測量,程志峰已遊刃有餘。上上下下走七列,再對(duì)天線做環繞式測量,這(zhè)是他的一套“标準動作”,長(cháng)年如一日,隻爲達到最精準的測量指标。
“操作要規範,方法要正确,數據要可靠,産品要經(jīng)得起(qǐ)考驗”,這(zhè)是程志峰時(shí)常對(duì)徒弟的教導,也是他的工作原則與秘訣。
SKA中頻天線硬件設計師王超,是SKA天線團隊中爲數不多的女工程師。項目到關鍵節點,團隊中的每一個人都(dōu)在争分奪秒與時(shí)間賽跑,辦公室桌子上擺放著(zhe)大大小小的電腦和厚厚的材料,黑闆上時(shí)常留下讨論時(shí)勾勾畫畫的痕迹,這(zhè)些痕迹有的深一些,有的淺一些,仿佛無聲地透露著(zhe)王超與指标“死磕”的勁頭兒。
電磁性能(néng)是SKA中頻天線的重要指标,如何在短時(shí)間内計算分析并生成(chéng)大量數據是一個難度不小的挑戰,對(duì)她來說(shuō),電磁性能(néng)的計算與分析,像一片海洋深不見底,找到一個突破點就(jiù)要一直做下去。
一個人,三台電腦,幾近瘋狂地計算,她與數據的拉鋸戰就(jiù)此拉開(kāi)。
王超遇到的困難是數不清的,爲了解決其中的問題,不拖項目“後(hòu)腿兒”,她甚至吃飯走路都(dōu)在不自覺地思考。關鍵時(shí)刻,她幹脆自備了一張行軍床,睡在夜晚空出來的辦公室。
“電磁性能(néng)計算分析達到完美效果時(shí),讓我非常有成(chéng)就(jiù)感,這(zhè)種(zhǒng)成(chéng)就(jiù)感是一直支撐我走下去的動力。”王超說(shuō)。
一個天線能(néng)接收到信号的能(néng)量很小,所以有了平方公裡(lǐ)陣列SKA的蔚爲壯觀。成(chéng)百上千面(miàn)天線合力組成(chéng)探秘星空的“利器”,才能(néng)更好(hǎo)地傾聽來自遙遠星空的聲音。
“就(jiù)像SKA天線團隊一樣(yàng),SKA不是一個人能(néng)幹成(chéng)的,靠的是集體的力量。這(zhè)裡(lǐ)每一個人,都(dōu)主動爲團隊著(zhe)想,他們都(dōu)做到了最好(hǎo)的自己。”SKA中頻天線項目總設計師杜彪說(shuō)。
春節到來之際,他們每天的工作節奏依然極其緊湊:早上6點出發(fā),1小時(shí)的車程後(hòu)抵達目的地,7點半開(kāi)始工作,一直持續到中午;搶進(jìn)度的時(shí)候,午餐時(shí)間還(hái)會(huì)延後(hòu);天線饋源精确測量調整,需在晚上進(jìn)行,這(zhè)樣(yàng)的工作往往一幹就(jiù)到天亮……
這(zhè)群年輕人卻樂此不疲,正如王超所說(shuō),這(zhè)是屬于她的“奮鬥”,也是SKA天線團隊每一位青年的奮鬥縮影,以技術之長(cháng)解決專業問題,爲“大國(guó)重器”蓋上青年印章。