“嫦娥一號”衛(wèi)星仿佛一只即將放飛月球的“風(fēng)箏”,要精確地從地球軌道奔向月球軌道,就得抓住“風(fēng)箏”后面那根無形的線,而這根線的一頭就拴在上海。昨天,中科院上海天文臺及佘山觀測站已進入“臨戰(zhàn)狀態(tài)”,幾天之內(nèi)這里就將與國內(nèi)三座天文臺的望遠鏡聯(lián)網(wǎng),為“嫦娥奔月”導(dǎo)航指路。發(fā)射成功之時,可能傳出一句行話:“北京,北京,我是上海,衛(wèi)星已捕獲。”
最長“風(fēng)箏線”合力牽
我國迄今發(fā)射的所有衛(wèi)星均繞地球運轉(zhuǎn),其中軌道最遠的一顆,距離我們約8萬公里,而這只是“嫦娥”衛(wèi)星38萬公里路程的一個零頭。以往,位于地面的我國航天測控設(shè)備,以及狀如雷達碟形天線的射電望遠鏡,只要通過發(fā)射和接收衛(wèi)星電磁波,就能較精確地測定其軌道。而如今,要站在地球上,“看”清月亮旁邊一顆正以每秒1000多米速度飛行的人造衛(wèi)星,這對“視力”的要求提高了好幾個數(shù)量級。
“嫦娥”背后的這條最長風(fēng)箏線,絕非簡單直線延伸,而是要先繞地球好幾圈,再像擲鏈球一樣把衛(wèi)星“拋”向地球月球之間的“轉(zhuǎn)移軌道”,再經(jīng)長途“擺渡”,最終進入月球軌道。如此復(fù)雜精密的“風(fēng)箏線”軌道,必須由多臺射電望遠鏡通過VLBI(甚長基線干涉)技術(shù)聯(lián)網(wǎng)測定。據(jù)悉,這將是我國VLBI首次應(yīng)用于航天工程。
從佘山看月亮“足球場”
天文學(xué)家告訴記者,VLBI的神奇之處在于,即使某臺射電望遠鏡的口徑只有25米,但它一旦與東西南北不同方位的同類望遠鏡聯(lián)網(wǎng),其口徑就相當于各望遠鏡之間的地理跨度。
目前,上海佘山、北京密云、烏魯木齊南山及昆明等4座天文站點已實現(xiàn)VLBI聯(lián)網(wǎng),這臺“超級望遠鏡”口徑達到3000公里左右。屆時,四地對“嫦娥”的實時測量數(shù)據(jù),將集中到上海天文臺的VLBI數(shù)據(jù)處理和指揮調(diào)度中心,并與國家航天測控系統(tǒng)一起,為“嫦娥”測軌定軌。據(jù)了解,這張VLBI網(wǎng)的分辨率,相當于身處佘山山頂,就能目視月球上一個足球場大小的目標。
撞月、洲際測軌身經(jīng)實戰(zhàn)
“嫦娥”路迢迢,VLBI系統(tǒng)已通過大型實戰(zhàn)演練,大大提升了“識途能力”。
作為國際VLBI網(wǎng)重要成員,上海天文臺曾于2005年與國外合作,參與觀測“惠更斯”探測器登陸土星六號衛(wèi)星。最近一年多來,“大演兵”就有兩場。去年五六月間,我國連續(xù)5天利用行將退役的歐洲繞月衛(wèi)星“Smart-1號”進行測軌演習(xí)。其間,四地VLBI與航天測控網(wǎng)對其順利實施聯(lián)合定軌,最終該衛(wèi)星撞月試驗成功。今年8月,上海又與澳洲、歐洲望遠鏡聯(lián)網(wǎng),在三大洲間架起一座“萬公里”口徑望遠鏡,并成功進行了首次跨越洲際的實時VLBI觀測,實驗持續(xù)2個小時,得到清晰觀測結(jié)果。
專家稱,這一切都為“嫦娥”測軌做好了充分準備。
作者:徐瑞哲