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陳文淵:在太空“放風箏”的“牧星人”

2022年11月08日07:51 | 來源:四川日報
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原標題:陳文淵:在太空“放風箏”的“牧星人”

斑駁的白發、深沉的表情,初次見面,陳文淵把航天從業者的嚴肅、嚴謹寫在臉上,讓人誤以為這是一位年近五旬的專家。

  但是當他興致勃勃聊起《聖斗士星矢》《天地大沖撞》《變形金剛》《星際穿越》,才知道這是一位“85后”的青年科技工作者。說到航天,說起深空探測,他的眼裡像是映射著星星,閃著好奇的光。

  過去的十年中,他參與“織就”我國航天測控網,參與建造迄今為止亞洲口徑最大、接收靈敏度最高、連續波發射功率最強和作用距離最遠的天線——佳木斯66米深空測控站(以下簡稱“佳木斯深空站”)。

  重燃航天夢,他成了測控台前的“牧星人”

  時針回撥到2010年的秋天,陳文淵即將研究生畢業。10月1日,恰逢嫦娥二號發射成功。不久后中國電子科技集團公司第十研究所(以下簡稱中電十所)在重慶大學的一場校招宣講,重燃了陳文淵心中的“航天夢”。“宣傳片中航空航天領域的前輩們執著探索、突破創新的精神,深深打動了我。”

  這一切都源於小時的那個航天夢。陳文淵是科幻類影視的“死忠粉”,少年時期,他夢想著成為一名航天員,“手可摘星辰”。無奈念書之后成了“小眼鏡”,個頭又“噌噌長”,“隻能中途勸退”。

  那一場宣講,像是動漫中的闖關勇士找到了特殊通道,讓從小做著“航天夢”的男孩換一種方式觸碰夢想——“既然上不了天,那我就來控制天上的衛星,在監控屏的另一頭,跟著衛星去探索太空!”最終他進入了中電十所航天事業部。

  他所說的“控制”,其實就是航天測控。如何在茫茫太空獲取航天器的狀態,接收它傳回的信息,並操控它執行一系列復雜、精准的動作?這一切都離不開深空測控設備的支持。大家把航天任務中的測控喻為“放風箏”,把測控台前的操作人員喻為“牧星人”。

  本世紀初開始,我國開始在陸地、海上、太空都建設測控網站點,組合起來形成陸海天基測控通信系統。中電十所,是這張網的主要承研方之一。

  2011年7月,初入十所的陳文淵跟著師父從事測控通信系統基帶軟件的研發。基帶軟件,承擔了調解無線信號功能﹔它們是測控系統的“翻譯大師”,將解碼完成的數字信號傳遞給上層處理系統進行處理。

  入職沒多久,陳文淵就加入其中規模最大的節點——佳木斯深空站的建設中。“這是一次外場試驗的洗禮。”在外場安裝階段開始時,陳文淵和同事就趕往了東北,他們在這片黑土地上經歷了春夏秋冬。

  深空站建在茂密的森林中。在近一年的外駐時間裡,前輩們手把手帶著陳文淵和一眾年輕人。他們見証了嫦娥二號與圖塔蒂斯小行星的交會,同時也和歐空局的金星快車完成了聯調測試。最后,佳木斯深空站正式投用,嫦娥三號測控任務順利執行。

  外場安裝聯調的經歷和探月工程的數次練兵,讓一個原本從事數據處理軟件研發的青年人,有了從軟件到硬件、產品到系統觸類旁通的機會。2015年,好學勤勉的陳文淵開始帶團隊,負責基帶軟件方向的研發。

  經歷火星探測“大考”,他也是天問一號引路人

  在中國的天問一號火星探測器成功落火前,全世界已進行的21次火星著陸任務中,隻有9次成功。

  回憶起保障天問一號的重要節點,陳文淵歷歷在目。

  這當中,不乏驚心動魄的時候。就在2021年除夕前夜,為了讓天問一號成功被火星軌道捕獲,探測器要進行一次“剎車”,被稱為“近火制動”。這也是火星探測任務中技術風險最高、最為重要的環節之一。當天,陳文淵就在佳木斯深空站參與保障。

  當天問一號剎車后,會繞到火星的背面,“大約有40分鐘的過程,應該是沒有信號的。”那是最緊張的時刻,陳文淵說,因為看不到探測器的狀態,不知道它到底是被成功捕獲還是和火星擦肩而過。可是就在靜默的時間段裡,信號突然閃爍。根據當時的時間和軌道計算,不應該有信號傳回。“難道是計算的位置有誤?信號怎麼漂移過來的?”

  突如其來的信號沖擊著大家緊繃的神經。經過分析研判,排除各種可能性后,確定這是干擾信號,且很快消失,陳文淵才鬆了這口氣。

  這當中,還有充滿挑戰的技術創新。在天問一號落火過程中,同樣也有一個“杳無音信”的“黑暗九分鐘”。在這段時間內,超音速飛行的著陸巡視器擠壓大氣產生電離,造成通信中斷,“牧星人”也無法測控。

  陳文淵及同事們成了“黑暗九分鐘”裡的引路人。他們為天問一號落火提前注入指令,進行軌道和導航控制。隨后的過程,就類似汽車的自動駕駛,天問一號按照指令自主飛行。“那九分鐘,就像在產房外等候寶寶出生,不知道裡面發生了什麼,隻能焦急等待。”陳文淵回憶那時依然覺得驚心動魄。

  著陸巡視器落地后,要第一時間與地面建立聯系,給地球老家“報平安”。由於地火距離太遠,信息傳送至少需要半個小時,信息傳送功率受限,火星車和地面之間數據傳輸的速率極低。著陸巡視器傳送的數據幀最多不超過8幀。而這8幀數據,每一幀都至關重要,根據這些信息可在第一時間判斷著陸巡視器生存和工作狀態。

  如何能把這寶貴的8幀數據全部有效利用,以獲取盡可能多的信息,成為陳文淵和他的同事要解決的重要技術難題之一。經過理論攻關和上百次試驗驗証,他們創造性地提出了“數據慢幀優化處理機制”,實現了“落火”階段極低碼率數傳信號的接收,做到信息首幀即完成同步校驗及有效數據解調輸出上報,為飛行控制中心提供全部可獲得的信息。

  根據國家航天局計劃,2022年,中國空間站將完成在軌建造,探月工程四期、小行星探測重大任務正式啟動工程研制,中國航天強國建設全面開啟新征程。

  “未來五年,希望自己能像老前輩那樣,成為各個方面更精通的航天測控人。”陳文淵表示。

  人物名片

  陳文淵

  2011年入中國電子科技集團公司第十研究所,高級工程師,所級青年儲備人才,蓉貝軟件資深工程師。長期扎根航天測控及數據接收設備的研制,先后作為項目的主任設計師、副總師、總師等職,參與過載人航天、嫦娥奔月、北斗組網、天問探火等多項重大工程,榮獲所級科技進步特等獎一次、一等獎兩次。

□四川日報全媒體記者 徐莉莎

(責編:袁菡苓、羅昱)

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