苦与甜交织，撑起中国空间科学的群星

综合运控中心团队成员在空间科学任务大厅执行任务。苦甜空间科学中科院国家空间科学中心供图这是交织一个很少被外人看到的团队。科技论文里很少有他们的撑起名字，新闻发布会上也很少有他们的中国身影，但他们随叫随到，苦甜空间科学一年365天无休，交织手机24小时不静音。撑起胡钛是中国这个团队的头儿——中国科学院国家空间科学中心科学卫星综合运控中心（以下简称综合运控中心）团队负责人、主任。苦甜空间科学近日，交织团队被评为2022年中国科学院年度团队。撑起胡钛笑着说：这大概是中国我们多年支撑科学卫星运行的‘苦劳’吧。力挺夸父7AE5。苦甜空间科学对。交织94FC。撑起对。A41D。对。2月16日下午3点，综合运控中心的综合运管间，地面支撑系统总体技术分系统副主任设计师张薇和工程师曹中峰正在逐条核对指令编码。这是他们为夸父一号编制的第566次指令，密密麻麻的数字填满了21页A4纸。编码核对完毕，张薇确认批次号无误后，按下发送键。3个小时后，指令通过西安卫星测控中心飞抵正在过境的夸父一号卫星。夸父一号是我国首颗综合性太阳探测专用卫星，于2022年10月9日发射，科学目标之一是观测太阳磁场以及太阳上两类最剧烈的爆发现象——耀斑和日冕物质抛射。卫星还处于在轨测试阶段，所以指令会上传得频繁一些。张薇告诉《中国科学报》，一天24小时、一周7天，他们紧盯着夸父一号的动态，一旦发现问题征兆，立即找原因、做调整、发指令。第566次指令属于常规观测操作指令，主要是告诉夸父一号准备给太阳拍照，做好太阳高能粒子辐射防护，并在完成任务后下传观测数据。观测数据是所有科学观测卫星最珍贵的产物。每次提到夸父一号，地面支撑系统数据处理与管理分系统主任设计师马福利总会想起最初的兴奋。2022年10月12日晚，马福利看到了夸父一号拍回的太阳—— 一个白色大圆斑，落在橘黄色的底片上。4个多月后，他的手机里还存着那张图。你看，这就是太阳。马福利指着那个看上去再普通不过的圆斑，移不开眼睛。为了保证数据完整性、服务科学家的需求，马福利和很多团队成员曾经一个星期没回家，天天窝在国家空间科学中心怀柔园区的数据处理间，反复调试数据处理系统，完善处理算法。与其他卫星相比，‘夸父一号’的数据量很大，处理难度也大，但我们一点儿数据也不能丢，数据完整性必须超过99.9%。马福利解释。2022年12月，仍处于在轨测试阶段的夸父一号对外发布首批科学图像，实现多个国内外首次，也验证了夸父一号3台有效载荷的观测能力。新闻发布会召开时，镜头外的张薇、马福利心潮澎湃：吃下的苦，总归见到了成效。擦亮慧眼在综合运控中心，几乎每个人都尝过苦与甜交织的滋味。最浓郁的一回，要数2017年8月17日至18日那个通宵。8月17日，NGC 4993星系里，两颗中子星碰撞后惊起的引力波涟漪，历经1.3亿光年奔波后终于抵达地球。当天下午，获知消息的中国天文物理学家们开始讨论要不要让‘慧眼’改变原有计划，瞄向NGC 4993星系？慧眼是我国首颗X射线空间天文卫星，于2017年6月15日成功发射。得知科学家有此考虑后，张薇等综合运控中心人员默契地开始着手各项准备。2017年8月17日下班时间，在岗值班人员一个都没有离开，非值班人员反而纷纷到岗。8月18日凌晨1点50分，科学家发来应急短期科学计划。监控室里，人声、打字声、电话铃声沸腾起来。观测能力约束核对完毕。计划影响确认完毕。卫星位置与姿态确认完毕。指令编写完毕。指令核对完毕。发送！2点35分，慧眼绕地球飞至第962圈时，调整姿态，瞄准NGC 4993星系所在方向。2点44分，慧眼数据顺利传至综合运控中心，共4.83G。5分钟内，单轨数据预处理完成。2分钟后，1A级数据产品分发完成。3点整，1B级和1C级科学数据产品生产与分发全部完成。分钟级的响应，让当时刚上天不久、尚在在轨测试阶段的慧眼闯进国际视野。2017年10月16日22点，美国国家科学基金会召开新闻发布会，宣布人类首次直接探测到由两颗中子星并合产生的引力波，慧眼以合作组形式加入其中，对引力波暴在伽马射线能区的辐射性质给出了最严格的限制，为全面理解该引力波事件和引力波闪的物理机制作出重要贡献。过去5年，‘慧眼’有1/4的时间用于机遇观测，我们时刻准备着响应科学家的观测需求。胡钛说。探测到宇宙中最强磁场的中子星X射线爆发、直接且可靠地测量到迄今宇宙最强磁场、发现距离黑洞最近的相对论喷流、首次在黑洞双星中观测到冕的速度演化……综合运控中心支持并显著提升了‘慧眼’的科学产出和国际影响力。慧眼卫星首席科学家张双南评价说。这句话让综合运控中心团队成就感十足。守护寿星在综合运控中心照看的科学卫星中，悟空和墨子算得上两位元老级寿星。悟空是我国首颗暗物质探测卫星，于2015年12月17日发射，设计寿命3年。墨子是我国首颗量子实验卫星，于2016年8月16日发射，设计寿命两年。两颗卫星都已超期服役4年多。老年人难免生病，超期服役的卫星也是如此。紧急情况时常出现得让人措手不及。2021年5月一个周末的清晨，还在睡梦中的白萌被手机铃声吵醒。‘悟空’的工作模式不对劲，监视器上参数大面积飘红，事件表清零了！听完，白萌立刻翻身起床，赶赴60公里外国家空间科学中心怀柔园区里的综合运控间。85后白萌是地面支撑系统长管运行主任设计师。当时，悟空虽已超期服役两年多，但如此严重的异常还是第一次出现。路上耗时近一个小时，白萌一分钟都没敢闲着。她与西安卫星测控中心、卫星系统、有效载荷团队反复沟通后发现，悟空是因为能源不足进入了低功耗模式，导致载荷关机。找出原因后，白萌心里踏实了：尽管问题是第一次出现，但在‘悟空’研制阶段，我们就准备了故障应急预案。白萌所说的预案，是一串经过悟空各大系统多方确认过的指令，像锦囊一样被保存了6年。最终，他们成功让悟空在12个小时内恢复了正常。另一位寿星——墨子也没少让综合运控中心团队操心。在实验中，墨子的两个激光器必须分别瞄准两个地面站，精度极高，被喻为针尖对麦芒。从去年开始，白萌等人发现，用来控制卫星姿态的动向轮已经不似早先那般灵活。他们开始想方设法调整运行方案，保证针尖和麦芒对得够准、少出异常。带领团队十多年，胡钛和白萌一样见证过多颗空间科学卫星从新生到成熟再到老去。与这种周期同步的，还有人的变化。2011年，团队伴随中科院空间科学先导专项成立，形成了任务运行控制和数据处理两个业务组。成立之初，运行控制组只有两位有航天经验的成员，数据处理组只有十几人。12年后的今天，团队成员已经增加到40多人，就连胡钛自己的工作状态也在改变。当初‘悟空’发射时，我一刻都不敢离开，生怕出问题。去年‘夸父一号’发射时，虽然还是紧张，但我基本不操心具体值班业务了。胡钛说，一次次实战磨炼让团队的年轻人和工作机制都已相当成熟。我们一直有开运行例会的传统，每月一次，所有的运行例会都由我主持。必须全面了解卫星运行的各个细节和隐患，做到万无一失。他告诉《中国科学报》，团队还建立五个零工作规范，即载荷控制零失误、应急响应零漏项、数据下行准零丢失、数据处理零错误、数据服务零差评。最近，在生活中不怎么喜欢张罗的胡钛，开始张罗着让空间科学卫星开展联合观测。目前，综合运控中心运行着7个空间科学卫星项目的8颗卫星，未来5年内至少两颗卫星将发射并由这个团队运控。一个天文事件发生后，如果我们的空间科学卫星可以进行协同分工式的联合观测，就可以产生更有意义的数据。胡钛说。但做成这件事，不仅需要与每颗空间科学卫星的科学家做好深度沟通，还要为科学用户开发全新服务平台，并进一步突破团队在应急响应、协同工作等方面的能力极限。为什么要‘自找苦吃’呢？我们很幸运生活在这个伟大的时代，一辈子总得留下点儿什么，否则真对不起这个时代。有朝一日，我可以跟孙辈们说，‘我当年吃过苦，也干成过大事’。面对记者的问题，胡钛笑着挺了挺腰板。他身后的显示屏上，8颗科学卫星在各自轨道上滑动，织成一张纵横交错的网，罩着地球，面向宇宙。（本报记者 倪思洁）

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