中大新聞網(wǎng)訊(通訊員閆勇)2019年6月,珠海,中國空間引力波探測“天琴測距臺站”成功測得了月球表面上五組反射鏡的回波信號,測出國內(nèi)最準(zhǔn)的地月距離,精度達(dá)到國際先進(jìn)水平。至此,中國成為世界上第三個成功測得全部五個反射鏡的國家。這是距2018年1月22日中國人首次成功利用激光精確地測量地球距月球的距離后,中山大學(xué)天琴計劃團(tuán)隊在地月激光測距技術(shù)上的重大技術(shù)突破,實現(xiàn)了天琴人進(jìn)行空間引力波探測的第“0”步。
建成后的鳳凰山“天琴測距臺站”
篤定信念,不舍晝夜
聆聽天籟之音,比肩國際科技前沿,是天琴人實現(xiàn)空間引力波探測執(zhí)著的追求。在中國科學(xué)院羅俊院士的帶領(lǐng)下,天琴計劃于2015年正式啟動,分四步逐步推進(jìn),即“0123”計劃:
第“0”步:要開展地月激光測距,以此為天琴衛(wèi)星的高精度定軌提供技術(shù)支撐;
第“1”步:要發(fā)射單顆衛(wèi)星,并借此建立高精度空間慣性基準(zhǔn);
第“2”步:考慮發(fā)射兩顆衛(wèi)星,對長距離星間激光干涉測量技術(shù)開展在軌驗證;
第“3”步:計劃發(fā)射3顆衛(wèi)星構(gòu)成三角形編隊,為“天琴”開展引力波的空間探測。
其中,第“0”步計劃,就是一切的開始,是天琴人夢想的起點。自2018年4月26日確定為地月測距臺站的T0點,臺站建設(shè)項目正式啟動后,團(tuán)隊工作進(jìn)入了超速的快車道,技術(shù)方案和工作協(xié)調(diào)并行開展,一切都“飛”了起來,工作組成員也成為了名副其實的“大忙人”。
臺站技術(shù)協(xié)調(diào)
中心師生由步行梯登山送水和干糧
臺站建設(shè)按正常建設(shè)周期節(jié)點倒排時間本已非常的倉促,等進(jìn)入具體實施階段,我們才驚訝的發(fā)現(xiàn)擺在我們面前的不僅是施工周期的問題,更深層的問題是臺站的研制方案、基建的實施細(xì)則、道路的鋪設(shè)、物料的保障、合作單位的協(xié)調(diào)等等一系列問題,所有的這一切都沒有先例可循。我們既是策劃者,又是調(diào)度員;既是設(shè)計者,又是技術(shù)員;既是建造者,又是萬能工,就連后勤、安全、保障等一切和臺站建設(shè)相關(guān)的都在我們的工作范疇之內(nèi)。為了心中的目標(biāo),建設(shè)團(tuán)隊成員將壓力轉(zhuǎn)換成動力,工作組同志歷經(jīng)240多個日日夜夜連續(xù)奮斗,真正做到了只爭朝夕,不舍晝夜。“你又黑了,又瘦了”也成為那個時間段掛在大家嘴邊,常常關(guān)切的話。團(tuán)隊成員在建設(shè)過程中既要籌劃合理可行的測距方案,保障工程進(jìn)度,又要確保建設(shè)質(zhì)量和設(shè)備的特殊保障要求,還要擔(dān)心全體技術(shù)人員上下山通行安全,這種無形的壓力和責(zé)任令工作組同志經(jīng)常處于高度的亢奮狀態(tài),做中國自己的引力波探測,做好天琴計劃,實現(xiàn)第“0”步,篤定了,就堅持下去。
攻堅克難,技術(shù)護(hù)航
2018年8、9月間由于珠海受連續(xù)強(qiáng)降水和臺風(fēng)“山竹”影響,臺站上山道路通行中斷,施工進(jìn)度滯后嚴(yán)重,路面條件有限,運輸只能通過人工、馬隊等方法進(jìn)行施工。珠海鳳凰山頂原計劃的平整計劃不得已臨時做了調(diào)整以加快臺站基建施工進(jìn)度,臺站遠(yuǎn)地靶由于承建單位在原始設(shè)計的范圍內(nèi)無法找到合適的靶址施工且考慮到珠海大氣影響嚴(yán)重,一度陷入去留方案之爭,而作為臺站測距精度精確標(biāo)校的重要技術(shù)手段,通過臺站和該設(shè)備的互標(biāo)可為臺站標(biāo)校提供重要的參考數(shù)據(jù),實現(xiàn)高精度測距該設(shè)備的作用至關(guān)重要,為了盡量保留該方案,團(tuán)隊技術(shù)人員多次進(jìn)行方案比對和優(yōu)化,就靶址各種可能性進(jìn)行了測算預(yù)估,最后將可接受的最小設(shè)計距離縮短至3km左右,通過多次實地的探測,終于在臺站附近山頭找到了一處高度和方位角都較佳的位置,克服了困難。該方案的保留,在臺站調(diào)試及測月的過程中發(fā)揮了積極的作用。
遠(yuǎn)地靶靶址勘探
臺站系統(tǒng)研制方案研討
嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致,實地勘測
測距臺站位于鳳凰山頂,之前沒有任何道路通行,在確定站址后,為了搶工期,山頂基建和上山道路同時施工。上山道路依山而建,登上海拔約400m的臺站全程約7.6km。在山頂臺站地基勘探、建設(shè)初期我們?yōu)榱斯?jié)約登山時間,多是循著山頂施工隊踏出的小道攀爬上去,山路崎嶇坡陡,好幾次踩到青草虛土滑倒差點滾落受傷。上山道路的土路連通到山頂后情況好了一些,我們時而可以搭工程車輛上山,但遇到的問題也逐漸顯現(xiàn)出來,由于山路依山而建,彎急坡陡,可以說是山路十八彎,坐在車?yán)锒紩@出一身汗。正是先有了搭車的經(jīng)驗,讓我想到了臺站的1.2m望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)為大型精密儀器,體積大重量沉,需要整機(jī)運輸至山頂?shù)耐瑫r還要保障大型吊裝車輛上山進(jìn)行設(shè)備的安裝,而山上道路在設(shè)計之初并沒有考慮到這些特殊情況,它窄的地方僅容單車勉強(qiáng)通行,尤其一旦卡在S彎處則進(jìn)退兩難,為確保車輛順利通行,期間團(tuán)隊成員多次徒步往返于上山道路,結(jié)合設(shè)備運輸車輛轉(zhuǎn)彎半徑對各種可能的路況和會車位置進(jìn)行實地勘察和測量,這為確保設(shè)備車輛安全無障礙通行提供了保障。
閆勇老師路況勘探,轉(zhuǎn)彎半徑測量
臺址勘測
設(shè)備驗收測試現(xiàn)場
把握細(xì)節(jié),分毫必較
測距臺站庫德房內(nèi)放置了很多的光學(xué)元器件,其潔凈度要求極高,如果不達(dá)標(biāo)測距激光打到鏡片上將會導(dǎo)致光學(xué)鏡面的損壞,為嚴(yán)格保障庫德房的潔凈度,我們對庫德房及周圍設(shè)施進(jìn)行了重點的排查和整改工作。初次檢查庫德房的時候,屋內(nèi)已經(jīng)架設(shè)好了架空層地板,地面用膠封密封的很好,我們并沒有發(fā)現(xiàn)什么問題,一個偶然的因素,當(dāng)打開其中一塊地板的時候,我們驚訝的發(fā)現(xiàn)里面局部還有一些殘留的工程垃圾,尤其是線槽內(nèi)殘留非常的多,考慮到這種情況下一旦庫德房投入使用將可能導(dǎo)致嚴(yán)重的事故,于是我們馬上與有關(guān)負(fù)責(zé)人進(jìn)行了溝通,并和施工方負(fù)責(zé)人多次現(xiàn)場辦公討論解決方案,但對方提出的方案都存在一定的風(fēng)險,于是經(jīng)過認(rèn)真考慮,在工作組的堅持和游說下,對方同意進(jìn)行全面復(fù)工,地面重新做自流平,上漆到墻面10厘米以上不得留白,保證漆面厚度,增加二次清理,即使如此,我們在隨后的抽檢中仍然發(fā)現(xiàn)一些小的雜物,于是團(tuán)隊老師和同學(xué)從山底天琴中心自帶清潔器材和桶裝礦泉水,將庫德房內(nèi)架空層地板掀起,重新做了全面的清潔工作,不留一絲安全隱患。
天琴師生庫德房架空地板復(fù)原前進(jìn)行全面清潔
基建技術(shù)核對和現(xiàn)場勘探
技術(shù)攻關(guān),全員保障
鳳凰山新建天琴測距臺站蘊含著無限的新希望,也面臨一些臨時的困難。由于新修的上山道路尚在養(yǎng)護(hù)期間,車輛通行有困難,山上水電不通,負(fù)責(zé)臺站建設(shè)工作的科研人員需要自帶飲用水和干糧上山,困難的時候甚至需要接山泉水飲用,十分的艱苦。中心的領(lǐng)導(dǎo)和師生們時刻關(guān)心牽掛著臺站的建設(shè)工作,了解到這些情況后,積極為在臺站的科研人員送去桶裝水和干糧,減輕了臺站工作人員的工作負(fù)擔(dān),讓大家感受到了中心的溫暖和領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)懷。
運送上山試驗物資
臺站工作會議進(jìn)度協(xié)調(diào)
在校領(lǐng)導(dǎo)和各部門的大力支持和熱切關(guān)懷下,天琴團(tuán)隊歷時18個月,發(fā)揮黨員骨干力量克服建設(shè)中人員少、時間緊、技術(shù)難度大、安全風(fēng)險高、協(xié)調(diào)組織復(fù)雜、道路不通、物資短缺等困難,將無路可走的鳳凰山建設(shè)成為了超地月距離激光測距和天文觀測的科研基地和科普基地,精度比肩國際前沿,我國也成為世界上第三個成功測得全部五個反射鏡的國家,創(chuàng)造了一個科研奇跡。這是中心優(yōu)秀的共產(chǎn)黨員們堅韌不拔和辛勤付出的杰出成果,充分體現(xiàn)了天琴中心教工第一黨支部的凝聚力和戰(zhàn)斗力。
天琴團(tuán)隊將不忘科研使命,響應(yīng)國家扎根基礎(chǔ)科研,以國家重大技術(shù)發(fā)展需求為牽引,堅定不移的將天琴之路走下去,面向世界科技前沿技術(shù)發(fā)起新的挑戰(zhàn),眾志成城勇攀科技高峰,逐步實現(xiàn)第“1”步和第“2”步,通過科研報國,服務(wù)好國家和社會。
文稿終審:物理與天文學(xué)院 郝雅娟