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刘承志:科研科普“两手抓”

发稿时间:2015-07-14 14:20:00 来源: 《中国科学报》 中国青年网

   

  刘承志

   

  口径40 厘米的光电望远镜系统

   

  GNSS 研究室外景

  7月1日,中共吉林市委书记赵静波等一行,来到中科院国家天文台长春人造卫星观测站(以下简称长春人卫站)在吉林正在建设的长春空间目标观测基地考察。未来,空间目标观测基地建成后也将成为吉林市主要的天文科普基地。

  作为中国科学院下属研究机构中成立较早的天文科研台站,长春人卫站一直在坚持天文观测和天文科普“两手抓”,在面向国家空间安全、载人航天观测预警等方面作出了作要贡献。

  “未来,随着我们1米级大视场空间碎片光电望远镜项目的建成,相信长春站将迎来更大的发展。”在接受《中国科学报》记者采访时,长春人卫站站长刘承志这样表示。

  科研科普齐头并进

  虽然体量不大,长春人卫站的“能量”却不小。

  按照“一一二”规划,长春人卫站的定位是着眼于国家空间安全的应用天文研究及体系建设,以精密观测和精密定轨为主,不断完善观测技术和手段,拓展观测技术的应用范围,开展空间目标观测数据处理、天文地球动力学基础理论研究工作,成为国内外观测技术手段全面的重要空间目标观测基地和天文地球动力学理论及应用基地。

  “一个突破,就是现在的空间目标观测平台建设。”刘承志告诉记者,“我们力争在保持现有观测优势的基础上,以‘空间目标观测平台建设’为重点,多种观测手段结合,在空间碎片观测系统能力建设上取得突破性进展,为我国空间安全提供有力保障。”

  未来,他们还将着力培育两个重点方向——卫星动力学和卫星天文地球动力学理论应用研究,以及射电天文领域及相关的天体物理研究。

  在发力科学研究之外,长春人卫站也十分重视天文科普工作。

  坐落于美丽的净月潭国家森林公园西山的“中科院长春人卫站天文科普基地”,毗邻净月潭水,风景秀丽,人文气息浓厚。但也正是这片静谧的小院子,时常会引来喧嚷的人群。

  “从1991年开始,长春人卫站就开始举办较大规模的天文科普活动,累计接待了数万人次参观和学习。”刘承志介绍说。也正是这些规模较大的科普宣传活动,引起了当地政府对于天文事业发展的重视,同时也向社会民众宣传了我国天文事业的重要性及取得的辉煌成就,收到了较好的社会效益。

  如果你是天文爱好者,你会发现自己简直进入了“百宝箱”——在这里,有许多难得一见的天文“装备”。2006年,科普基地引进安装了获得国家科技进步奖二等奖的精密教学仪器S-10B型天象仪,建成了东北首家对外开放的天象厅;同时,还有30多架天文科普望远镜,供天文爱好者亲手操作观测天文奇观。

  在这里,你能看见100多块最新的知识展板,并有专业人士进行讲解;你能听到许多从事多年科普工作的专家不定期作的科普报告;你还可以到科普基地影视厅观看精彩的科教片;而这其中最吸引人的,恐怕要数净月公园中的科普林区和画廊,置身其中,美轮美奂。

  “从科研走向科普,长春人卫站打造的天文科普品牌,为我国未来在各地全面推开天文科普活动树立了一个良好的典范,也为我国天文事业走向民众心中作出了应有的贡献。”刘承志说。

  天文事业的中坚力量

  回顾发展历程,虽不是亲历者,刘承志也如数家珍。1957年10月4日,苏联成功发射了第一颗人造地球卫星。为此,中科院依据1957年12月11日签订的中苏两国科技合作协定,成立了我国人造卫星观测网络。

  1957年10月,长春人卫站随之开建。成立之初,长春人卫站以目视光学观测为主,主要任务是跟踪观测原苏联发射的世界上第一颗人造地球卫星。

  1974年,因为观测的需要,长春人卫站迁至长春市净月潭西山,继续开展光电观测工作。

  此后,长春人卫站凭借着自身独特的地理位置、大气环境、观测设备和观测水平等优势,逐渐成为国家天文台乃至中国天文事业发展的中坚力量,是国家“九五”重大科学工程“中国地壳运动观测网络”的25个基准站之一。

  随着国家知识创新工程的启动,长春人卫站同国内其他天文台站一起进入了国家知识创新体系。近年来,长春人卫站增进了与国际台站的往来,先后与多国学者进行了广泛的交流与合作。

  近年来,长春人卫站开始发力于装备研制及理论研究。其中,正在建设的“1米级大视场空间碎片光电望远镜项目”,是国家航天工程和安全迫切需求的地基观测设备之一,也是人卫站“空间碎片综合观测平台建设”的一个重要组成部分,这个项目将“部分决定着长春人卫站近些年的科研发展方向”。

  “同时我们的地球同步轨道卫星观测能力也得到了显著的提升。”刘承志告诉记者,5月13日,他们成功观测到最新加入到ILRS国际联测的伽利略导航系统中Galileo204卫星;3天后,又成功获得Galileo203卫星的有效数据。

  “Galileo203、Galileo204卫星是伽利略导航系统中的第七、第八颗导航卫星,这些新加入国际联测的卫星,我们都能够在第一时间成功获得有效数据,这既证明了我们的实力,也为提高导航卫星的轨道精度起到了重要作用。”刘承志说。

  四研究室无缝配合

  目前,长春人卫站下设四大研究机构,从卫星激光测距研究室(SLR)、光电观测研究室,到GNSS研究室、理论研究室。四个研究室各司其职,在近60年的观测站发展建设中无缝配合,先后完成了国家下达的各种观测任务,跟踪观测目标上千颗,获取了大量宝贵的资料。

  “也正是四大研究机构的科技支撑,使得长春人卫站现已成为观测手段齐备、科研水平较高、能对各种空间目标进行跟踪观测的专业性科研机构。”刘承志对四个研究室通力合作产生的协同创新力量充满信心。

  长春人卫站卫星激光测距研究室从1982年开展卫星激光测距的研究工作。目前,SLR测距系统测距探测能力达到40000公里,单次测量精度小于1.5厘米,并实现对所有的国际联测卫星进行24小时的跟踪观测,年观测数据最多超过19000圈(2014年),观测成绩位居世界第二位,被国际激光测距服务组织公认为国际上性能最强的四个台站之一。

  值得一提的是,他们于2007年承担并完成了国家大科学工程“中国地壳运动观测网络工程”和“中国大陆构造监测网”长春基准站的建设和常规观测任务,并于2009年成功实现了白天测距和千赫兹卫星激光测距,成为国际上少数具备白天常规千赫兹卫星测距能力的台站之一。

  而光电观测研究室作为中科院空间目标与碎片观测研究中心重要的成员,从建站以来主要从事人造卫星光学观测活动,有坚实的理论基础和丰富的实践经验。

  刘承志介绍说,从最初的光电经纬仪、25公分光电望远镜到现在40公分光电望远镜和1.2米大口径光电望远镜(筹),50多年的历程,光学组一直坚持常规观测,出色完成系列国家任务。

  其中,40厘米光电望远镜系统自2008年7月安装调试成功以来,在我国“神舟七号”“神舟八号”宇宙飞船和“天宫一号”等发射过程中,为空间碎片预警提供大量的、高质量的观测数据,并获得多次表彰。

  另一个较为年轻的研究室——GNSS研究室成立于1998 年,多年来一直致力于开展导航定位理论、系统集成技术以及导航定位应用技术的研究,利用卫星通信系统开展了一系列高精度时间频率传递及相关应用研究;同时开展GNSS应用技术研究,跟踪国内外导航定位领域最新的发展动向。

  GNSS研究室虽然年轻,但却融入了多元化的元素。研究室参与了“中国区域定位系统(CAPS)”“中国大陆构造环境监测网络”“国际全球连续监测评估系统(iGMAS)”等多项国家重大科学工程和中国科学院知识创新工程重大项目课题。

  目前GNSS研究室由9个基础台站组成,长春GNSS站已成为中国大陆构造环境监测网络核心站、长春测轨站成为了CAPS系统核心站、CHAN基准站为国际GNSS服务中心(IGS)组织网络中一个重要的基准站、建成国际全球连续监测评估系统(iGMAS)基准站;同时还拥有一个连续相对重力站、一个全自动多要素气象站和三个野外台站。

  第四个理论研究室是在实施中科院知识创新工程的过程中,长春人卫站结合实际需求,为提高观测数据应用水平和提升自身综合科研实力而设立的研究部门。

  理论研究室对长春人造卫星观测站的历史观测数据进行了系统整理;利用全球卫星激光测距资料,对激光地球动力学卫星(LAGEOS)实现厘米级精密定轨;能够利用单站光电观测资料对部分卫星进行精度在1000米左右的定轨和轨道预报等。

  刘承志指出,目前,伴随长春人造卫星观测站持续快速发展,理论研究室研究领域不断扩大,主要涉及天体测量与天体力学、量子光学、理论天体物理、宇宙学、高能天体物理等领域。研究室也承担及参与了十余项国家自然科学基金、院地合作等科研项目。

责任编辑:洛卡
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