籍利平——目光 激光 星光
我只做过一年专职激光卫星观测员,时间是2004年4月到2005年4月。
多次观摩之后,2004年4月排了我一个夜班。我彻夜守候在仪器旁边。可惜,阴天!一圈卫星也没有观测到。
短期到海南出差,回到卫星观测站后,终于在5月份观测到了第一圈近地卫星。
值夜班时,我快速吃晚饭,赶紧到激光楼去。先打开圆顶,让天文望远镜适应环境温度,再打开激光器,把望远镜的镜头对准地靶,看一下回波信号情况;还会观察一下北极星的亮度,测试天气。在监视器屏幕上,北极星是一个清晰的大亮点,那就表示天气不错。如果连北极星都模糊了,过顶的卫星恐怕也不易被捕捉到。
二十年前,卫星观测站使用的还是液体燃料激光器,它发射的激光脉冲为每秒10次;换句话说,就是脉冲频率为10赫兹。现在,固体激光器的脉冲频率已经达到1000赫兹。
进入情况之后,我曾经沉迷于这样的场景:晴朗的夜晚,近地星、高轨卫星像排好了队一样逐个掠过台站上空。我用激光器发射的出波长532纳米绿色激光,在天文望远镜的引导下,瞄准、跟踪、观测卫星。最兴奋的是,赶上连续三个晴夜。
卫星影像经过数十倍放大之后,显示在监视器上。卫星在监视器上是略带放射状的发光体。观测中,我的目光会紧盯着监视器上的卫星影像,在卫星预报软件的支撑下实时跟踪过顶卫星。目光、激光、星光交织在一起了。
长夜宁静,陪伴我的唯有计算机、激光器及其箱式电源。
近地卫星过顶时间不过几分钟,高轨道卫星的单次观测时段可达两个小时。熟练的观测员,能在观测高轨道卫星时切换到近地卫星,然后回到轨道高达两万公里的卫星的观测中。激光器性能提高后,老观测员完成了高度三万六千公里的北斗静止轨道卫星观测。在激光楼,我创造的个人记录是一晚上观测到近30圈卫星,包括两万公里的高轨卫星。
天亮,关机。快速处理完数据、上传到数据中心,一夜的观测就算完成了。科学技术与工程人员可以下载星地距离数据,精密确定观测台站的三维坐标,也可以用多个地面台站的坐标来确定卫星的轨道;当然,还可以进行光学、通信等研究。
当天边显出朝阳的微光,当星星们闭上了眼睛,一夜未合眼、疲惫的我就该休息了。我这个夜工作者,活得充实、满足。天亮后休息,养精蓄锐,准备再战通宵,再次和排着队来的卫星们约会、交换信息。
地面仪器和卫星是通过激光交换信息的。工作原理很简单,就是光在太空中传播的距离等于光速与传播时间的乘积。所谓的激光卫星,就是在卫星上安置了一个后向反射器。后向反射器的特点是,入射激光与反射激光平行。
我原有五个实现了激光观测卫星的台站。2018年以来,又出现了实现激光测月的台站。月球上也安置了后向反射器。激光测月亮更难。全球致力于激光测卫星、测月的人,总共也就几百人。
40周岁生日到来之前,我的工作岗位发生了变化。我离开了激光楼,告别了激光测距卫星观测,告别了激光器,告别了天文望远镜。
工作之余,我撰写科普文章《高精度的卫星激光测距》发表在《百科知识》上。
每次返回观测站,看到老同事在监视器前轻松地观测高轨卫星,我手心发痒,可也不能再操纵键盘、鼠标了。现在,他一夜可观测百圈卫星。
近二十年来,我有多次机会进入激光楼,可惜再也没有打开或者关闭过激光器、再也没有观测过一圈儿卫星,只是在陪同友人参观时,小心翼翼地开、关过乳白色的圆顶,简要解说。
当然,我曾经在晴朗的冬日,在日落之前,趁着老同事刚刚打开圆顶、调整仪器的时候,拿出摄影机拍摄望远镜、拍摄激光器发出的绿色激光。
老同事的目光将凝视显现星光亮点的监视器,绿色激光将划破台站上空。
树木和建筑,将会被掠过的激光涂抹得色彩翠绿。
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