嫦娥探月、天问探火……都离不开这项关键技术！ | 科技自立自强之路

6月25日，嫦娥六号再传捷报

实现人类首次月背采样返回的壮举

为中国探月工程立项20周年献上一份大礼

20年来，我国深空探测的水平

从“青铜”进阶到“王者”

嫦娥探月、天问探火

都离不开幕后功臣——

甚长基线干涉测量（VLBI）技术

探月首任总设计师、

中国科学院院士孙家栋曾评价：

VLBI的加入

使我国探月工程立项至少提早了5年

所谓VLBI

就是把两台或多台望远镜

组合成一台“巨型望远镜”

这样一来

等效口径（基线）大大提升

两台望远镜之间距离越远、看得越清楚

自20世纪60年代问世以来

VLBI就是空间分辨率最高的天文观测技术

比哈勃望远镜还高数百倍

人类首张M87黑洞照片

就利用了全球8台VLBI射电望远镜

最长基线达到1.2万公里，接近地球直径

▲上海天文台65米口径的天马望远镜。

值得一提的是

将VLBI用于航天器实时测轨

我国是首创

并成为国际学术界公认的中国招牌

这得归功于今年97岁高龄的

中国科学院院士叶叔华

20世纪70年代初

叶叔华从一份国际学术期刊上看到

国际上出现了VLBI和人造卫星激光测距等新技术

她敏锐地判断

如果我国不及时跟上，将来势必要落后

在她的积极建议下

1973年

中国科学院上海天文台开始VLBI预研工作

首先

是要在上海建设一台25米口径射电望远镜

建这么大的望远镜，经费从哪里来？

叶叔华单枪匹马来到国家四机部

询问相关工作人员

结果对方头都没抬就说不行

叶叔华没有放弃

在原地站了一会儿，她又提出：

“我能不能见部长？”

对方这才抬起头来打量这位貌不惊人的女科学家

没想到

主管相关工作的四机部副部长王士光

真的接待了叶叔华并同意支持

回忆起往事，叶叔华笑着说：

“只要我想做一件事，是会奋不顾身的。”

就这样

VLBI的种子在中国大地落地生根

1987年，上海佘山25米口径射电望远镜建成

1994年，新疆乌鲁木齐南山25米射电望远镜建成

至此，中国VLBI网拥有了第一条基线

即从上海到乌鲁木齐的约3200公里

▲1994年，叶叔华（左二）参加乌鲁木齐25米射电望远镜揭幕仪式。

成功的背后

是中国科学家不懈的付出和努力

20世纪七八十年代

这项高精尖技术在中国完全是空白

叶叔华回忆

第一次访问美国时

美国同行吃了一惊：

我们自己还不成熟的技术，中国竟然要发展？

而几年之后

当佘山25米望远镜建成的消息

第一次在国际会议上报告时

全场响起了热烈的掌声

没人能想到

中国科学家真的把这事做成了！

▲上海天文台佘山25米口径射电望远镜。

更让人没想到的是

中国将VLBI技术发扬光大

用在了深空探测的实时测轨

此前，只有美国曾在阿波罗登月计划中

用VLBI测量过月球车的行经路线

20世纪末，国家正式组织探月工程论证

当时，航天器测控成为重大难题

成熟技术最远只能测控约8万公里

但“嫦娥一号”进入绕月轨道后

最远距离达40万公里

如何突破这一技术瓶颈？

关键时刻

上海天文台主动请缨

提出将VLBI结合已有的航天测距测速技术

共同完成高精度测定轨及定位任务

经过调研分析

上海天文台科研团队郑重承诺：

提供测轨数据的滞后时间不超过10分钟

2007年10月24日

我国发射首颗探月卫星嫦娥一号

VLBI测轨分系统最终在6分钟内

将数据发送至北京航天飞行控制中心

激动之余，大家感叹：

中国科学院长期的基础研究

终于成功应用于国家战略领域！

2020年12月17日

嫦娥五号圆满完成我国首次月球采样返回任务

那天凌晨

叶叔华来到上海天文台指挥控制中心现场

当年“要见部长”的中年人已来到鲐背之年

她叮嘱大家：

“千万要记得，这是国家重要的事情。

凡是国家需要的，我们都要做好。

现在国际上都在看着，

做坏了影响国家的体面！”

▲2020年12月2日，嫦娥五号着陆器成功落月后，叶叔华在上海天文台VLBI深空探测指挥控制中心与台领导和科研团队合影。

好在这支胆大心细的队伍从未失手过

从嫦娥一号到嫦娥六号再到天问一号

虽然任务难度不断升级

但依靠进一步的能力提升和技术进步

VLBI测轨实时性已经缩短到1分钟以内

是目前国际上的最高水平

“虽然我们现在是世界第一，但是不能自满。”

叶叔华在谈到未来时依然壮心不已

今年3月20日发射的鹊桥二号中继星

搭载了上海天文台研制的月球轨道VLBI试验系统

将使VLBI基线长度超越地球直径的限制

扩展到地月距离

展望未来

星辰大海的目标必将实现