• 陈文渊:在太空“放风筝”的“牧星人”



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    □四川日报全媒体记者 徐莉莎
      斑驳的白发、深沉的表情,初次见面,陈文渊把航天从业者的严肃、严谨写在脸上,让人误以为这是一位年近五旬的专家。
      但是当他兴致勃勃聊起《圣斗士星矢》《天地大冲撞》《变形金刚》《星际穿越》,才知道这是一位“85后”的青年科技工作者。说到航天,说起深空探测,他的眼里像是映射着星星,闪着好奇的光。
      过去的十年中,他参与“织就”我国航天测控网,参与建造迄今为止亚洲口径最大、接收灵敏度最高、连续波发射功率最强和作用距离最远的天线——佳木斯66米深空测控站(以下简称“佳木斯深空站”)。

    重燃航天梦,他成了测控台前的“牧星人”
      时针回拨到2010年的秋天,陈文渊即将研究生毕业。10月1日,恰逢嫦娥二号发射成功。不久后中国电子科技集团公司第十研究所(以下简称中电十所)在重庆大学的一场校招宣讲,重燃了陈文渊心中的“航天梦”。“宣传片中航空航天领域的前辈们执着探索、突破创新的精神,深深打动了我。”
      这一切都源于小时的那个航天梦。陈文渊是科幻类影视的“死忠粉”,少年时期,他梦想着成为一名航天员,“手可摘星辰”。无奈念书之后成了“小眼镜”,个头又“噌噌长”,“只能中途劝退”。
      那一场宣讲,像是动漫中的闯关勇士找到了特殊通道,让从小做着“航天梦”的男孩换一种方式触碰梦想——“既然上不了天,那我就来控制天上的卫星,在监控屏的另一头,跟着卫星去探索太空!”最终他进入了中电十所航天事业部。
      他所说的“控制”,其实就是航天测控。如何在茫茫太空获取航天器的状态,接收它传回的信息,并操控它执行一系列复杂、精准的动作?这一切都离不开深空测控设备的支持。大家把航天任务中的测控喻为“放风筝”,把测控台前的操作人员喻为“牧星人”。
      本世纪初开始,我国开始在陆地、海上、太空都建设测控网站点,组合起来形成陆海天基测控通信系统。中电十所,是这张网的主要承研方之一。
      2011年7月,初入十所的陈文渊跟着师父从事测控通信系统基带软件的研发。基带软件,承担了调解无线信号功能;它们是测控系统的“翻译大师”,将解码完成的数字信号传递给上层处理系统进行处理。
      入职没多久,陈文渊就加入其中规模最大的节点——佳木斯深空站的建设中。“这是一次外场试验的洗礼。”在外场安装阶段开始时,陈文渊和同事就赶往了东北,他们在这片黑土地上经历了春夏秋冬。
      深空站建在茂密的森林中。在近一年的外驻时间里,前辈们手把手带着陈文渊和一众年轻人。他们见证了嫦娥二号与图塔蒂斯小行星的交会,同时也和欧空局的金星快车完成了联调测试。最后,佳木斯深空站正式投用,嫦娥三号测控任务顺利执行。
      外场安装联调的经历和探月工程的数次练兵,让一个原本从事数据处理软件研发的青年人,有了从软件到硬件、产品到系统触类旁通的机会。2015年,好学勤勉的陈文渊开始带团队,负责基带软件方向的研发。

    经历火星探测“大考”,他也是天问一号引路人
      在中国的天问一号火星探测器成功落火前,全世界已进行的21次火星着陆任务中,只有9次成功。
      回忆起保障天问一号的重要节点,陈文渊历历在目。
      这当中,不乏惊心动魄的时候。就在2021年除夕前夜,为了让天问一号成功被火星轨道捕获,探测器要进行一次“刹车”,被称为“近火制动”。这也是火星探测任务中技术风险最高、最为重要的环节之一。当天,陈文渊就在佳木斯深空站参与保障。
      当天问一号刹车后,会绕到火星的背面,“大约有40分钟的过程,应该是没有信号的。”那是最紧张的时刻,陈文渊说,因为看不到探测器的状态,不知道它到底是被成功捕获还是和火星擦肩而过。可是就在静默的时间段里,信号突然闪烁。根据当时的时间和轨道计算,不应该有信号传回。“难道是计算的位置有误?信号怎么漂移过来的?”
      突如其来的信号冲击着大家紧绷的神经。经过分析研判,排除各种可能性后,确定这是干扰信号,且很快消失,陈文渊才松了这口气。
      这当中,还有充满挑战的技术创新。在天问一号落火过程中,同样也有一个“杳无音信”的“黑暗九分钟”。在这段时间内,超音速飞行的着陆巡视器挤压大气产生电离,造成通信中断,“牧星人”也无法测控。
      陈文渊及同事们成了“黑暗九分钟”里的引路人。他们为天问一号落火提前注入指令,进行轨道和导航控制。随后的过程,就类似汽车的自动驾驶,天问一号按照指令自主飞行。“那九分钟,就像在产房外等候宝宝出生,不知道里面发生了什么,只能焦急等待。”陈文渊回忆那时依然觉得惊心动魄。
      着陆巡视器落地后,要第一时间与地面建立联系,给地球老家“报平安”。由于地火距离太远,信息传送至少需要半个小时,信息传送功率受限,火星车和地面之间数据传输的速率极低。着陆巡视器传送的数据帧最多不超过8帧。而这8帧数据,每一帧都至关重要,根据这些信息可在第一时间判断着陆巡视器生存和工作状态。
      如何能把这宝贵的8帧数据全部有效利用,以获取尽可能多的信息,成为陈文渊和他的同事要解决的重要技术难题之一。经过理论攻关和上百次试验验证,他们创造性地提出了“数据慢帧优化处理机制”,实现了“落火”阶段极低码率数传信号的接收,做到信息首帧即完成同步校验及有效数据解调输出上报,为飞行控制中心提供全部可获得的信息。
      根据国家航天局计划,2022年,中国空间站将完成在轨建造,探月工程四期、小行星探测重大任务正式启动工程研制,中国航天强国建设全面开启新征程。
      “未来五年,希望自己能像老前辈那样,成为各个方面更精通的航天测控人。”陈文渊表示。

    人物名片
    陈文渊
      2011年入中国电子科技集团公司第十研究所,高级工程师,所级青年储备人才,蓉贝软件资深工程师。长期扎根航天测控及数据接收设备的研制,先后作为项目的主任设计师、副总师、总师等职,参与过载人航天、嫦娥奔月、北斗组网、天问探火等多项重大工程,荣获所级科技进步特等奖一次、一等奖两次。

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