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科学卫星综合运控中心团队:璀璨群“星”的守护者

[video:16科学卫星综合运控中心团队-空间中心]
  2022年10月9日,在党的二十大即将召开之际,由中国太阳物理学家自主提出的综合性太阳探测专用卫星“夸父一号”成功发射!成为继“悟空”“墨子”“太极一号”等七颗卫星之后,中国科学院空间科学战略性先导科技专项又一新星。它将利用太阳活动第25周峰年的契机,为人类探究太阳物理领域“一磁两暴”国际前沿问题开展科学观测。
  中国科学院国家空间科学中心科学卫星综合运控中心(简称“运控中心”),便是这些科学卫星地面上的守护者。这一次,他们的任务将是“牧星逐日”。

  为了科学梦想甘居幕后
   “夸父一号”捕获科学数据后,待飞经我国上空时会迅速与位于新疆喀什、海南三亚、北京密云的3个地面站点建立天地通信链路,将科学数据汇总至位于北京怀柔科学城的运控中心。
  作为中国科学院空间科学先导专项的抓总单位,中国科学院国家空间科学中心成立“科学卫星综合运控中心”,高效统筹科学卫星在轨运行管理,服务科学用户,支持并提升科学产出。
  科学卫星没有“试验星”,只做“前人没有做过的事”,其有效载荷都是“首次研制”“极限设计”。运控中心聚焦卫星工程的科学目标,提供精准、高效、专业的运行管理和数据服务,全心全意为科学家们服务。
  空间科学先导专项自实施以来,11年间实现了一批“从0到1”的重大突破。“悟空”号获得迄今为止世界上最精确的宇宙射线电子、质子、氦核、硼/碳、硼/氧能谱精细结构;“实践十号”星上完成的科学实验有15项为国际首次;“墨子”号在国际上率先实现千公里级的星地量子纠缠分发、星地量子密钥分发和星地量子隐形传态实验,使我国第一次在空间科学研究领域走到了世界最前列;“慧眼”号首次观测到黑洞双星爆发过程全景(2022年7月),观测到迄今最亮的伽马射线暴(2022年10月);“怀柔一号”探测到一大批伽马暴、磁星爆发、X射线暴、太阳耀斑等高能天体爆发现象……
  空间科学系列卫星闪耀太空的背后,是运控中心7×24小时夜以继日、甘居幕后的默默坚守。

  “数据一个都不能丢!”
  运控中心的工作目标是最大限度地获取科学观测数据,支持产出具有标志性、引领性的重大创新成果。
  虽然天地之间没有“网线”连接,但卫星下传数据的速度能达到每秒150兆至300兆,“夸父一号”更是高达每秒1000兆比特。
  从专项首发星“悟空”每天下传16GB的原始科学数据,到“夸父一号”每天下传500GB,随着在轨卫星数量增加,运控中心接收的数据量不断攀升。
  数据的完整性是科学产出的基本保障, “数据一个都不能丢!”是运控中心全体科研人员的执著追求。
  为了达到这个目标,运控中心建立了多通道同时备份接收机制和数据缺失补救预案。目前,运控中心管理的科学卫星数据完整性达到99.9%以上。

  “分钟级的响应”
  稍纵即逝的科学机遇性事件,对科学探测而言是极其珍贵的,甚至直接关乎能否实现重大科学发现。应急响应越快,就越有可能获得更大价值的科学数据。
  2017年8月18日凌晨1时40分,运控中心收到“慧眼”卫星科学家的应急科学计划,要求紧急观测可能存在引力波爆发的某天区。
  1时50分,运控中心用10分钟完成了科学计划的接收、审核、指令编制、指令反演、复核。应急指令顺利上传至“慧眼”,对指定天区开展观测。
  2时44分,“慧眼”回传首批引力波事件观测数据4.83GB。
  2时49分,数据预处理完成。
  3时,事件全部科学数据发至科学家。
  两个多月后,举世瞩目的首个双中子星并合引力波事件(GW170817)联合观测成果全球发布。
  “慧眼”卫星首席科学家张双南研究员评价,运控中心“分钟级的响应”“显著提升了科学产出和国际影响”。
  “分钟级的响应”得益于各运行单位之间高效敏捷的协同工作流程、卫星载荷灵敏强大的功能,也来自于运控中心“默默坚守、无私奉献”的工作作风。对于这支平均年龄35岁的年轻团队来讲,这种对科学机遇事件的应急响应,只是运控中心创建以来近2500个日夜中普通的一晚。
  自2015年12月专项首发星暗物质卫星“悟空”发射以来,运控中心7×24小时轮流值守,夜以继日与在轨的7颗科学卫星“对话”。凭借高度的责任心和丰富的运行经验,运控中心出色地保障了系列科学卫星在轨安全、可靠、高效的运行,使其持续稳定执行空间探测和科学试验。
  习近平总书记曾连续三年在新年贺词中提到“悟空”“墨子”和“慧眼”,将它们作为我国科技突破的代表性成果。运控中心团队用“默默坚守”履行着“不忘初心、牢记使命”的誓言,用“精准运控”支撑起科学家的极致追求,用“专业服务”保障重大科学成果产出。未来,他们将继续发挥“国家队”“主力军”作用,为我国开展空间科学基础研究再立新功!