不能忘却的“时间印记”——中科院国家授时中心蒲城长短波授时台的背后

西部决策网
07-28 17:35
有一座“时间博物馆”,他的身躯里潜藏着一组庞大的地上建筑群和地下“迷宫”。如今这里虽已布满历史的沧桑,但我们依然能从这些厚重的钢板和庞大的发播装置中感知到“时间的痕迹”;
有一群时间守护者,他们在意气风发的年纪便远离都市来到这里,凭借满腔热血与十足的干劲,硬是在一个山洞里“挖出”了我国第一个短波授时系统,并用毕生的心血书写属于“时间的传奇”。
这里就是中科院国家授时中心蒲城长短波授时台,他运载着我国最早的大科学装置之一——长短波授时系统,是我国标准时间——“北京时间”生产、保持、发播的地方,被钱学森先生誉为“中国的一面大钟”;这群守护者是这一座座高大的机房、一排排尘封的设备的孕育者、缔造者,他们倾尽全力担当“时间的守护者”。
监测室
2019年,这里成功入选为第三批国家工业遗产,成为中国科学院此次唯一入选的大科学装置。为何这里会有如此重的份量?在这面大钟背后又隐藏哪些不为人知的故事?让我们一起跟随这些“时间的守护者”,感知“时间的传奇”,探寻“时间的痕迹”。
“5、4、3、2、1,点火,起飞!”
6月23日9时43分,我国第55颗北斗导航卫星——北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空,这项任务的发射完成意味着北斗三号的30颗组全球网卫星全部到位,北斗三号星座部署全面完成,其将为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航、授时服务。
而这里所说的“授时服务”就是我们今天故事的主角。为什么一颗卫星发射成功的背后离不开“授时”工作?“授时”来源于哪里?
无处不在的“授时”
早期短波试播台天线
说起“授时”,最早可追溯到《尚书·尧典》,书中记载:“乃命羲和,钦若昊天,历象日月星辰,敬授民时。”意思是帝尧命令羲氏和和氏,严肃谨慎的遵循天数,推算日月星辰运行的规律,制定出历法,把天时节令告诉人们。这就是最早的“授时”。
长短波发播控制系统
短波授时台内的机房
而说起授时,远古人类最早以“日出而作、日落而息”,也就是以地球自转产生的昼夜变化来判定时间;我国早期的文学著作《西游记》中记载“星光乱,漏声换,不觉深夜已半”“两座楼头钟鼓响,一轮明月满乾坤”,描述的是当时用夜漏和钟鼓楼来计时的一种方法;同样,《水浒传》记载的人物高俅是当时的“球星”,喜欢蹴鞠这项运动,这种比赛当时是使用沙漏来进行计时;而国外文学作品《鲁滨逊漂流记》中的鲁滨逊为了计时,每天在柱子上用刀刻一个凹口,每七天刻一个长一倍的凹口,把柱子做成一个日历来判定时间。
短波授时台外景
长波授时台外景
上世纪80年代,陕西天文台全貌
从古到今,从国内到国外,计时工具在不断更新,日晷、圭表等一系列的计时工具也都在不同时期派上用场。
我们比较熟悉的古代授时莫过于“晨钟暮鼓”,这是官方向全城百姓授时的工具,钟鼓楼也因此成了中国古代城市建设的标配。
随着时代的发展,科学技术的进步,现在的授时手段多种多样,精度越来越高,“晨钟暮鼓”等报时方法已成为历史,新的报时系统慢慢形成,短波授时就是其中的一种。要知道现在我们每天所使用的“北京时间”就是由这个授时系统发出的。
一波三折的筹建
带着很多关于时间和“授时”的疑问,记者来到了距离西安三十多千米的临潼,走进中国科学院国家授时中心,探寻时间背后的故事。
据国家授时中心党委书记窦忠介绍,中科院国家授时中心的前身为中国科学院陕西天文台,始建于陕西蒲城县城西北金帜山唐宪宗景陵附近,也就是在那里创建了新中国第一个短波授时台,工程代号“326”。
在蒲城建立短波授时台之前,我国是在上海向全国进行无线电授时的,由上海天文台负责。因条件所限,当时租用了邮电部在上海真如的一个短波无线电发射台,依据各天文台联合测定和保持时间,每天在固定的时段进行发播。该时号满足了当时国家建设的急需。
然而徐家汇观象台地处我国东南一隅,难以适应国家大规模建设的需要,因此急需在内陆腹地建设一个能覆盖全国的无线电授时台。于是,1955年,在全国科技发展12年的远景规划中,正式将筹建西北授时台列入国家重点项目。
短波授时台工作人员调试发射机
而随后针对授时台的台址选择也是一波三折。最先将台址选在了甘肃兰州市,后经国内外专家论证,兰州市属地震活动区,不宜建授时台。同年,国家科学技术委员会基于战略上的考虑,再次安排人赴新疆、青海、甘肃和陕西考察选址,并最终确定陕西省武功县杨岭镇为预选台址。
而在此期间,我国“651”计划(发射第一颗人造地球卫星计划)的相关方案中提出,“在西安地区建造短波授时台,以满足第一颗人造地球卫星的需要”,同时提出建造我国长波、超长波电台。计划出台后,中国科学院迅速反应,并指出西北授时台不仅包括授时工作,今后还要开展天文方面的其他工作,台址的选择要靠近人造卫星地面系统控制中心的位置,因此,将台址选在了西安。
1966年,遵循当时国防和战略任务靠山进洞的备战要求,经国家科委批准,最终将授时台的具体位置锁定在陕西关中地区的蒲城县,“326工程”由此诞生,并开始正式启动。
难以忘却的“时间记忆”
在了解“326”背后的故事时,记者有幸见到了当初最早参与建设的“时间守护者”,他们向记者讲述了那段难忘的“时间印记”。
“我和我的7位南京大学天文系1966年毕业的同班同学,怀着能为祖国的天文科研工作贡献自己力量的满腔热情,于1968年2月来到陕西。当时一辆大卡车拉着我们从西安边家村的西北分院出发,途经富平,行驶近5个小时的崎岖道路后进入到了陕西天文台的院墙。定睛一看,真好像一盆冷水从头顶灌了下来。哪有什么天文台?哪有什么科研楼?院墙里只有两排刚建好不久的作为宿舍的平房”,在授时中心工作48年多,现已退休8年的王正明说起当年的场景仿佛还历历在目。
授时人员调试设备
她说,先期已在这里搞建设的有些是从西北分院调来的干部,有些与她一样是1966年毕业、从全国各地来这里的大学生们。在她来之前,已经有同事住在当初刚建的这两排平房里。那时提供的宿舍根本不够他们8个人住,幸好她是个女同志,还留有一个床位,与她一起来的7个男同事都被安排在附近一个农户家里,住的是四周通风的柴房。二月份,北方的天气非常冷,这里没有取暖设备,对于他们这些从南方来的学生来说,生活有多么艰苦,可想而知。
王正明讲到,现在的科学技术发达,国家授时中心的工作人员可以在临潼的机房里遥控位于西安或洛南的望远镜,而当时对于中星仪组的科研人员来讲则是彻夜难熬。在冬天的寒夜里,他们必须每天晚上3-4个小时露天站在仪器旁边手动操作仪器,尽管穿着棉大衣,戴着棉帽子,双手双脚还是冰凉的。
“我是江苏人,南京大学毕业后就分配到陕西来。当时同我一起来的一共有23名大学生,都是从南京、上海、北京等地刚毕业的。”在短波授时台建立初期就来到蒲城的原陕西天文台台长漆贯荣向记者回忆了当时的场景,他说,“当时我们来的时候这里什么都没有,住的地方都是搭的板房,我和南大的其他几个学生最后没地方住就住在了附近的农村里。”
到了蒲城,他们做的第一件事不是开展授时方面的工作,而是解决最基础的“三通”的建设问题,即“通水、通路、通电”。没有任何工具,只是给他们一人发了一双帆布手套,用来搬石头或者干其他的活,厂里的一砖一瓦都是他们用自己的双手搭建起来的。
南方的饮食多蔬菜,而蒲城则是“有了辣子不要菜”,这也正好印证了当时关中地区特色——“油泼辣子一道菜”。让人难以想象的是,对于他们而言,哪有什么辣子,哪有什么油,在他们的餐桌上只有一瓶醋和一瓶盐。漆贯荣说,当时1.78米身高的他,体重仅有120斤,是严重的低血糖。为了补充能量,他们遇到有去北京出差的同事时,别的不捎,总会让他们带点白糖回来,防止低血糖事件发生。
但即使是这样的条件,还有人争着抢着要来。漆贯荣说,有一位他的同班同学,因没被分配到西安,自己买火车票坐车一路赶来,最后终于争取到了留下来的机会。他感慨到,苦不算啥,对于学习天文专业的他们来讲,在这个广袤的土地上,能将自己的所学运用到实际,那是他们最大的心愿。
50多年前,在这个不为人知的地方,正是因为有这样一群胸怀大志的科技工作者甘于寂寞,排除万难,勇于奉献,不辱使命,才使这个贫瘠而又偏僻的山沟创造出“时间奇迹”,作为最初的探路者,他们用实际行动践行着“时间守护者”这一神圣称谓。
不可磨灭的“326”精神
蒲城长短波授时台是上世纪六七十年代我国独立自主研制建设的第一个全国土覆盖的高精度无线电授时台。该系统代表了当时我国授时技术、无线电技术和电子工业的最高水平,国产化率100%,有着极为重要的历史价值、科技价值和社会价值。如今,虽然当年神秘的“326”工程已经落上了历史的尘埃,但建设过程中的艰辛,尤其是技术难题的攻克还是让很多老一代科技工作者记忆犹新。
据介绍,短波授时台于1970年9月建成,经周恩来总理亲自批示开始试播。1973年,根据远洋授时服务的需要实施扩建。1980年通过技术鉴定,次年7月正式承担我国短波授时任务。同时,为了提高授时发播精度、建立完整独立的授时服务体系,上世纪七十年代陕西天文台开始增设长波授时台,1986年通过国家技术鉴定,1987年正式承担我国长波授时任务。
短波授时台的建立,使我国具备了自主可控的、连续的、全国土覆盖的高精度陆基无线电授时能力。长波授时台的建成使我国陆基无线电授时精度由毫秒量级提高到微秒量级,跻身世界先进水平,该项成果1988年获国家科学技术进步奖一等奖,并作为国家重大科技成果参加了1984年国庆35周年的天安门庆典活动。
而在这些成绩的背后,倾注了很多授时人的心血。
“当时单位给我们安装了第一台电子管的计算机,也是从那时我们才开始学习计算机语言、编程等,在此之前,2个小时的观测数据需要2个小时的手工计算和2个小时的校核。使用计算机后,3分钟完成,我们都已经开心的不得了,而在现在,可能1秒钟都用不了。”说起当时如何攻克技术难题,王正明如是说。
1984年,长波授时作为国家重大科技成果参加建国35周年庆典
谈起如何克服技术困难,曾经在授时部老短台工作的尹德龙侃侃而谈,“那个时候可以说是一穷二白。这里说的穷不是没有钱,也不是没有设备,关键是技术上。当时授时中心人员的组成一部分是从学校来的,剩下的就是退伍军人再加上一些知青。从学校刚毕业来的学生经验不足,而从部队来的或知青更是没有什么知识储备,有的甚至连电容是什么都不知道。那怎么办呢?没办法只能下决心学。当时主要采取了两个办法,一个‘老带新’,让有技术的人员多给予新人培训指导,另外就是将新来的人送到上海、北京等广播电台学习,学习人家的管理办法以及对于机器设备的使用。”他说,短波授时台是我们国家唯一的一个短波授时台,连国外也在接收这里的信号,如果把时间弄错了,丢的不是授时中心的人,而是国家的人。当时他们就要求自己说,“这是国家的任务,不可儿戏,一定要尽心、尽力、尽责地完成这项任务。百分之九十不行,百分之九十九也不行,必须得做到百分之百。不错发,不误发,要确保国家交付的这项任务在我们这里不出任何问题,这就是我们的使命感。”
正因为这些老一辈授时人以国家需求为己任,自力更生,艰苦奋斗,顽强拼搏、不辱使命,才使得授时工作一步步向前推进,最终按期建成国家授时系统,圆满完成了历次国防试验任务,为国家安全和经济发展作出了重要贡献,也就是在这个建设发展过程中,积淀了深厚的历史文化和时代记忆,形成了老一辈授时人“淡薄名利,甘于清贫,无私奉献,科技报国”的“326精神”。
中国科学院国家授时中心外景
不容错过的“时间隧道”
“如果没有国家授时中心授时(出)的标准时间,那么国家将是一个混乱的状态,我们的通信将会中断,航班也会混乱,比如说在金融系统,如果说交易者和金融交换系统的世界有1秒钟的误差,这1秒钟前后股市的价格波动会使一个人变为百万富翁,也可能错误地会让一个人变为穷光蛋。”中国科学院国家授时中心主任张首刚在接受采访中说。
的确,时间对于我们的珍贵性是不言而喻的,而背后起核心作用的“授时”尤为重要。有了“授时”,我们享受到很多“时间福利”;有了“授时”,更多尖端的技术才得以成功嫁接。
2001年,中国科学院陕西天文台更名为中国科学院国家授时中心,此后,“授时”领域更广、应用范围更大。
从短波到长波,我国授时精度达到百万分之一秒;从世界时到原子时,这里跳动着北京时间的脉搏;从陆基到星基,全方位立体授时;从专用到普及,原子时间进入寻常百姓家;从时间到空间,卫星导航领域全创新。可以说,是“授时”将我们的生活带入了一个新的领域。
据国家授时中心党委书记窦忠介绍,未来国家授时中心要在长短波授时系统基础上,建设新一代高精度地基授时系统,与北斗导航相呼应,为我国导航定位授时的综合时空体系建设作出贡献,这个立体交叉授时系统建成后,将是世界上独一无二的立体交叉授时系统。
有人描述道,“有了秒级的时间,达尔文搭船环游世界,畅通无阻。有了毫秒的时间,电网可以高效地运行,检测事故;有了微秒的时间,移动通信进入4G时代,实时高效;有了纳秒的时间,北斗把导航简化成方程,准确定位;有了皮秒的时间,神舟和天宫得以对接……”
因为“授时”,我们得知时间的“魔力”;因为“授时”,计时的方法一再更迭,因为“授时”……让我们追寻着老一代授时人走过的“时间痕迹”,憧憬着新一代授时人的“时间梦想”,走进“时间隧道”一路向前,去追赶属于时间的“下一趟”班车。(文/本刊记者张静)
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