在冰穹A的日子
1月11日 我們的車隊于下午5時左右進入冰穹A地區,選擇了一個區域作為此次南極科考24次隊大本營位置,其GPS定位坐標為東經77度06分32秒、南緯80度25分02秒,高度為 4090米。
之後,馬上召開了內陸冰蓋隊的工作會議。會上,各個科考項目分別介紹了任務情況和具體要求,我們也介紹了高原天文觀測站的主要儀器以及需要隊員相互協作的工作。
晚上,我們在大本營的西邊選定了天文觀測台的安裝場地。按照安裝計劃書的基本框架,初步確定了所有天文儀器的位置。這些儀器包括儀器艙、發電機艙、CSTAR、聲雷達、聲波風速計和太陽能板。午夜時分,當太陽位于正南方向時,我們根據太陽的方向,確定了自儀器艙西北角的南北方向,並在50米以外的地方豎立起竹竿進行標記。
1月12日 經過長達20多天、1286千米的艱難跋涉,12日上午,我們終于登上了南極冰蓋最高點——海拔4093米的冰穹A!這是人類歷史上的第二次,也是中國歷史上第二次成功登上南極“冰蓋之巔”。
登頂之後,大家心情異常激動。尤其是內陸隊中幾名參加過2005年首次登頂的隊員,當他們把上次豎立在南極的國旗再一次親手展開後,五尺男兒個個熱淚盈眶。誰說男人不流淚,只是未到感動時!此時此刻,我們這些初次踏上南極之巔的隊員們,也更多地體會到了登頂南極的艱辛和不易。
在這個被稱為“人類不可接近之極”的地方,我們舉行24次科考隊登頂的慶祝儀式,主要是進行車隊車頭編隊行進錄像、升國旗、豎立司南標志的雕塑和大家合影留念。
下午,我們從最高點回來後,中科院遙感所的程曉博士利用兩個差分GPS和經緯儀,確定出以儀器艙西北角為基準點的南北方向和東西方向,並在正北方向50米以外立起兩根竹竿,竹竿間距30米以上。正西方向25米外立兩根竹竿,間距約15米左右。新確定的竹竿南北方向與之前午夜用太陽確定的方位相差僅0.5度。根據最後確定的方向和儀器的初步位置,我們用4根竹竿標志了天文觀測台所需場地的大致範圍。
1月13日 早飯後,我們立即開始平整場地。先將場地內標志儀器位置的竹竿暫時撤掉,然後用自重為23.6噸的Cat車對場地反復進行均勻地碾壓。碾壓3遍後,雪面被壓下50厘米左右,變得非常堅硬。主場地平整好後,我們還碾壓了聲波風速計塔基和發電機艙位置的地面。
在徐霞興、崔鵬惠、曹建西和魏福海四位機械師隊員的協助下,我們進行了儀器的設備卸貨和擺放工作。利用兩台Cat車上的吊車相配合,我們順利地卸下雪橇上載有的所有天文儀器。
擺放儀器艙的工作比較復雜。起吊時,需將儀器艙與發電機艙的橋連器解開並分離。將儀器艙吊放到目標位置附近後,再需重新吊起,調整位置使之瞄準遠處的一對標志方位的竹竿。然後,再用吊車抬起一端,墊木板以調整水平。約4噸的儀器艙擺放到位後,其它儀器包裝箱也陸續擺放到安裝地點附近,主要包括盛放聲雷達和太陽能板的大木箱、CSTAR望遠鏡運輸箱、CSTAR三腳架和工具雜物的大木箱、30米聲波風速計鐵塔的大木箱。最後,將載放發電機艙的雪橇拖到營地發電機附近等待開機測試。
在機械師、電器工程師雷兵權和中科院遙感所程曉博士的協作下,我們迅速完成了全部6塊太陽能板的機械部件架設工作。在測試檢查時,曾發現有一路太陽能板接線錯誤,造成了輸出電壓為0,及時改正後恢復正常。我們還通過焊接延長電線,使太陽能板的電線可以沿地面布線。終于在睡覺前,將太陽能板的安裝工作全部結束。
1月14日上午,我們打開CSTAR的三角架木箱,將里面所有物品取出,放在旁邊的大塑料布上。將CSTAR的三腳架包裝箱移至儀器艙邊,以它為平台,在機械師徐霞興等人的協作下,我們順利地將亞毫米波望遠鏡的主體部分安裝在儀器艙的東面牆壁上。之後,又完成亞毫米波望遠鏡計算機和電控機械部分的安裝工作。檢查時,發現有一根信號線的端頭線芯很短,難道是安裝時不小心折斷了?于是,只好打開插頭重新安裝。我們用萬用表檢測了信號線的屏蔽線和線芯的連通情況。確信沒有問題後才使用的。在晚飯前,終于完成了亞毫米波望遠鏡的安裝,並開始調試。
在安裝完亞毫米波望遠鏡主體後,徐霞興協助我們完成CSTAR全部機械系統安裝工作。首先,我們將三腳架連接好,並把三腳架豎起擺放到架設地點,確定地腳位置並用尺子檢驗。然後,依次將三腳架的每個腳移開,在該位置處砸入50厘米長的地腳固定件,並固定三腳架地腳。為提高三腳架的穩定程度,每個地腳下都墊有木板。之後的CSTAR望遠鏡包裝部分拆卸工作也很順利。望遠鏡的密封鐵箱和主體都是用Cat車的吊車取出,並吊裝到三腳架平台上的。 CSTAR望遠鏡的水平方位也是通過瞄準在遠處樹立竹竿的GPS點位來調整的。後來,又利用太陽方向進行了檢驗。此後,開始長期的CSTAR計算機軟件安裝和調試工作。由于高原缺氧和疲勞的工作狀態,感覺到比正常情況下遲鈍許多,這造成CSTAR計算機的調試錯誤不斷,調試時間遠超出正常計劃。不過,好在我們提前有準備,為了防止這種情況發生時耽誤工作進度,在來南極之前,已經把整個安裝程序和操作細則寫成了厚厚的資料,這樣可以按部就班地解決難題。
下午,在大家的配合下,我們開始了聲雷達機械部分的安裝工作。直到晚飯前,完成了聲雷達機械結構安裝工作的一半任務。令人高興的是,今天國家天文台台長嚴俊通過衛星電話給我們宣讀了中國科學院路甬祥院長向我們發來了慰問信,心中也是倍感溫暖。
1月15日 早晨7點從睡夢中被喚醒,得知出去進行冰穹A地區三維冰雷達探測的5人,在早上4點左右因其雪地車故障而滯留在外。情況比較危險。我們組成了6人小分隊實施救援,其中,我仍為Cat車的副駕駛。而朱鎮熹留在大本營繼續調試亞毫米波望遠鏡。
一路上,氣氛異常凝重,在巨大的心理壓力下,大家心急如焚、卻又不得不小心翼翼地開著車行走在一條從未有人走過的路線上。18時30分,在天際線盡頭終于看到了期待已久的小黑點。和被困隊員們一起稍事休息後,我們整整用了三個多小時,才把癱瘓的PB240雪地車吊上了雪橇,然後用一輛PB300 雪地車來牽引並給它供電,以支持冰雷達科考測量工作繼續進行。最後,遇險的考察隊員還是堅持完成預定科考任務後,才返回大本營。這次百里馳援,來回花費了我們大約22個小時。
1月16日回來之後,休息了4個小時,開始按計劃進行PLATO發電機的各項準備工作。之後,我們試圖啟動發電機,但無法正常啟動。分析原因,可能是溫度太低造成的。于是,我們便用暖風機繼續給發電機艙加熱,等待第二天繼續測試。我又根據GPS竹竿點位,調整了CSTAR望遠鏡的方向,並繼續檢測CSTAR計算機和安裝軟件。朱鎮熹則繼續調試亞毫米波望遠鏡。
1月17日在一“夜”暖風機的加熱作用下,今天發電機艙室內的溫度終于達到0度以上。我們繼續試圖啟動發電機。啟動前,始終沒有見到機油的回油。請教機械師之後,決定強行啟動發電機,結果發電機啟動成功。接著又檢查了發電機的回油,發現已經完全正常了。這使我們興奮不已。之後,我們繼續開機測試。
晚飯以後,我們關機取下電纜進行布線。又請機械師魏福海協助,將載有發電機艙的雪橇拖至儀器艙的指定地點,又在電纜線沿路豎立竹竿,以警示人員小心,車輛不要穿越。夜間,我們輪流啟動每個發電機數小時,以進行檢測。
1月18日在大家的共同協助下,我們用一整天時間完成了聲波風速計鐵塔起吊前的所有準備工作。隊員們克服了嚴寒缺氧的困難,在雪面下挖了4個一立方米的坑,以便埋入固定斜拉鋼纜的地錨。接下來,我們安裝了鐵塔的基礎部分,連接了所需長度的鐵塔。我們還臨時用木板制作了用于固定探測器及前放的架子,又將探測頭、放大器安裝在起吊前的鐵塔上,並接上了兩個探測器的電纜線。這樣,準備工作就緒,就等第二天豎塔了。
利用余下的時間,朱鎮熹繼續調試亞毫米波望遠鏡。而我則繼續安裝CSTAR計算機系統。幾天來,已經將CSTAR的3#計算機軟件系統完全重裝了一遍。
另外,所有CSTAR計算機都連接了寬溫電池,用于保證主板電壓。每台計算機還加上一塊8GB的磁盤。我們打開3#計算機等待我的同事蔣兆基老師從國內登陸進行遠程調試。
1月19日 這是來到冰穹A最冷的一天,零下40多度的嚴寒能讓手指快速凍僵。早飯後,大家無法顧及惡劣的天氣,依舊按照原計劃豎立鐵塔。我們先用鐵絲把電纜線和鐵塔斜拉鋼絲繩每米捆綁一次,這樣就可以使鐵塔最大可能遠離儀器艙。鐵塔的高度從最初計劃的30米降至 18米以下,雖然鐵塔安裝布局點位置沒有改變,但是豎立方法有了很大改變。新制定的方法是用一台吊車將塔抬起一個角度,再將載有一個集裝箱的雪橇拉過來,把鐵塔暫時搭在集裝箱上,並用鋼絲繩套在高層鋼絲繩固定環上。這樣,就可以用3根鋼絲繩一起拉塔。我們把這3根鋼絲繩固定在Cat車上,車緩緩退行,將鐵塔逐漸拉起。在拉起的不同階段,不斷地調整和固定鐵塔另外3面的6根鋼絲繩,保證鐵塔不會搖晃和倒下。
整個過程需要約10人在統一指揮下密切合作。測量鐵塔垂直水平後,大家拉緊各方向鋼纜並固定完成安裝。由于天氣寒冷且需赤手才能使用固定鋼絲繩,手很快就會凍僵不听使喚。雖然大家奮力拉緊繩索,但就是著急擰不上螺絲帽。安裝結束回到室內後很久,我們凍僵的手能才能自由活動。
整個安裝過程的初期並不順利,在開始用吊車起吊時,曾出現鐵塔脫節分散墜落的情況。我們用了很長時間接插鐵管、重新固定探測器頭。萬幸的是,由于高度不高且雪地松軟,沒有造成任何設備損壞。
這天,我們還將天光雲量監視儀的兩個望遠鏡相機安裝在儀器艙上。聲雷達也和亞毫米波望遠鏡一樣進入了測試階段。CSTAR 的所有計算機都開始了正常的工作狀態,繼續等待蔣兆基老師從北京登陸測試。
1月20日 今天上午的主要任務是安裝聲波風速計的小塔。在4米高處安裝了最低高度的探頭。之後,整理聲波風速計的電纜,並依次與其控制計算機進行聯接,又將CSTAR的電纜線和天光雲量監視儀的電纜線連接完畢。在儀器艙外,我們整理了所有電纜線的分布。
下午,我們安裝了4台網絡攝像機。電纜連接後,澳大利亞的同事很快就可以看到攝像機得到的安裝現場的影像了。測試時,我們發現儀器艙頂上天光雲量監視儀的兩個望遠鏡鏡罩內凝結了許多冰花,希望未來能夠通過自然風吹和加熱使之消失。
1月21日今天,我們覆蓋望遠鏡的鏡頭以測試CSTAR系統。由于全天太陽光線很強,各種膠帶在低溫下全都失效,無法完全密閉望遠鏡的遮光罩。不過連續一天多的開機測試,已經得到了大量測試數據,這表明CSTAR整個系統工作正常。測試的全過程都是在居住的成員艙里用筆記本電腦,通過無線網絡和主控計算機進行操作的。
此外,我們還得到澳大利亞的通知,希望通過提高發電機轉速來增加電壓。準備開始操作時,我們發現發電機下面的大油箱上有大量的機油。于是,啟動一個發電機觀察,發現仍有多處在漏油。我們一邊討論著解決方法,一邊把漏油位置拍照,請澳大利亞的專家提出解決方案。
1月22日 今天,在繼續等待發電機漏油問題解決方案的同時,測試CSTAR測光系統並整理數據。朱鎮熹也接著測試天光雲量監視儀,但由于問題過多還是無法正常啟動。
除了天文之外,冰穹A的其它科考任務已經基本結束,而且南極天氣越來越惡劣,人員身體狀況也繼續下降。我們都在盡最大努力,加快天文儀器的安裝調試工作,以爭取盡早撤離。
1月23日 機械師徐霞興和崔鵬惠再次仔細地檢查了所有發電機,又根據澳大利亞的提示,我們用 膠密封了所有可能漏油的非發熱部位。之後,又啟動一台發電機用于維持發電機艙的溫度。而其它發電機組將停機等待第二天觀察密封狀況後再啟動。
CSTAR計算機因低溫又出現無法啟動的問題,我們便將附加的寬溫電池引線錫焊連接到主板電池插座的兩極上。在把CSTAR的4#計算機的電池焊好後,發現計算機還是完全無法啟動,而且啟動時計算機甚至不能進行自檢。反復斷開和接上寬溫電池,時好時壞。最後,曾一度認為徹底壞了。此時的心情極為沮喪。
無奈之下,又與國內蔣兆基老師聯系,討論結果認為是電烙鐵所帶靜電造成的,解決方法是把電池座兩極放電10秒以上就可恢復。可是,也許是自然放電的結果,計算機忽然又自己恢復正常了。之後,我們又繼續調試其它三台計算機。終于,CSTAR的計算機再沒有出現過死機現象。
此外,朱鎮熹還在繼續努力,試圖讓天光雲量監視儀和聲波風速計工作起來,但都不成功,同時也發現了許多問題都與安裝說明不符,只能通過不斷地與合作者們聯絡來解決。
至此,天文已外的所有科研活動已經完成。隊員們都在等待著朱鎮熹和我,希望在壞天氣到來之前撤離冰穹A。估計離開冰穹A回中山站之前只有兩天的時間。空前的緊迫感籠罩在心頭,時間似乎也在跟我們作對,感覺過得飛快。我們幾乎省去了吃飯、睡覺的時間,爭分奪秒地安裝、測試、檢查所有設備,爭取在有限的時間內把工作做得更好。
1月24日 凌晨四點半開始,我與美國的設備專家就出現的問題進行討論和溝通,並最終得到了測試方案。我們按照方案的內容,逐步進行所有的測試操作,而且都順利通過了。看來,天光雲量監視儀和聲波風速計是可以正常工作的。
之後,我們又檢查了發電機的 膠密封情況,發現 膠一點也沒有干。原因是這里太干燥, 膠需要一定的濕度才容易干。我們只能等明天再測試發電機。
利用空余時間,我們抓緊收拾工具並清理現場。
1月25日早上,我們發現發電機艙內充滿廢煙氣,有一台發電機的排氣橡膠管發生破裂,其原因應該是排氣管溫度過高,且橡膠管兩端鐵箍箍得太緊,導致在發電機工作震動的過程中,鐵箍把橡膠管勒斷了。于是,我們請機械師徐霞興和崔鵬惠查看並討論解決方案。最後決定松開所有橡膠管上的鐵箍,用罐頭上剪下的鐵皮進行包裹,然後輕輕用鐵箍加以固定。除已經斷裂的發電機外,為安全起見,我們對所有發電機進行了同樣的處理。希望采取這樣措施後,此類問題永遠不會再出現。
之後,繼續觀察發電機漏油的情況。經過兩天前的密封和擰緊螺絲後,漏油雖然還有,但已經不嚴重了,估計不會再有危險。
1月26日朱鎮熹按照有關專家的解決方案,繼續檢測天光雲量監視儀。我們再次清理了室外電纜的布線,以約2米的間隔,沿線密插竹竿作為標記。為防止因鐵塔倒塌拽動電纜導致儀器艙內電器破壞,我們又加強了室外聲波風速計電纜線的固定。為預防太陽能板組因風吹刮倒,機械師協助我們以腳手架的形式,用竹竿對太陽能板采取了固定措施。
在大家的幫助下,我們將鐵塔的剩余部件放到發電機艙的雪橇上。除CSTAR減震包裝的鐵箱和鐵架外,移走了所有的包裝木箱和垃圾。晚間,我們結束所有冰穹A的天文儀器安裝工作,並復制了聲雷達幾天來積累的近1GB的數據,斷開了儀器艙的無線網電源。將所有工具及剩余物資放進儀器艙後,又對儀器艙進行了密封。經過檢測,所有設備已經可以正常工作了。
1月27日 今天天氣很好,終于可以返回中山站了。回想起在冰穹A度過的日日夜夜,心潮澎湃。在零下40多度的超低溫酷寒環境里,遭遇了發電機不能正常啟動、發電機漏油、排氣管斷裂、電腦死機、軟件程序不能正常運轉等種種問題,還要克服因高原反應帶來的思維遲鈍。我們從登頂之初一直安裝調試到最後一天撤離前夜,雖然是所有科考工作中最後一個完成的項目,但我們還是成功了!中國的“天眼”就這樣架起在南極之顛!
在即將返回大本營的前夕,奮戰了近半個月的我們,終于有時間也有心情拿出帶來的各個單位的旗幟,興高采烈地在親手打造的冰穹A基地前,以各種姿勢和表情合影留念。我們就是要把這一刻的放松,這一刻的興奮,這一刻的自豪,全部凝固成永恆。自然地,當這一刻來臨的時候,這些天所有的辛苦,所有的勞累,所有的壓力,也都隨著任務的圓滿完成而灰飛湮滅。
開車離開時,回頭望去,看到靜放在平坦廣袤的雪面上天文儀器正逐漸遠去,消失。在回到家之前,不想再憂慮它們的工作狀態,只想默默地為它們祈禱。
凱旋中山站
在撤離冰穹A返回中山站的路上,我體會到了前所未有的輕松與快樂,沿途欣賞了來時未能仔細打量的南極獨特風光。1月30日是機械師崔鵬惠的生日,在簡單的“生日晚宴”上,我們幾乎都喝得大醉了。我們相互擁抱,淚流滿面,說著成功了,心里交織著心酸,慶幸和滿足,為事業的艱辛、為收獲的欣慰、為拼搏的友誼、為人生的理想……。
途中,恰逢中國農歷春節。沒有了往年的團圓,沒有了熱鬧的春晚,但是在南極過春節卻也不是每個人能享受到的待遇。春節來臨之際,我們又收到了中國科學院白春禮院長對我們的祝賀與慰問,我們也奢侈了一回,利用銥星電話,在南極給領導、家人、朋友問候、拜年,同時也收到了來自他們的祝賀與慰問,心中除了倍感溫暖之外,更感覺到的是幸運。我們都是幸運兒,能夠如此順利地完成此次預定的南極科考任務,否則,估計回家時就“無顏”見“江東父老”了。
興奮之余,在除夕之夜,我還特地換上了妻臨行前就備好的本命年專用的紅短褲,然後跟另一名也過本命年的隊員崔鵬惠,一起到冰天雪地里晃了一晃。想來,本命年能身著紅短褲、年三十午夜在南極“裸奔”的人也是寥寥無幾啊!
2月9日,我們內陸冰蓋隊安全返回中山站,受到了中山站大本營全體成員的熱情擁抱和衷心問候。這天晚上,在慶功酒和熱水澡的共同作用下,我終于踏踏實實地睡了安穩覺。外面不時傳來風鑽的響聲。此時,同在中山站的度夏隊員們,仍在緊張地不分晝夜地建設著中山站。
後記
在南極中山站,我們輕松、愉快地度過了將近一個月的時間,有幸完成了此次南極之行所有的心願︰與企鵝、賊鷗、海豹這些南極主人親密接觸,迎來了久違的黑夜,也看到了瑰麗的極光。在回程的路上,欣聞南極高原天文觀測站傳回了首批數據,這說明高原天文觀測站運轉基本良好,我們心里感到滿足,覺得自己在南極冰蓋上的努力與付出獲得了豐厚的回報。
由于工作和年齡的原因,這是我第一次去南極,也可能是最後一次去南極了。未來關于南極天文還有很多工作要做,包括在冰穹A建立科學考察站點、放置更大規模的望遠鏡等等。平生能有一次南極之旅,已經很幸運了。有一些遺憾總是難免的,但是,如果我們此次的工作能夠為後人留下一些資料,打下一定的基礎,那麼,也就足夠了。