光明日報記者 陳海波
不久前,粟多武和他的同事們來到珠峰大本營。前方一塊海拔5153.6米的高地,立著珠峰高程測量紀念碑。珠峰測高,正是從那里起算。
不過,作為中國計量科學研究院的科研人員,粟多武他們此行的目的,不是為了登頂也不是為珠峰測高,而是要測量東經86.85度、北緯28.14度,海拔5153.6米的重力加速度。
“物體下落時的重力加速度,在不同地方會有極其細微的變化。精準掌握這些變化,可以為大地測量、地質勘探、地震預報、衛(wèi)星導航等提供重要參考。比如,當年修建青藏鐵路時,就是依靠重力勘探技術,摸清了沿線地基的鹽溶溶洞分布情況;通過重力測量,十三陵考古工作者探明了地下陵墓的形狀、位置和埋深;通過測量重力場的變化,我們還可以找礦、進行地震預警……”粟多武對記者解釋,“不過,重力場的變化很細微,甚至不超過平均值的百萬分之一,對測量環(huán)境和儀器精度要求非常高?!?
珠峰,地理位置特殊,測量難度不言而喻。此前,沒人在珠峰測過絕對重力加速度。
稀薄空氣,讓一切都放慢了節(jié)奏。平時半個小時就能安裝好儀器,在這兒足足花了兩個多小時。終于,這個只有一米高卻精密至毫巔的“小家伙”——中國計量院自主研制的絕對重力儀“站”了起來。
當夜幕爬上珠峰,“小家伙”的每一個元件都經受著徹骨冰寒的考驗。正當人們?yōu)樗芊裾9ぷ鞫拘牡臅r候,它卻氣定神閑地“吐”出一串長長的測量數字。
“這是世界上海拔最高的絕對重力測量成果!而且是用咱自己的重力儀測出的數據,證明國產絕對重力儀完全可以在高海拔地區(qū)進行精準測量!”粟多武有一股沖動,想擁抱“小家伙”。
這已經不是第一次讓粟多武如此激動了。
2019年,我國重力加速度現場校準關鍵技術取得重大突破。不久后,國產絕對重力儀就隨“極區(qū)海洋重力校準技術研究”課題組去往南極!
超高精度的測量,一絲一毫的干擾都不行。絕對重力儀最“怕”振動,振動可能來自地下,也可能來自天上——大風。
課題組在南極中山站旁的一個山坡上,為絕對重力儀找到了落腳點——地下有基巖,振動小。同時,他們還在地面上澆筑了水泥墩,安上防風帳篷。在這個“辦公室”,“小家伙”開始了連續(xù)45天的工作。
這45天里,暴風雪說來就來,風力達到11級??耧L裹著冰雪,掀開帳篷,直沖“小家伙”!不過,它絲毫“不為所動”,有條不紊地輸出精準數據。
“這是我們首次在極地惡劣環(huán)境下獲得第一手寶貴數據!”一名課題組成員在南極日記里寫道,這些數據成為建設全球重力參考網的重要來源。
這標志著我國成為全球第二個能夠研發(fā)生產具有極高環(huán)境適應性的高端絕對重力儀的國家!萬里之外的中國計量院重力團隊,得到“喜訊”后互相擁抱。
我國對絕對重力儀的研究已持續(xù)了50多年。“剛開始,精度不高,還笨重,儀器加上箱子,差不多兩噸!”一位剛剛退休的老同志,親眼見證了國產絕對重力儀的研制歷程,“笨重歸笨重,先出數!出了數據,就擺脫了對國外儀器的依賴!”
此后,國產儀器不斷改進,已經升級到第三代,有了“便攜版”,不僅身子骨更小,而且更“皮實”,上珠峰下南極——走南闖北無所不能,從“華夏東極”黑龍江撫遠,到漠河“北極村”,從山洞里的地震臺、泰山上的氣象站,到東海之濱的地質觀測站……“小家伙”“步履”不停。
大家都忘不了2017年10月23日那個特殊的時刻:
那年10月,14個國家的32臺絕對重力儀在北京昌平開展了持續(xù)一個月的同臺競技,中國計量院的絕對重力儀脫穎而出,使得全球重力計量基準原點落戶中國,落在了協調世界時2017年10月23日8時,北緯40.2448度、東經116.2248度,海拔111.21米的測量點位上。
啥是原點?就是全球重力加速度測量精度最高的點位。之前,這個原點一直在歐洲!