张家祥

       张家祥,天文学家,1932年10月30日出生于江苏省南京市。1950年在上海同济大学肄业。1951年春,考入中国科学院紫金山天文台随张钰哲台长从事科研工作,此后,一直在紫金山天文台工作。历任技术员、助理研究员、副研究员、研究员。从1988年至2003年,连续五届担任国际天文学联合会第20委员会(小行星、彗星及天然卫星的位置和运动)组织委员会委员。几十年来,主要在以下几方面做出贡献。
       一、人造卫星轨道研究与应用
       1957年初,与张钰哲先生一起,应用小行星运动理论,在国内创先开展了关于人造卫星围绕地球运动的轨道研究。他们以小偏心率展开,求得卫星轨道运动方程的近似分析解,得出在扁球形地球引力场下,卫星轨道半长径、偏心率和轨道倾角作周期变化,而轨道平面升交点将沿地球赤道面缓缓移动的重要结论。他们还进一步探研了大气阻力摄动,在给定的大气模型下,以偏近点角作时间变量,引入含虚变量的白塞尔函数,得出了人造卫星受大气阻力运动方程的分析解,给出卫星轨道缩小直至陨落的变化规律。根据研究结果,合作发表了“人造卫星的轨道问题”专题论文,该文完稿于世界上发射第一颗人造卫星之前,其理论在尔后的实测结果中得到验证,为我国初期的人造卫星轨道工作奠定了理论基础。1965年至1968年期间,张家祥参加了我国第一颗人造卫星的轨道设计论证,实际主持了我国第一颗人造卫星的测轨方案制定工作,研究制定的方案能利用多种类、多数量的观测资料,定出可靠的卫星绕地运行的初始轨道,确保后续定轨和位置跟踪。该方案在1970年我国发射的第一颗卫星的轨道测定中应用成功;1971年至1972年,接受国防部门具体委托,张家祥又进行了我国即将发射的第一颗同步卫星轨道的理论研究,提出了6万多字的系统研究报告,被实际采用。张家祥在这段期间的应用研究,对国家做出了重要贡献。
       二、小行星、彗星的探索、发现与研究
       20世纪60年代初期以后,张家祥主持紫金山天文台小行星、彗星的探索、发现与研究。他精研方案,编制完成了对于太阳系小天体自数据处理、初始轨道、摄动计算、轨道改进、直至摄动星历表的自动连续计算软件;领导行星研究室共同发现150余颗得到国际永久编号的新小行星和4颗新彗星。理论研究方面,张家祥进行了很多小行星和彗星的轨道计算和特殊摄动研究,有效改进了这些天体的轨道参数。70年代后期,他在高斯方法的基础上提出了独具特色的、分析与数值相结合的长期摄动计算方法,开展太阳系动力演化研究,用以研究了大行星和某些特定小行星的轨道长期演变。整个这项小天体探索研究工作,持续数十年,不断创新发现,成果丰硕,于20世纪80年代末获得了国家自然科学奖励。
       三、建立太阳系动力学数值模型
       利用国外历表资料,在 Cowell方法和实践经验基础上,张家祥提出了精确有效的行星运动方程数值积分方法和计算方案,自己编制软件,在90年代初期,初步建立起包括九大行星和月球的精确摄动以及广义相对论效应的太阳系动力学数值模型,可精确表征太阳系天体在长期间里任意时刻的轨道参数和经天位置。据此,他专门研究了特殊近日小行星Icarus的运动,进一步确立了这一近日天体运动中的广义相对论效应;根据这一基础模型,张家祥又在1994年举世瞩目的“彗星和木星碰撞”的预报工作中,结合极近天体微步长积分和变增量差分改轨计算,予以非常成功的应用。彗星的19个彗核先后和木星碰撞的一系列预报时刻,均与实际符合,其精度达到国际先进水平,受到广泛关注和高度评价。
       四、近地天体探测望远镜的建造
       鉴于彗星与木星碰撞的警示,为了参加国际近地天体预警体系以为地球空间设防的需要,为了进一步发展小天体探测研究工作,20世纪90年代中期以来,张家祥与行星科学研究的同事们合作,提出并主持“近地天体探测望远镜建造”这一太阳系探测的前沿项目,任项目首席科学家。根据近地天体运动性状和轨道分布特点,经反复研究讨论,提出新望远镜及CCD探测系统的一系列技术指标方案。这项投入众多人力和物力的科学工程,包括望远镜本体与终端系统的论证研究,有关方面研制,野外观测站的选址、技术鉴定与兴建等一系列工作。迄至现在,观测站建设和望远镜制作,已基本上全部完成。张家祥晚年为此付出了心血和精力,做出了新的贡献。
       张家祥共发表三十余篇学术论文。他承前启后,拓展了已故张钰哲先生创建的小行星研究工作,培养和带出了一批专业学者。1956年和1959年,张家祥两度被评为全国先进工作者;曾获1987年国家自然科学奖二等奖,以及中科院科技成果奖多次;1988年获“献身国防科技事业”荣誉证章;1991年,美国哈佛-史密松天文台将该台发现的国际编号为4760号的新小行星命名为“家祥星”,以表彰他在小天体领域的研究贡献;1995年被评选为南京市首届“十大科技之星”;1999年9月,张家祥出席了中央在北京召开的“表彰为研制‘两弹一星’做出突出贡献的科技专家大会”。

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