嫦娥一号首获月球两极图像的背后

2008年02月10日13:02  来源:解放日报

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2007年11月26日,中国国家航天局正式公布嫦娥一号卫星传回的第一幅月面图像。 新华社发

1月31日,国防科工委正式发布首幅由嫦娥一号卫星拍摄的月球极区图像。这是我国首次获得此类图像。 新华社发

  太空不过春节。在地球上空40万公里处,中国首颗探月卫星嫦娥一号并没放假,它每隔两小时就把月球绕一圈,刚刚向世人展示了第一幅CCD相机拍摄的月球极区图像。

  星上搭载的沪产科学探测仪器———激光高度计,也已完成对月球南北极黑暗深坑的初步测量,并将数据成功传回地面,正在制作前人所无的月极三维高程图。

  这次“国际补白”的背后,是探月团队走出的一条自主创新路。出人意料的是,这个以中科院上海技术物理所为核心的十多人团队,平均年龄不足30岁!他们没有技术权威、没有先前经验,凭着亲如兄弟般的精诚与团结,将创新资源和能力运用至极限,接连获得全国“五一劳动奖章”和“青年五四奖章”等个人和集体荣誉。

  “探月激光眼”照遍月球

  春节期间,舒嵘研究员又回到他四楼的办公室加班。他可以望见玉田路研究所大院,也能看见窗台边那座五色斑斓的月球仪,上面标着大大小小无数坑:加加林坑、爱因斯坦坑、门捷列夫坑……

  “除了张衡、祖冲之、郭守敬等,几乎没有近代中国人命名的坑。”你看,在月球的南北极区有许多深蓝的坑,这种颜色表示月极是月亮上最深最暗的区域,这里还存在许多国际探月数据的空白,并正在被中国人的激光高度计不断填补。

  激光高度计与激光测距仪原理类似,从发射一束激光,到接收目标表面反射回来的激光,以这段激光“折返跑”的时间,就能得出两点间的直线距离。“嫦娥”就是靠这副“探月激光眼”,来为月球的地形地貌测高和测深,它与卫星所载的CCD相机相配合,能得到更加清晰、精准的全月立体图像。尤其是在不具备拍摄光照条件的月球极区,更有用武之地。

  作为激光高度计的副主任设计师,舒嵘这个春节心里还算舒坦。因为“探月激光眼”开机两个多月来,至今已随星围绕月球转了720圈以上,差不多把月球覆盖了两遍,包括南北极。它几乎每隔一秒就向月面发射一束激光,目前“激光足印”的密度已达每平方公里0.87个点,收发之间的成功采集率达99%左右。

  “说实话,这台仪器不是没想过进口,但如今省下的不仅是上千万元外汇,还成长起一支有能力自主创新的队伍。”在一次国际学术交流会议上,日本人惊讶地发现中国“嫦娥”上的激光高度计,竟比他们“月亮女神”卫星上的同类仪器,轻了约4千克,而探测距离远了一倍,造价更是低得多。

  这只“天眼”很亮,激光收发频率和布点密度还在进一步提高,中国人也能用自己的数据制作立体月球仪了。

  “中、青、少”互为师生

  “70后”的舒嵘虽然是团队中坚分子,但比起“80后”的核心成员黄庚华来,他已经不算年轻了。记者初见小黄是2006年,这个来自广西的博士生还没毕业,就凭借出色的实验能力,成为课题组“老成员”,他拿出的博士论文就是激光高度计这件“硬东西”。如今这位新博士,看上去还是小身材、娃娃脸,但已开始在另一课题中主持工作。在所内业务会上,不少具体数据和技术细节,“大人们”还得问他。

  与黄庚华坐在一起开会的“大人”,除了舒嵘,还有他们的所长王建宇研究员。听上去是“大领导”,但三个人似乎称兄道弟,一点没辈分之感。“呵呵,其实我们三个还真是同门师兄弟,我比舒嵘正好"大一圈"。”显然,王所长也不“老”。同事们戏言:这个团队很难说“老中青三代”,大概算“中青少三代”吧。

  以这三人为代表的团队氛围,就是“谁都不是权威”。他们所在的第二研究室,以航空遥感为专业,以往搞的激光高度计主要用于几公里高度的航空遥感,因此嫦娥一号之前,我国激光高度计还从未进入过太空。“一个激光高度计大大小小零件上千个,没有人能教你,没有东西参照。”于是,从所长到博士生,大家互为师生、一律平等,无论谁碰到了问题,都不遮遮掩掩,全摊在台面上,头脑风暴,谁对听谁。终于,仅仅两年半不到,从模样、初样到正样,还有备份件,这个班子硬是搞出了5套拥有自主知识产权的星载激光高度计,满足了我国月球探测的战略需求。

  这两天,为了完成新的研制任务,舒嵘开始自学起一本《卫星光通信导论》,另一位副主任设计师贾建军还特意借来复印。看来在这个新课题上同样没有权威,只有共勉。

  聚焦资源攻克“致命伤”

  这只“探月激光眼”的成功背后,自然少不了失败,正是“大团队”创新资源的聚焦才挽救了它。其中的激光器部件,由中科院上海光学精密机械研究所担纲,但在研制后期,地面模拟实验突然发现,激光器在真空状态下性能急剧下降!这简直就是太空版激光高度计的“致命伤”,王建宇紧急协调所内从事空间制冷技术的第四研究室加入,一起帮助上海光机所开展试验论证,两个月内便拿出技术方案,一解燃眉之急。

  在更细处———激光器核心部件“激光二极管组件”方面,协作单位中科院半导体所的若干批次产品,也解决不了真空中的器件寿命问题,光机所、技物所人员多次赴京联合攻关,结果不仅通过寿命考核,还形成了国内首个相关的空间应用研制规范。“从目前上天情况看,激光高度计各项指标均无衰退迹象,寿命一年应该没问题!”

  “老航天”的传帮带同样少不了。以第二研究室为主的核心团队虚心求教,请来拥有“风云系列”卫星等航天工程经验的第七研究室老专家,从结构、电源到热设计等环节,进行技术交流和指导,并严把每一道评审关,有刺便挑,一一拔除,甚至一些回聘的退休航天人,也连续几个通宵陪课题组解决疑难。

  本月下旬,激光高度计将随嫦娥一号经历一次月食考验,期间将因阳光遮蔽而断电两小时左右,“激光眼”要经历20摄氏度到零下20摄氏度的“温度大跳水”,但团队信心十足:“地面上更严酷的低温实测,已经经历多次了,放心!” (记者徐瑞哲)

(责编:赵纲)
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