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"嫦娥"工作人员日夜奋战为“解码”

 

CCTV.com  2007年12月20日 09:18  来源:人民网-《人民日报》  
[内容速览]  显然,目前公布的第一幅月面影像,以及月球背面影像,只是上述四大科学目标中第一个目标的一小步。为把“嫦娥”发回的数据接收好,国家天文台在全国一南一北新建了两个大口径的地面接收站:昆明接收站(口径为40米)和密云接收站(口径为50米)。
专题:“嫦娥一号”探月行动

  

  图为国家天文台工作人员在处理第一幅月面影像。

  曹永亮 摄

  荣誉面前,他们头脑清醒:我们庆功还不到时候

  今年42岁的探月工程地面应用系统总设计师、国家天文台台长助理李春来,堪称托起我国航天事业第三座里程碑的“少帅”之一。在12日举行的庆功会上,他作为四个发言代表之一,在人民大会堂向全国人民汇报。

  但是,在接受采访时,他的回答却让人稍感意外:“现在我并不觉得轻松??对于我们地面应用系统来说,工作才刚刚开始。”

  “为什么?探月工程不是已经圆满成功了吗?”

  面对记者的疑问,他耐心地解释说:“就这次探月的工程目标来说,可以说是‘圆满成功’了:月球探测基本技术实现突破,第一个月球探测器的研制和发射已经告捷,科学探测也进行正常,并取得了初步成果。但就科学目标来说,不过是刚开了个头儿,今后的任务还非常艰巨、道路还很漫长。”

  对于任何一个大的科学系统工程来说,科学目标既是源头,也是最终的“试金石”。经过近10年的比较、分析、研究、论证,以欧阳自远院士牵头的中国科学院系统专家课题组在2000年完成了《我国月球资源探测卫星科学目标》的研究报告,确定了我国首次探月工程的四大科学目标。

  显然,目前公布的第一幅月面影像,以及月球背面影像,只是上述四大科学目标中第一个目标的一小步。对此,探月工程副总指挥、中国工程院院士姜景山有着同样清醒的认识。他谆谆告诫同仁:“现在我们开庆功会还不到时候,大家还要戒骄戒躁,埋头苦干,务求全胜。”

  “嫦娥”围着月球转,科学家们围着“嫦娥”转,兴奋而又耐心地日夜守候

  与蜚声中外的“鸟巢”、“水立方”相比,它们的邻居??国家天文台就“黯淡”了许多,过往的人们很难把它与“嫦娥”发回的月球影像联系起来。其实,目前发布的所有月面影像,都是在这里处理完成的。

  国家天文台的作用不止于此。探月工程五大系统之??地面应用系统,其大本营就在这里,它肩负着“嫦娥一号”卫星探测数据的接收、处理、管理、应用与研究的重任,是体现既定科学目标及科学价值的研究与应用中心。

  “自2004年1月国家天文台被确定为探月工程的地面应用系统牵头单位以来,大家就全力以赴备战。2004年我们干了361天,2005年干了355天。”探月工程地面应用系统指挥部指挥长、国家天文台党委书记兼副台长刘晓群告诉记者,“今年自‘嫦娥’发射那天起,大家就更紧张了,白天干了晚上干,每天的工作时间都在14个小时以上。”

  听了他的介绍,记者心里一震:真没想到这里的人如此辛苦。

  那么,“嫦娥”探测的数据是如何转化为科学成果的?

  第一步是数据接收。据此项工作的负责人张洪波介绍,接收40万公里之外传回的探测数据,在我国还是第一次(此前最远的不超过8万公里),其难度可想而知。为把“嫦娥”发回的数据接收好,国家天文台在全国一南一北新建了两个大口径的地面接收站:昆明接收站(口径为40米)和密云接收站(口径为50米)。这两个目前国内最大的接收站都是我国自行研制、安装的,第一次联合演练就获得成功。11月20日16时49分开始,它们就接到了“嫦娥”发回的无线电信号,通过信号处理,转变成计算机能够处理的数据,其中一路就地存储,一路传到国家天文台总部。

  “令人欣慰的是,这两个地面接收站的工作状态极好,接受的数据‘完全、可靠’。”张洪波说。

  “数据接收不易,处理、研究起来就更难!”地面应用系统副总设计师刘建忠深有感触地说,“从收到探测数据到拿出可以应用的科学数据产品,是一个非常复杂、艰苦的过程,可不是想象得那么简单。”

  他以第一幅月面影像为例,向记者讲述了数据处理的大致过程??

  第一步,对地面站传来的原始数据进行信道处理,提取CDD立体相机源包数据,然后通过排序、去重复、拼接,形成CDD立体相机某次过境的最优源包数据,对优化的源包数据进行解包;

  第二步,对已解包的数据进行物理量转换和格式重整处理,形成前视、中视和后视三条阵线的数据;

  第三步,利用正样相机定标数据,消除相机光、机、电等系统误差的影响,进行辐射定标处理后,得到二维图像。在此基础上,进行图像增强处理,包括去除噪声、滤波、对比度拉伸、亮度调整等,最终形成二维平面图像;

  第四步,在二维平面图像的基础上,采用前视、中视、后视三个不同角度的二维平面图像,结合相机成像的几何、卫星轨道及姿态参数等辅助数据,经过摄影测量数据处理得到高程、三维影像等数据产品。

  看着记者似懂非懂的样子,刘建忠笑了:“不那么简单吧?”

  “这幅图像覆盖的月面宽约280公里,长约460公里,只是月球表面的一小部分,结果是我们的10多个人干了两天两夜才做好??可还有人怀疑我们是伪造的。”他苦笑着摇摇头。

  完成四大科学任务,需要全国相关科学家数年合力攻关

  “那我们什么时候能获得全月面的二维影像呢?”

  刘建忠笑了:“已经有不下10个记者问我这个问题了。我的回答是:不好说。”

  “为什么?因为我们是在进行未知的太空科学探索,不是在地球上修马路,想什么时候完成就什么时候完成。”他耐心地解释说,要想获得全月面的二维影像,前提是卫星要把月球全覆盖一遍,理论上是一个月,但实际上是不可能的:比如相机和其他科学仪器需要进行状态调整和技术指标试验,需要时间;卫星转到月球上空的某一位置时光照不足或过度,就会造成相机曝光不足或过度,传回的数据就不能用,就得等下一个月;为了保证卫星有足够的能源,太阳能帆板需要调整方向,相机工作状态受到影响;卫星遇到月食时太阳能帆板得不到充电,所有仪器都得暂停工作等等。此外,还需要进行轨道维持。数据全部传到地面上以后,处理得花一段时间,定位、拼接花的时间就更长些??月球不同于地球,没有那么多测绘控制点,影像定位、校准的工作量很大……

  “所以,完成全月面的二维图像,最少也得半年时间。”刘建忠看着记者,认真地说,“我们是在做科学研究,而且这些研究资料是将来我们进行探月二期、三期工程的基础性资料,来不得半点马虎、差错。”

  “获取全月面的影像只是四大科学目标中的一个,其它三个目标的任务就更艰巨、更漫长。其中微波探测在全世界都是第一次,更无经验可以借鉴,需要付出的时间和精力就更多。”刘建忠说,“‘嫦娥’探测到的数据光靠我们的力量难以完成,需要全国的有关科学家进行几年的合力攻关,才能拿出精确的科研成果。”

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责编:王震宇

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