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四位博士的探月夢

時間:2013-12-20來1源:科技日報 作者:91boshi

隨著嫦娥三號兩器互拍的圖片映上北京航天飛行控制中心大屏,這里連續奮戰多日的“守望者”們終于可以放松一下緊繃的神經。

  在嫦娥三號探訪“月宮”期間,這些為其牽引指路的科技工作者們是當仁不讓的功臣,其中由四位博士組成的精英群體尤為耀眼。

  吳風雷:金牌博士情牽“嫦娥”

  2013年9月在北京召開的國際宇航大會上,一位年輕的學者用流利的英文,向與會專家介紹著嫦娥三號任務的相關情況。現場來自國內外航天界的知名專家都被他獨到的見解所吸引。他就是北京中心總體室副主任吳風雷。

  曾以最高分獲得國際空間大學碩士學位的吳風雷,獲得過10余項國家級科技進步獎,2項申報專利,3項科研成果填補了國內空白,是北京飛控中心的“金牌博士”。屢建奇功的他,而今又擔負起嫦娥三號測控通信指揮部飛控組秘書長的重任。

  “嫦娥三號”任務沒有經驗可借鑒,沒有資料供參考,對接手不到兩年的吳風雷來說是項嚴峻的挑戰,每一步都讓他如履薄冰。他把自己當成一名小學生,只要是有關嫦娥的會,無論大小都參加;只要是有關嫦娥的文件,不分系統都要認真研究。幾個月下來,他把任務狀態摸了個門清。

  搞總體的人都知道,組織協調是基本功。嫦娥三號技術狀態新,許多狀態的確定都需要與研制部門溝通協調。為了制定出一套完美的飛控方案,吳風雷帶領攻關小組不知進行了多少次技術討論,幾乎踏破了協作單位的門檻,把一肚子的問號變成了一個個嘆號。

  兩年的“嫦娥”時光,讓他的生活進入這樣一種狀態:基本沒有雙休日,通常每天晚上12點才回家。遇到問題,常常超過深夜1點。有一次他11點就加完班,竟讓家人驚喜萬分。

  “選擇了航天事業,等于選擇了另外一種生活方式。”吳風雷說,開弓沒有回頭箭,猶如飛控一樣,整個過程不可逆轉,只有起飛、進入地月轉移軌道,飛向深空……

  李立春:為月球車畫“地圖”

  暗灰色的月面,凹凸不平的撞擊坑,大小不一的隕石……遙操作廳大屏幕上,一幅月球地形圖立體地展現,讓人身臨其境。這不是普通的圖像,它實時還原了月球表面的真實環境。

  “這就像是我們平時開車需要使用電子地圖一樣,月球車在月球上行駛,同樣需要地圖。”北京飛控中心李立春博士說。他就是為月球車畫“地圖”的人。

  “嫦娥”落月并進行科學探測,是中國航天史上的第一次。北京中心作為嫦娥三號任務的遙操作中心,承擔著遙操作控制、月面巡視、地形建立等系列重任,通俗地說月球車能否順利行駛,能否實施勘察都完全依賴于北京中心科技人員的控制。真實還原月貌是遙操作的關鍵一環。然而,為月球車畫“地圖”談何容易。研究航天器視覺導航的李立春,博士一畢業就主動請纓承擔了這項重任,成為了嫦娥三號任務“巡視器探測遙操作軟件”副主任設計師。

  月球車對月面的地形條件要求非常的苛刻,如果不能給它準備一份準確的“地圖”,可能帶來不可估量的損失。李立春要在10多分鐘內,完成對十余組圖像的分析處理,并且要快速還原出月貌,對圖像處理軟件的可靠性、實時性和自動化程度都提出了很高的要求。

  李立春深知實戰不允許失敗。為此,他提出了十幾種圖像感知處理方案,并在很短的時間內研制出了嫦娥三號探測器圖像接收分析處理系列軟件,實現了巡視器在月球上行走時能看得見,還能測得準。

  完成這些,他還不滿足。“萬一月球車在月球遇到障礙怎么辦?受到干擾怎么辦?”他又提出了視覺系統自標定方案。這一方案為我國首次地外天體的成功巡視探測增加了新的砝碼。

  韓松濤:“深空測量魔術手”

  中國衛星(600118,股吧)發射總部的會議室內,一場無聲的較量正在進行。這是深空測量數據測試現場,來自國內外的十多名專家正通過分析比對選出最優的結果,這將直接關系到嫦娥三號任務的測定軌精度。整個會議室被緊張的氣氛籠罩著。

  最終,北京飛控中心的處理數據分析結果以精度最高、誤差最小得到了專家的一致認可。韓松濤博士笑了,但其中艱辛,只有他最清楚。

  嫦娥三號任務中,北京飛控中心是深空干涉測量信號處理中心。接收處理38萬公里之外傳回的探測數據,對該中心來說還是第一次,數據處理分析主崗的韓松濤的壓力前所未有。

  “從收到探測數據到拿出可以應用的科學數據,是一個非常復雜、艱難的過程。”他說,“相對于傳統的測量處理技術,干涉測量技術的種類繁多,數據龐雜,成幾何級數增長,而我們要在10分鐘內完成海量數據的處理,還要保持極高的精度。”

  雷達專業畢業的韓松濤從零開始,最終研究出了高精度信號處理和大動態航天器自適應模型重構算法,開發出了北京中心干涉測量數據處理軟件,極大地提高了深空數據處理效率和精度。

  海量的數據在他的手中神奇地被一一分解,為此,同事們給他取了個很時尚的別名—“深空測量魔術手”。

  王保豐:讓月球車擁有一雙明亮的“眼睛”

  “視覺定位”被譽為月球車的“眼睛”,直接決定著月面環境信息能否第一時間傳到地面,為科研人員正確決策提供依據。此前,世界上只有少數發達國家才具備這種技術,在我國一直屬于空白。這塊難啃的硬骨頭落在了視覺導航研究學科帶頭人—王保豐博士肩上。

  “眼睛是人類心靈的窗口,月球車的"眼睛"是探索太空的基礎”。他在工作筆記的扉頁上寫下了這段話。他從學習國外巡視勘察方面的成功經驗入手,資料看了厚厚一摞,筆記寫了足足10萬多字。他一次次撰寫方案,又一次次推倒重來。

  《眾人劃槳開大船》是王保豐會唱的少數歌曲中最愛的一首,因為他十分注重這個道理。在他帶領下,由7人組成的“視覺導航研究創新團隊”迎難而上,刻苦攻關,捷報頻傳,先后突破了月球車相機的精確標定、視覺系統圖像匹配等多個難關,為月球車設計了一雙視角寬廣、明亮的“眼睛”,確保月球車在月球上暢通無阻。

  (科技日報北京12月16日電)

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