“嫦娥”從38萬公里之外傳回的探測數據，忙壞了地面應用系統的科學家們——日夜奮戰為“解碼”
榮譽面前，他們頭腦清醒：我們慶功還不到時候
今年42歲的探月工程地面應用系統總設計師、國家天文臺臺長助理李春來，堪稱托起我國航太事業第三座里程碑的“少帥”之一。在12日舉行的慶功會上，他作為四個發言代表之一，在人民大會堂向全國人民彙報。
但是，在接受採訪時，他的回答卻讓人稍感意外：“現在我並不覺得輕鬆——對於我們地面應用系統來說，工作才剛剛開始。”
“為什麼？探月工程不是已經圓滿成功了嗎？”
面對記者的疑問，他耐心地解釋說：“就這次探月的工程目標來說，可以說是‘圓滿成功’了：月球探測基本技術實現突破，第一個月球探測器的研製和發射已經告捷，科學探測也進行正常，並取得了初步成果。但就科學目標來說，不過是剛開了個頭兒，今後的任務還非常艱巨、道路還很漫長。”
對於任何一個大的科學系統工程來說，科學目標既是源頭，也是最終的“試金石”。經過近10年的比較、分析、研究、論證，以歐陽自遠院士牽頭的中國科學院系統專家課題組在2000年完成了《我國月球資源探測衛星科學目標》的研究報告，確定了我國首次探月工程的四大科學目標。
顯然，目前公佈的第一幅月面影像，以及月球背面影像，只是上述四大科學目標中第一個目標的一小步。對此，探月工程副總指揮、中國工程院院士姜景山有著同樣清醒的認識。他諄諄告誡同仁：“現在我們開慶功會還不到時候，大家還要戒驕戒躁，埋頭苦幹，務求全勝。”
“嫦娥”圍著月球轉，科學家們圍著“嫦娥”轉，興奮而又耐心地日夜守候
與蜚聲中外的“鳥巢”、“水立方”相比，它們的鄰居——國家天文臺就“黯淡”了許多，過往的人們很難把它與“嫦娥”發回的月球影像聯繫起來。其實，目前發佈的所有月面影像，都是在這裡處理完成的。
國家天文臺的作用不止於此。探月工程五大系統之——地面應用系統，其大本營就在這裡，它肩負著“嫦娥一號”衛星探測數據的接收、處理、管理、應用與研究的重任，是體現既定科學目標及科學價值的研究與應用中心。
“自2004年1月國家天文臺被確定為探月工程的地面應用系統牽頭單位以來，大家就全力以赴備戰。2004年我們幹了361天，2005年幹了355天。”探月工程地面應用系統指揮部指揮長、國家天文臺黨委書記兼副臺長劉曉群告訴記者，“今年自‘嫦娥’發射那天起，大家就更緊張了，白天干了晚上幹，每天的工作時間都在14個小時以上。”
聽了他的介紹，記者心裏一震：真沒想到這裡的人如此辛苦。
那麼，“嫦娥”探測的數據是如何轉化為科學成果的？
第一步是數據接收。據此項工作的負責人張洪波介紹，接收40萬公里之外傳回的探測數據，在我國還是第一次(此前最遠的不超過8萬公里)，其難度可想而知。為把“嫦娥”發回的數據接收好，國家天文臺在全國一南一北新建了兩個大口徑的地面接收站：昆明接收站(口徑為40米)和密雲接收站(口徑為50米)。這兩個目前國內最大的接收站都是我國自行研製、安裝的，第一次聯合演練就獲得成功。11月20日16時49分開始，它們就接到了“嫦娥”發回的無線電信號，通過信號處理，轉變成電腦能夠處理的數據，其中一路就地存儲，一路傳到國家天文臺總部。
“令人欣慰的是，這兩個地面接收站的工作狀態極好，接受的數據‘完全、可靠’。”張洪波說。
“數據接收不易，處理、研究起來就更難！”地面應用系統副總設計師劉建忠深有感觸地說，“從收到探測數據到拿出可以應用的科學數據產品，是一個非常複雜、艱苦的過程，可不是想像得那麼簡單。”
他以第一幅月面影像為例，向記者講述了數據處理的大致過程——
第一步，對地面站傳來的原始數據進行信道處理，提取CDD立體相機源包數據，然後通過排序、去重復、拼接，形成CDD立體相機某次過境的最優源包數據，對優化的源包數據進行解包；
第二步，對已解包的數據進行物理量轉換和格式重整處理，形成前視、中視和後視三條陣線的數據；
第三步，利用正樣相機定標數據，消除相機光、機、電等系統誤差的影響，進行輻射定標處理後，得到二維圖像。在此基礎上，進行圖像增強處理，包括去除噪聲、濾波、對比度拉伸、亮度調整等，最終形成二維平面圖像；
第四步，在二維平面圖像的基礎上，採用前視、中視、後視三個不同角度的二維平面圖像，結合相機成像的幾何、衛星軌道及姿態參數等輔助數據，經過攝影測量數據處理得到高程、三維影像等數據產品。
看著記者似懂非懂的樣子，劉建忠笑了：“不那麼簡單吧？”
“這幅圖像覆蓋的月面寬約280公里，長約460公里，只是月球表面的一小部分，結果是我們的10多個人幹了兩天兩夜才做好——可還有人懷疑我們是偽造的。”他苦笑著搖搖頭。
完成四大科學任務，需要全國相關科學家數年合力攻關
“那我們什麼時候能獲得全月面的二維影像呢？”
劉建忠笑了：“已經有不下10個記者問我這個問題了。我的回答是：不好說。”
“為什麼？因為我們是在進行未知的太空科學探索，不是在地球上修馬路，想什麼時候完成就什麼時候完成。”他耐心地解釋說，要想獲得全月面的二維影像，前提是衛星要把月球全覆蓋一遍，理論上是一個月，但實際上是不可能的：比如相機和其他科學儀器需要進行狀態調整和技術指標試驗，需要時間；衛星轉到月球上空的某一位置時光照不足或過度，就會造成相機曝光不足或過度，傳回的數據就不能用，就得等下一個月；為了保證衛星有足夠的能源，太陽能帆板需要調整方向，相機工作狀態受到影響；衛星遇到月食時太陽能帆板得不到充電，所有儀器都得暫停工作等等。此外，還需要進行軌道維持。數據全部傳到地面上以後，處理得花一段時間，定位、拼接花的時間就更長些——月球不同於地球，沒有那麼多測繪控制點，影像定位、校準的工作量很大……
“所以，完成全月面的二維圖像，最少也得半年時間。”劉建忠看著記者，認真地說，“我們是在做科學研究，而且這些研究資料是將來我們進行探月二期、三期工程的基礎性資料，來不得半點馬虎、差錯。”
“獲取全月面的影像只是四大科學目標中的一個，其他三個目標的任務就更艱巨、更漫長。其中微波探測在全世界都是第一次，更無經驗可以借鑒，需要付出的時間和精力就更多。”劉建忠說，“‘嫦娥’探測到的數據光靠我們的力量難以完成，需要全國的有關科學家進行幾年的合力攻關，才能拿出精確的科研成果。”(記者 趙永新 )
來源：人民日報
轉自中新網
