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西安相机拍出首张月图
www.sn.xinhuanet.com   2007-11-27   来源:西安晚报

    

    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。

    

    科技人员拿出和正在太空拍照的CCD立体相机一模一样、用保温材料包装起来的 CCD立体相机“姊妹”机,欢庆成功。记者张波摄

    

    “第一轨数据就十分完美,CCD立体相机的工作状态接近完美,西安人为中国拍出了第一幅自己的月球照片”。昨天下午,中国科学院西安光学精密机械研究所内的全体科研人员看着中国首幅月球照片上的环形山,难以掩饰内心的激动。我国首颗绕月探测卫星“嫦娥一号”顺利地进入到月球轨道并传回了月球三维影像,这标志着我国首次月球探测工程取得圆满成功。

    一个镜头三只“眼睛”

    “嫦娥一号”承担着4大科学目标,第一个就是完成为月球画像,即获得月球表面三维立体图像,这是我国第一次对月球表面形貌、地质构造、撞击坑等进行科学研究,用来获取图像的CCD立体相机就成为“嫦娥一号”卫星最重要的有效载荷。一般情况下,要获得立体影像,就必须由两台或三台相机从不同角度拍摄,组合而成立体图像。可是嫦娥一号对相机的重量、大小都有严格要求,西安光机所对CCD立体相机进行了大胆的技术创新,首次提出采用一个大视场光学系统,加一片大面阵CCD芯片的技术方案,用1台相机代替3台相机完成拍摄物的三维立体成像。

    工作状态“接近完美”

    “嫦娥一号”10月24日成功发射,西安光机所的科研人员却一直不能放松。昨天下午,西安光机所副所长刘书龙和马彩文对记者说,“悬着的心总算可以放下了”。刘书龙说他本人已在北京看到了“嫦娥一号”获取的月球立体图像。昨天上午,国家正式公布了中国首幅月图,这幅月图由“嫦娥一号”卫星搭载的CCD立体相机采用线阵推扫的方式获取,轨道高度约200公里,每一轨的月面幅宽60公里,像元分辨率120米。马彩文说,当第一轨数据传回地面时,与试验时获得的理论数据比对时完全一致。专家对CCD立体相机获取的图像质量评价是“超出想像”,西安光机所研制的CCD立体相机工作状态“接近完美”。

    科研人员创造辉煌

    西安光机所在“嫦娥一号”探月卫星任务中,承担了CCD立体相机、干涉成像光谱仪以及紫外敏感器等重要载荷的研制工作,这是西安光机所第一次以独立的系统设备参与国家航天工程。“没想到第一次就要到38万公里外的月球上去,压力很大。”CCD立体相机结构设计师阮萍这样说。在承担研制任务中,西安光机所有60余位科技工作者和装配加工人员参与其中。光学专家、中科院陕西分院院长相里斌,研究员赵葆常、杨建峰都是研制工作中的领军人物,高伟、邱跃进研究员在西昌卫星发射基地连续工作2个月,到目前为止还有4位专家在北京继续工作。阮萍说,作为有效载荷研制集体中的一员,能够参与“嫦娥一号”探月工程,是科研工作者的巨大荣誉。

    据了解,西安光机所研制的其余设备将在近期陆续开机工作,将为我国获取更多的月球信息。

    西安芯 使“嫦娥一号”“活”起来

    昨天上午,我国公布了“嫦娥一号”探月卫星发回的第一张月球照片,这是中国人第一次拍下自己的月球照片。在西安微电子研究所(771所),人们骄傲地说,“是我们让嫦娥活了起来,可以用‘眼’去‘看’,用‘芯’去‘听’”。

    “嫦娥一号”探月卫星虽然有一个诗意的名字,却是一个“冷美人”,因为“她”是由冷冰冰的各种元器件组成的金属器物。要让“嫦娥”活起来,能完成我国首次探月任务,“嫦娥一号”就得有“智慧”,能“思考”,这一切都要靠西安微电子研究所研制的各种箭载、星载计算机来实现,可以说,是西安人让“嫦娥一号”探月卫星“活”了起来。

    西安微电子研究所,是全国唯一的集计算机与集成电路科研生产于一体的专业研究所。虽然在我国多项航天工程中都提供了可靠的计算机,但“嫦娥”探月却是个完全自主创新的工程,也是我国首次实施的探月活动,以往成功的经验可以借鉴,却不能照搬。

    对771所来讲,要为“嫦娥”探月任务提供两项重要保障:为长三甲火箭提供高可靠箭载计算机,确保能把“嫦娥一号”送上奔月旅程;为“嫦娥一号”装上大脑,给她智慧,让“嫦娥一号”活起来,去观测月球。以年轻的主任设计师赵向荣和唐雪寒为带头人的攻关小组,分别为长三甲之箭研制高可靠性的箭载计算机和“嫦娥”大脑———中央处理单元。

    33岁的赵向荣,是箭载计算机研制小组的主任设计师,也是年龄最大的一个。他带着这支年轻的研制小组,开始了长三甲运载火箭“三冗余”箭载计算机的研制工程。“冗余”技术,是箭载计算机的核心技术,它通过利用多条通道,确保计算机在出现故障时迅速切换。为“嫦娥”探月研制的箭载计算机,首次采用了“三冗余”的设计。赵向荣带领的研究小组完成了“三冗余”箭载计算机的复杂设计,让计算机最大限度地消除单点故障,最终按时完成交付任务。

    771所承制的中央处理单元(简称CTU),是“嫦娥一号”月球探测卫星数据管理分系统的核心,主要完成卫星平台数据管理以及部分控制任务。可以说,这台设备是“嫦娥”的大脑,也是嫦娥的“智慧”之源,有了它,“嫦娥一号”就不再是一个冷冰冰的金属盒子,而是可以去“看”、去“听”、去“思考”的地球使者。

    中央处理单元的研制任务难度大、质量进度要求十分紧迫。主任设计师唐雪寒研究员身患疾病依然坚持工作,带领研制小组,在3年的研制周期里攻克了多项技术难关。他们首次提出了计算机的“无盲区设计”,大大增强了中央处理单元在空间辐射环境下的故障监测和自主恢复能力,更好地保障“嫦娥一号”在深空探测时的各项功能正常发挥。

    当“嫦娥一号”顺利传回第一张月球图像后,771所的科研人员终于有一种释然的心情。正如赵向荣所言,能够有幸参与我国首次探月工程,获得那种自豪感和成就感,就是吃多少苦也是值得的。

    西安人 在地月之间牵长“线”

    出生在西安,在西安上大学,工作在西安,33岁的唐浩是个地地道道的西安人。这个504研究所数据传输处理系统研究中心的科技工作者干了件了不起的事儿———为“嫦娥一号”设计数据传输系统。昨天上午,中国第一幅月球图像正式对外公布后,唐浩终于踏踏实实地坐下来跟大家吃了一顿饭,因为他作为“嫦娥一号”探月卫星数据传输系统的副主任设计师,“嫦娥一号”拍下的图,要通过他们研制的传输系统发回地面,这套被他戏称为“数据线”的系统一旦发生故障,“嫦娥一号”就只能“看”不能“说”了。

    “数据线”长38万公里

    在昨天公布月球图像的现场直播中,人们能听到雄壮的《歌唱祖国》的歌曲,这是从“嫦娥一号”卫星传下来的歌曲,这在别人听起来只是“嫦娥一号”携带的30首歌之一,可是在唐浩听起来格外动听,因为这段歌曲“没有乱码,没有差错,没有误码”,这表明数据传输的质量非常好。

    数传系统就像一根数据线,要把相机的数据传输到地面,可是它的距离足有38万公里长。这套高质量的数传设备,在11月20日开始向地面传输“嫦娥一号”卫星拍摄画面的各种数据,此时的唐浩就在北京指控中心,忐忑不安地等着下传数据结果。当第一组数据与地面试验时的数据比对之后,结果完全一致,唐浩终于放下了心。

    数传系统有7个预案

    “嫦娥一号”卫星正式立项后,当时只有29岁的唐浩担任数据传输系统的副主任设计师。就在刚刚接受任务没多久,他被查出身患脑瘤。此时唐浩的孩子刚刚出生,可是“嫦娥一号”任务也像个孩子需要精心呵护。突如其来的打击没有让这个年轻人退缩。在接受手术后的第9天,唐浩就从医院出院,一边进行身体恢复,一边继续完成科研任务。

    数据传输系统要为“嫦娥一号”铺设一条与地面联络传送信息的通道,这条通道是否畅通无阻,直接影响到此次“嫦娥一号”卫星4大科学目标的实现。如果没有这条数据通道,“嫦娥一号”就会像一台打开的电视机,却没有任何图像,屏幕上全是雪花点儿。要经历上百万公里运行过程的考验,“嫦娥一号”全星设计了84个预案,应对各种可能发生的突发事故,其中数传系统设计了7个预案。到目前为止,7个预案一个都没有使用,这说明数传系统工作正常。

    青年才俊担当起重任

    在“嫦娥一号”卫星全向天线和数据传输研制过程中,504所共有近百位科研人员和工作人员参与其中。在任务最紧张的时候,“嫦娥一号”探月工程的总指挥、总设计师、首席科学家等多位中国航天科技领域的大师,如栾恩杰、孙家栋、欧阳自远等亲自前往504研究所,查看设备研制进展情况。

    而504所的研制队伍却十分年轻,数传系统的研究人员超过35岁的仅3人,最小的年仅25岁。今年33岁的唐浩已经多次承担国家重要航天任务的研究工作。在“嫦娥一号”初样设计阶段,唐浩刚刚动完脑部手术摘除肿瘤,医生嘱咐最少休息半年,但他放心不下手头的研制工作,不听同事领导的劝阻,忍着剧痛执拗地返回研制现场投入工作。唐浩说,“嫦娥一号”数传系统的研制过程,是集体智慧的结晶。

    第一幅月球图像已经公布,唐浩说自己还是不能停,因为现在他们又要开始“嫦娥一号”B星天线、数传等设备的研制工作了。

(记者李华)

 
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