科学故事 | 我的“追星”之路——记吉林一号卫星总工程师钟兴
“湖南新田突发森林大火!立即启动应急响应机制!”
“吉林一号收到!”
“吉林一号报告,火灾现场浓烟滚滚,火势依旧凶猛,但火灾现场火线走势明朗,火场态势清晰。”
▲吉林一号卫星在太空看地球
它拍的照片有多清晰?
牛吧?告诉你,吉林一号目前有100多个成员,在太空里组成了一个“摄影天团”。
什么,你问我是谁?
嘿嘿,你可以称我为“追星者”。
追明星?不是。
追天上的繁星?也不是。
▲吉林一号卫星星座组网图
你可能会好奇,这么酷的吉林一号,是怎么诞生的?
那要从2005年说起。
那时,我还是中科院长春光机所的一名研究生。
有一天,我在实验室查资料,发现网上有一个外国软件,叫“谷歌地球”。
当我第一次打开它,我忍不住惊呼起来。
天哪,我竟然从太空中,看到了自己熟悉的城市街道!
太震撼了!
为什么“谷歌地球”这么厉害?
当时,我就想,“要是我能做出这样的‘望远镜’,让我们国家也有这样的卫星,该多好。”
我从小就爱动手“捣腾”。初中时,我就做过望远镜了。十三岁那年,我用硬纸壳做的望远镜,成功观测到了月球上的环形坑!
但要做出一个能给地球拍照、拍视频,而且还要拍得清晰、毫无死角的望远镜,可就难多了。
在研究的头几年,我是“一个头两个大”,没有可借鉴的方案,也没有攻关的方向。就像在黑暗中赶路,既没有路灯照明,也没有导航指路,只能自己摸索。
直到2008年,汶川地震,举国哀痛。由于没有卫星图像,震后救援困难重重,有关部门只能求助于国外卫星,才能获取灾区的高清影像。
看到这个消息,我失眠了。
人一旦有了目标,走再难的路,都是活力满满的。
那段时间,我和团队伙伴每天都泡在实验室里。
一想到将来在太空里“站岗”的卫星,是我亲手设计制作的,我就感觉心潮澎湃。
不过,现实时不时就会泼来一盆冷水。每天,都有意想不到的问题等着我。
你肯定知道唐僧师徒西天取经,经历九九八十一难吧?
我和团队伙伴经受的“磨难”,一点不比他们少。
▲吉林一号卫星即将进入空间环境模拟设备开展试验
但我和团队依旧不敢松懈。为什么会发生这样的故障?软硬件设计上应该怎样修改,才能避免发生类似的情况?我们得趁热打铁,剖析问题,总结经验。
▲吉林一号卫星发射前运载火箭整流罩正在扣罩
十年磨一剑,我真的做出能摄影的“望远镜”啦!
卫星发射上天,就完事了吗?
不不不,卫星发射后,我们还得开展大量工作,才能让卫星变得更优秀。
其中一项工作,就是在卫星进入轨道的早期,人工查看每张图像,检查卫星在轨调试中,有哪些需要改进的问题。
要知道,卫星每天产生的图像,至少有上千张。
大量的阅读,能让人练就“一目十行”的本领,同样的,大量的看图工作,让我练出了一双“火眼金睛”。
现在,给我一张图,我一眼就能看出有没有问题。
只是,从卫星获得图像,需要解码,它不像手机拍摄,可以随拍即得。
什么是解码呢?你一定看过谍战片吧,里面的情报人员交流讯息,往往采用密码的方式,拿到情报的人,要用一种特定方法,把密码翻译成文字,才能看懂讯息。
解码就是用一种特定方法,把卫星的数据,还原成图像。
这就意味着,解码的过程,也暗藏危机。
经过排查,我们断定,是地面站的一个设置出现了错误,等第二天卫星过境,重新设置就可以解决。
可是,就这么干等吗?会不会还有别的问题?每个人可都在焦急地等待着。
我和团队连夜讨论,发现根据编码的原理,通过一系列数学运算,有可能将数据还原。
想到了办法,大家撸起袖子就是干。
从晚上十点,一直干到第二天凌晨六点,数据终于被正确还原,我们看到了清晰的图像!
有人问我,在“追逐满天卫星”时,遭遇过失败吗?
你也许听过一句话:胜败乃兵家常事。
科研也是如此。
失败,是科研创新的亲密“伙伴”。
如果说,做任何事情都能成功的话,那我们永远也突破不了现有的水平。
你可能会追问我:经历一次又一次的失败,难道不会想要放弃吗?
我可以斩钉截铁地回答:放弃的念头,从未在我的脑中闪过。
失败不是一个终点,它只是一个过程,一个我们收获经验的过程。
当然,我会有沮丧的时候。
尤其当有几次运载卫星的火箭发射失败,卫星受到损失,“满天卫星”的实现因此受影响时。
自古以来,人类不断探索着地球的奥秘,踏遍山川河流,用脚步丈量陆地,或是登高望远,想象远方的模样。
通过卫星遥感和信息技术的结合,地球上任何有形的事物,都可以被反映,被存贮,被检索,被计算。
今年6月15日,“吉林一号”卫星工程进行了第25次发射。“一箭41星!我们做到了!”这是中国航天单次发射卫星数量最多的一次任务,我们创造了新纪录!
吉林一号从无到有、卫星重量从重到轻、制造成本从高到低、发射频次从慢到快……一次次突破,让我离自己的梦想越来越近。
▲吉林一号用于农作物长势分析
▲吉林一号用于粮食估产
▲吉林一号用于自然保护区生态环境评价
▲吉林一号用于黑臭水体监测
在卫星的监测下,裸土扬尘得到精准治理,蓝天白云备受呵护。
在卫星的巡查下,河湖岸线、黑臭水体得到改善,绿水青山得以长存。
在卫星的帮助下,农田、牧场上的工作得到保障,农民、牧民的损失得以挽回。
……
卫星遥感所体现出的客观公正,正使它成为各个行业不可或缺的信息来源。
这样的“星”,值得我毕生追随。
《理解航天》[美]塞勃等,清华大学出版社
《暗淡蓝点》[美]卡尔·萨根,人民邮电出版社
《趣味星际旅行》[俄]别莱利曼,中国妇女出版社
文/钟兴
采编/王英儿
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