嫦娥一號首獲月球兩極圖像的背后

太空不過春節。在地球上空40萬公里處，中國首顆探月衛星嫦娥一號并沒放假，它每隔兩小時就把月球繞一圈，剛剛向世人展示了第一幅CCD相機拍攝的月球極區圖像。
 
星上搭載的滬產科學探測儀器———激光高度計，也已完成對月球南北極黑暗深坑的初步測量，并將數據成功傳回地面，正在制作前人所無的月極三維高程圖。
 
這次“國際補白”的背后，是探月團隊走出的一條自主創新路。出人意料的是，這個以中科院上海技術物理所為核心的十多人團隊，平均年齡不足30歲！他們沒有技術權威、沒有先前經驗，憑著親如兄弟般的精誠與團結，將創新資源和能力運用至極限，接連獲得全國“五一勞動獎章”和“青年五四獎章”等個人和集體榮譽。

1月31日，國防科工委正式發布首幅由嫦娥一號衛星拍攝的月球極區圖像。這是我國首次獲得此類圖像。 新華社發

 
“探月激光眼”照遍月球
 
春節期間，舒嶸研究員又回到他四樓的辦公室加班。他可以望見玉田路研究所大院，也能看見窗臺邊那座五色斑斕的月球儀，上面標著大大小小無數坑：加加林坑、愛因斯坦坑、門捷列夫坑……
 
“除了張衡、祖沖之、郭守敬等，幾乎沒有近代中國人命名的坑。”你看，在月球的南北極區有許多深藍的坑，這種顏色表示月極是月亮上最深最暗的區域，這里還存在許多國際探月數據的空白，并正在被中國人的激光高度計不斷填補。
 
激光高度計與激光測距儀原理類似，從發射一束激光，到接收目標表面反射回來的激光，以這段激光“折返跑”的時間，就能得出兩點間的直線距離。“嫦娥”就是靠這副“探月激光眼”，來為月球的地形地貌測高和測深，它與衛星所載的CCD相機相配合，能得到更加清晰、精準的全月立體圖像。尤其是在不具備拍攝光照條件的月球極區，更有用武之地。
 
作為激光高度計的副主任設計師，舒嶸這個春節心里還算舒坦。因為“探月激光眼”開機兩個多月來，至今已隨星圍繞月球轉了720圈以上，差不多把月球覆蓋了兩遍，包括南北極。它幾乎每隔一秒就向月面發射一束激光，目前“激光足印”的密度已達每平方公里0.87個點，收發之間的成功采集率達99％左右。
 
“說實話，這臺儀器不是沒想過進口，但如今省下的不僅是上千萬元外匯，還成長起一支有能力自主創新的隊伍。”在一次國際學術交流會議上，日本人驚訝地發現中國“嫦娥”上的激光高度計，竟比他們“月亮女神”衛星上的同類儀器，輕了約4千克，而探測距離遠了一倍，造價更是低得多。
 
這只“天眼”很亮，激光收發頻率和布點密度還在進一步提高，中國人也能用自己的數據制作立體月球儀了。
 
“中、青、少”互為師生
 
“70后”的舒嶸雖然是團隊中堅分子，但比起“80后”的核心成員黃庚華來，他已經不算年輕了。記者初見小黃是2006年，這個來自廣西的博士生還沒畢業，就憑借出色的實驗能力，成為課題組“老成員”，他拿出的博士論文就是激光高度計這件“硬東西”。如今這位新博士，看上去還是小身材、娃娃臉，但已開始在另一課題中主持工作。在所內業務會上，不少具體數據和技術細節，“大人們”還得問他。
 
與黃庚華坐在一起開會的“大人”，除了舒嶸，還有他們的所長王建宇研究員。聽上去是“大領導”，但三個人似乎稱兄道弟，一點沒輩分之感。“呵呵，其實我們三個還真是同門師兄弟，我比舒嶸正好"大一圈"。”顯然，王所長也不“老”。同事們戲言：這個團隊很難說“老中青三代”，大概算“中青少三代”吧。
 
以這三人為代表的團隊氛圍，就是“誰都不是權威”。他們所在的第二研究室，以航空遙感為專業，以往搞的激光高度計主要用于幾公里高度的航空遙感，因此嫦娥一號之前，我國激光高度計還從未進入過太空。“一個激光高度計大大小小零件上千個，沒有人能教你，沒有東西參照。”于是，從所長到博士生，大家互為師生、一律平等，無論誰碰到了問題，都不遮遮掩掩，全攤在臺面上，頭腦風暴，誰對聽誰。終于，僅僅兩年半不到，從模樣、初樣到正樣，還有備份件，這個班子硬是搞出了5套擁有自主知識產權的星載激光高度計，滿足了我國月球探測的戰略需求。
 
這兩天，為了完成新的研制任務，舒嶸開始自學起一本《衛星光通信導論》，另一位副主任設計師賈建軍還特意借來復印。看來在這個新課題上同樣沒有權威，只有共勉。
 
聚焦資源攻克“致命傷”
 
這只“探月激光眼”的成功背后，自然少不了失敗，正是“大團隊”創新資源的聚焦才挽救了它。其中的激光器部件，由中科院上海光學精密機械研究所擔綱，但在研制后期，地面模擬實驗突然發現，激光器在真空狀態下性能急劇下降！這簡直就是太空版激光高度計的“致命傷”，王建宇緊急協調所內從事空間制冷技術的第四研究室加入，一起幫助上海光機所開展試驗論證，兩個月內便拿出技術方案，一解燃眉之急。
 
在更細處———激光器核心部件“激光二極管組件”方面，協作單位中科院半導體所的若干批次產品，也解決不了真空中的器件壽命問題，光機所、技物所人員多次赴京聯合攻關，結果不僅通過壽命考核，還形成了國內首個相關的空間應用研制規范。“從目前上天情況看，激光高度計各項指標均無衰退跡象，壽命一年應該沒問題！”
 
“老航天”的傳幫帶同樣少不了。以第二研究室為主的核心團隊虛心求教，請來擁有“風云系列”衛星等航天工程經驗的第七研究室老專家，從結構、電源到熱設計等環節，進行技術交流和指導，并嚴把每一道評審關，有刺便挑，一一拔除，甚至一些回聘的退休航天人，也連續幾個通宵陪課題組解決疑難。
 
本月下旬，激光高度計將隨嫦娥一號經歷一次月食考驗，期間將因陽光遮蔽而斷電兩小時左右，“激光眼”要經歷20攝氏度到零下20攝氏度的“溫度大跳水”，但團隊信心十足：“地面上更嚴酷的低溫實測，已經經歷多次了，放心！”