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四个飞控博士的探月梦 金牌博士情牵“嫦娥”
//www.workercn.cn2013-12-15来源: 中国新闻网
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  中新网北京12月14日电(欧阳开宇 姜宁 谢波)12月14日21时11分,嫦娥三号探测器在月球表面预选着陆区域成功着陆。在距离月球38万公里的飞控大厅,有一群“守望者”,他们牵动着嫦娥三号的瞬息变化。嫦娥三号探访“月宫”,那些牵引飞天的科技工作者们当仁不让地成为功臣。在这其中,有一支博士精英群体,他们排星布阵,情牵“嫦娥”,再次开启了筑梦太空的探索之旅。

  吴风雷:金牌博士情牵“嫦娥”

  2013年9月,北京。国际宇航大会上,一位年轻的学者用流利的英文,向与会专家介绍着嫦娥三号任务的相关情况。现场来自国内外航天界的知名专家都被他独到的见解,不俗的表现所吸引。他就是北京中心总体室副主任吴风雷。

  曾以最高分获得国际空间大学硕士学位的吴风雷,获得了10余项国家级科技进步奖,2项申报专利,3项科研成果填补了国内空白,是中心颇具含金量的“金牌博士”。曾经带领团队排险救星,屡建奇功的他,而今又担负起嫦娥三号测控通信指挥部飞控组秘书长的重任。谈起自己的攀登诀窍,他说就是:永不放弃,不达目的不罢休。

  “嫦娥三号”是全新的挑战,没有现成的可借鉴,没有资料供参考,哪怕是前人失败的教训都找不到!尤其是对刚刚接手嫦娥任务不到两年的吴风雷来说更是严峻的挑战,用他的话来说,简直就是“如履薄冰”。

  一切从零开始。他把自己当成了一名小学生,给自己定了两条原则:只要是有关嫦娥的会,无论大小他都要参加;只要是有关嫦娥的文件,不分系统他都要认真研究。几个月下来,他就把任务状态摸了个门清。搞总体的人都知道,组织协调是基本功。嫦娥三号技术状态新,许多状态的确定都需要与研制部门沟通协调,为了制定出一套完美的飞控方案,他带领攻关小组不知进行了多少次技术讨论,几乎踏破了协作单位的门槛,把一肚子的问号变成了一个个叹号。

  遥操作控制是嫦娥三号任务的难点所在,在月球车路径规划的一个细节上遇到了问题。一连几天吴风雷彻夜未眠,反复思考该采取怎样的路线。一个全新的构想浮现在眼前,“再晚也要把大家叫起来”,他迅速召集攻关小组成员揭起一场头脑风暴,连续几昼夜的攻关终于取得了突破。

  2年的“嫦娥”时光,他的生活进入另外一种状态:基本没有了双休日。每天晚上通常12点才回家;遇到问题,就得深夜1点回家。有一次加完班11点回到家的他,竟能让家人惊喜万分。

  “选择了航天事业,等于选择了另外一种生活方式,选择了不休息”。开弓没有回头箭,犹如飞控一样,整个过程不可逆转,只有起飞、进入地月转移轨道,飞向深空……

  李立春:为月球车画“地图”

  暗灰色的月面,凹凸不平的撞击坑,大小不一的陨石……遥操作厅大屏幕上,一幅月球地形图立体地展现在大家面前,让人身临其境。这不是一张普通的图像,它实时还原了月球表面的真实环境。“这就像是我们平时开车需要使用电子地图一样,月球车在月球上行驶,同样需要‘地图’。”北京中心李立春博士形象地告诉记者。他就是那个为月球车画“地图”的人。

  “嫦娥”落月并进行科学探测,是中国航天史上的第一次。北京中心作为嫦娥三号任务的遥操作中心,承担着遥操作控制、月面巡视、地形建立等系列重任,通俗地说月球车能否顺利行驶,能否实施勘察都完全依赖于北京中心科技人员的控制。真实还原月貌是遥操作的关键一环。然而,为月球车画“地图”谈何容易。研究航天器视觉导航的李立春,博士一毕业就主动请缨承担了这项重任,成为了嫦娥三号任务“巡视器探测遥操作软件”副主任设计师。

  机遇似乎都为有前瞻性思维的人而准备。求学期间,李立春就立志要将他的专业做到最好,潜心钻研的他,博士期间就取得非凡成果,曾先后获得发明专利以及多项部委级科技进步奖,硕士、博士论文均被评为省级优秀学位论文。航天领域对图像测量专业的需求给了他施展才华的舞台。自分到北京中心那天起,他就像一名潜水健将,一个猛子扎进去,开始了无尽的探索。

  月球车对月面的地形条件要求非常的苛刻,如果不能给它准备一份准确的“地图”,可能带来不可估量的损失。李立春要在10多分钟内,完成对十余组图像的分析处理,并且要快速还原出月貌,对图像处理软件的可靠性、实时性和自动化程度都提出了很高的要求。

  李立春深知与在学校搞研究不同,实战不允许失败。他结合自己博士期间的知识积累,提出了十几种图像感知处理方案,有了解决方法,剩下的就是与时间赛跑,他夜以继日地进行软件开发,在很短的时间内,他就研制了嫦娥三号探测器图像接收分析处理系列软件,实现了巡视器在月球上行走时能看得见,还能测得准。完成这些,他并没有满足,“万一月球车在月球遇到障碍怎么办?受到干扰怎么办?”,这是他预想并要解决的问题,为此他开拓性的提出了视觉系统自标定方案,这为我国首次地外天体的成功巡视探测增加了新的砝码。

  韩松涛:深空测量“魔术手”

  中国卫星发射总部的会议室内,一场无声的较量正在进行。这是深空测量数据测试现场,来自国内外的十多名专家正通过分析比对选出最优的结果,这个结果将直接关系到嫦娥三号任务的测定轨精度。参与测试的多家研究单位都在焦急地等待着,整个会议室被紧张的气氛笼罩着。

  最终,北京中心处理数据分析结果以精度最高、误差最小得到了专家的一致认可。

  “你们的测量精度已经达到了国际先进水平!”当欧空局的专家竖起大拇指的时候,北京航天飞控制中心韩松涛博士灿烂的笑容。结果是令人兴奋的,过程的艰辛却只有韩松涛知道。

  北京中心首次担负嫦娥三号任务深空干涉测量数据处理任务,是任务的深空干涉测量信号处理中心。接收处理38万公里之外传回的探测数据,对北京中心来说还是第一次,数据处理分析主岗的韩松涛感到了前所未有的压力。

  “我的工作是整个飞控工作的最前端,每一个数据的处理都至关重要。”韩博士告诉记者。对数据处理分析而言,精度是核心,效率是关键,特别是对深空测控来说。对数据分析处理的实时性要求极高,一个细小的偏差都可能导致整个测控任务的失败。

  “从收到探测数据到拿出可以应用的科学数据,是一个非常复杂、艰苦的过程。”韩松涛深有感触地说。“相对于传统的测量处理技术,干涉测量技术的种类繁多,数据庞杂,成几何幂次增长,而我们要在10分钟以内完成海量数据的处理,还要保持极高的精度。”雷达专业毕业的韩松涛面对着几乎是零的空白,开始了全新的“创业”。他夜以继日地工作,晚上到深夜1点后才回家,早上不到7点又继续奋战。那时候根本睡不着,眼一闭,各种数据、方案一股脑儿涌上来。终于,研究出了高精度信号处理和大动态航天器自适应模型重构算法,开发出了北京中心干涉测量数据处理软件,极大地提高了深空数据处理效率和精度。

  海量的数据在他的手中神奇地被一一分解,为此,同事们给他取了个很时尚的别名——“深空测量魔术手”。

  王保丰:让月球车拥有一双明亮的“眼睛”

  “视觉定位”被誉为月球车的“眼睛”,它直接决定着月面环境信息能否第一时间传到地面,为科研人员正确决策提供依据,地位之重要不言而喻。世界上只有美国、俄罗斯少数发达国家才具备这种技术,在我国则尚属空白。这块难啃的硬骨头落在了视觉导航研究学科带头人——王保丰的肩上。

  “眼睛是人类心灵的窗口,月球车的‘眼睛’是探索太空的基础”。他在工作笔记的扉页上写下了这段话。面对这一世界性的重大难题,受领任务那天起,王保丰倍感责任重大。前沿终究是前沿,硬骨头不好啃。没有基础,王保丰就从学习国外巡视勘察方面成功经验入手,资料看了厚厚一摞,笔记写了足足10万多字,他一次次撰写方案,又一次次推倒重来。这个项目的数据处理算法极其复杂,程序量大,数据处理中间结果多,稍有不甚就会前功尽气。他不敢有丝毫的懈怠,以精益求精的心态对待每一个细节。没有时间,王保丰就把“家”搬来办公室,矿泉水、泡面就是夜宵,凳子一拼就是床,就这样一页一页地钻,一本一本地啃,终于找到一条符合我国月球车特点的技术攻关之路。

  《众人划桨开大船》是他会唱的少数歌曲中最爱的一首,因为他懂得这个道理。由7人组成的“视觉导航研究创新团队”,在王保丰的带领下,迎难而上,夜以继日刻苦攻关,捷报频传。先后突破了月球车相机的精确标定、视觉系统图像匹配等多个难关,为月球车设计了一双视角宽广、明亮的“眼睛”,确保月球车在月球上畅通无阻。

  了解到他的专业能力情况,求贤若渴的河南省测绘局领导向他表示:“只要你过来,就提供一套三室两厅的住房,解决副处待遇,并安排实验室领导职务”。对于爱人还在河南的王保丰,如果回去,一系列现实问题都能解决,但他毅然谢绝了那位领导的好意,坚决留在中心,继续他热爱的航天测控事业。他说:“选择这个职业并且坚持干了下来,主要是内心由衷的喜欢。”

  王保丰的执著与奉献,赢得了许多荣誉:先后获国家测绘局科技进步二等奖1项、申报国家发明专利5项,发表论文三十余篇,其中有十篇论文被EI检索。有人问他,“如果把这些成绩都集于一身,是不是很辉煌?”他笑笑说:“能赶上这个航天发展的时代,是我们这一代人的幸运,只有让别人同样站在我们的肩膀上,中国的航天事业才会更加灿烂辉煌。”

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