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嫦娥一号激光高度计 比日本仪器探测远造价低 |
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| http://cn.newmaker.com
2/11/2008 11:08:00 AM
佳工机电网
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太空不过春节。在地球上空40万公里处，中国首颗探月卫星嫦娥一号并没放假，它每隔两小时就把月球绕一圈，刚刚向世人展示了第一幅CCD相机拍摄的月球极地图像。
星上搭载的沪产科学探测仪器———激光高度计，也已完成对月球南北极黑暗深坑的初步测量，并将数据成功传回地面，正在制作前人所无的月极三维高程图。
这次“国际补白”的背后，是探月团队走出的一条自主创新路。出人意料的是，这个以中科院上海技术物理所为核心的十多人团队，平均年龄不足30岁！他们没有技术权威、没有先前经验，凭着亲如兄弟般的精诚与团结，将创新资源和能力运用至极限，接连获得全国“五一劳动奖章”和“青年五四奖章”等个人和集体荣誉。
“探月激光眼”照遍月球
春节期间，舒嵘研究员又回到他四楼的办公室加班。他可以望见玉田路研究所大院，也能看见窗台边那座五色斑斓的月球仪，上面标着大大小小无数坑：加加林坑、爱因斯坦坑、门捷列夫坑……
“除了张衡、祖冲之、郭守敬等，几乎没有近代中国人命名的坑。”你看，在月球的南北极区有许多深蓝的坑，这种颜色表示月极是月亮上最深最暗的区域，这里还存在许多国际探月数据的空白，并正在被中国人的激光高度计不断填补。
激光高度计与激光测距仪原理类似，从发射一束激光，到接收目标表面反射回来的激光，以这段激光“折返跑”的时间，就能得出两点间的直线距离。“嫦娥”就是靠这副“探月激光眼”，来为月球的地形地貌测高和测深，它与卫星所载的CCD相机相配合，能得到更加清晰、精准的全月立体图像。尤其是在不具备拍摄光照条件的月球极区，更有用武之地。
作为激光高度计的副主任设计师，舒嵘这个春节心里还算舒坦。因为“探月激光眼”开机两个多月来，至今已随星围绕月球转了720圈以上，差不多把月球覆盖了两遍，包括南北极。它几乎每隔一秒就向月面发射一束激光，目前“激光足印”的密度已达每平方公里0.87个点，收发之间的成功采集率达99％左右。
“说实话，这台仪器不是没想过进口，但如今省下的不仅是上千万元外汇，还成长起一支有能力自主创新的队伍。”在一次国际学术交流会议上，日本人惊讶地发现中国“嫦娥”上的激光高度计，竟比他们“月亮女神”卫星上的同类仪器，轻了约4千克，而探测距离远了一倍，造价更是低得多。
这只“天眼”很亮，激光收发频率和布点密度还在进一步提高，中国人也能用自己的数据制作立体月球仪了。
“中、青、少”互为师生
“70后”的舒嵘虽然是团队中坚分子，但比起“80后”的核心成员黄庚华来，他已经不算年轻了。记者初见小黄是2006年，这个来自广西的博士生还没毕业，就凭借出色的实验能力，成为课题组“老成员”，他拿出的博士论文就是激光高度计这件“硬东西”。如今这位新博士，看上去还是小身材、娃娃脸，但已开始在另一课题中主持工作。在所内业务会上，不少具体数据和技术细节，“大人们”还得问他。
与黄庚华坐在一起开会的“大人”，除了舒嵘，还有他们的所长王建宇研究员。听上去是“大领导”，但三个人似乎称兄道弟，一点没辈分之感。“呵呵，其实我们三个还真是同门师兄弟，我比舒嵘正好"大一圈"。”显然，王所长也不“老”。同事们戏言：这个团队很难说“老中青三代”，大概算“中青少三代”吧。
以这三人为代表的团队氛围，就是“谁都不是权威”。他们所在的第二研究室，以航空遥感为专业，以往搞的激光高度计主要用于几公里高度的航空遥感，因此嫦娥一号之前，我国激光高度计还从未进入过太空。“一个激光高度计大大小小零件上千个，没有人能教你，没有东西参照。”于是，从所长到博士生，大家互为师生、一律平等，无论谁碰到了问题，都不遮遮掩掩，全摊在台面上，头脑风暴，谁对听谁。终于，仅仅两年半不到，从模样、初样到正样，还有备份件，这个班子硬是搞出了5套拥有自主知识产权的星载激光高度计，满足了我国月球探测的战略需求。
这两天，为了完成新的研制任务，舒嵘开始自学起一本《卫星光通信导论》，另一位副主任设计师贾建军还特意借来复印。看来在这个新课题上同样没有权威，只有共勉。
聚焦资源攻克“致命伤”
这只“探月激光眼”的成功背后，自然少不了失败，正是“大团队”创新资源的聚焦才挽救了它。其中的激光器部件，由中科院上海光学精密机械研究所担纲，但在研制后期，地面模拟实验突然发现，激光器在真空状态下性能急剧下降！这简直就是太空版激光高度计的“致命伤”，王建宇紧急协调所内从事空间制冷技术的第四研究室加入，一起帮助上海光机所开展试验论证，两个月内便拿出技术方案，一解燃眉之急。
在更细处———激光器核心部件“激光二极管组件”方面，协作单位中科院半导体所的若干批次产品，也解决不了真空中的器件寿命问题，光机所、技物所人员多次赴京联合攻关，结果不仅通过寿命考核，还形成了国内首个相关的空间应用研制规范。“从目前上天情况看，激光高度计各项指标均无衰退迹象，寿命一年应该没问题！”
“老航天”的传帮带同样少不了。以第二研究室为主的核心团队虚心求教，请来拥有“风云系列”卫星等航天工程经验的第七研究室老专家，从结构、电源到热设计等环节，进行技术交流和指导，并严把每一道评审关，有刺便挑，一一拔除，甚至一些回聘的退休航天人，也连续几个通宵陪课题组解决疑难。
本月下旬，激光高度计将随嫦娥一号经历一次月食考验，期间将因阳光遮蔽而断电两小时左右，“激光眼”要经历20摄氏度到零下20摄氏度的“温度大跳水”，但团队信心十足：“地面上更严酷的低温实测，已经经历多次了，放心！”
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