香港科學(xué)家參與“天問一號”火星探測任務(wù)
為國家航天事業(yè)貢獻“香港力量”
香港理工大學(xué)教授容啟亮在展示由其團隊研發(fā)的“火星相機”。“火星相機”搭載于“天問一號”著陸器外層平臺,體重僅390克,但外殼堅固、穩(wěn)定性高。 |
香港理工大學(xué)吳波教授在展示遙感數(shù)據(jù)圖。其團隊從不同渠道搜集大量火星地貌遙感數(shù)據(jù)并進行分析處理,協(xié)助“天問一號”選取火星著陸點。 |
香港市民在香港會展中心一睹月壤真容。 |
日前,“時代精神耀香江”之百年中國科學(xué)家主題展及部分月壤在香港會展中心展出。展覽人流如潮,一票難求。能夠一睹月壤真容,讓來參展的香港市民十分激動;香港科學(xué)家參與國家航天事業(yè)發(fā)展的事跡,更讓大家深感自豪。
“香港科技界有能力在國家太空探索及科研發(fā)展上擔(dān)當(dāng)重要角色。”香港理工大學(xué)校長滕錦光說,為國家航天項目作出有意義的貢獻,既提升香港民眾對國家發(fā)展成就的自豪感,更是愛國主義的體現(xiàn)。
夢想啟蒙,自制相機激發(fā)創(chuàng)意
5月15日7時18分,我國首個火星探測器“天問一號”在火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)成功著陸。
這其中有香港科學(xué)家的貢獻。對香港理工大學(xué)工業(yè)及系統(tǒng)工程學(xué)系(精密工程)講座教授容啟亮和他的團隊來說,“天問一號”的成功著陸意義尤其特殊:搭載于火星探測系統(tǒng)上的儀器“落火狀態(tài)監(jiān)視相機”(又稱“火星相機”)正是由他的團隊牽頭研發(fā),用以監(jiān)視火星車著陸后的初始化狀態(tài)及周邊環(huán)境。
“火星相機相當(dāng)于探測器的‘眼睛’,很高興我們不負(fù)期望!钡弥疤靻栆惶枴表樌懟鹦牵輪⒘岭y掩自豪與激動。從自制相機、到勇闖宇宙,他與攝影的不解緣分,早在年少時就埋下了種子……
上世紀(jì)50年代,容啟亮出生于一個普通的香港家庭。在玩具短缺的童年,容啟亮開動腦筋、大膽嘗試,自制出各類游戲,常常與小伙伴玩得不亦樂乎。
踏入中學(xué),思維活躍的容啟亮成為老師眼中的調(diào)皮學(xué)生。不多久,興趣廣泛的他就創(chuàng)立了攝影學(xué)會,并成為第一屆會長。然而,“玩相機”在當(dāng)年實屬一件奢侈的事,普通中學(xué)生根本難以負(fù)擔(dān)。
沒有相機怎么辦?容啟亮就去撿別人不要的破舊鏡頭和零件,回家自行組裝!霸煲粋箱子,找一塊玻璃,再安一盞燈,這就成了一臺相機!痹诤诎渍掌哪甏,睡房床底便是他用來沖曬照片的臨時“暗房”。
“只要是感興趣的事,無論多困難,我都會堅持下去。”回顧往昔,容啟亮感慨,成長過程中的資源匱乏,正是激發(fā)自己創(chuàng)意的“啟蒙老師”;不輕言放棄的性格,更造就了他今日苦心鉆研的科學(xué)精神。
2013年,容啟亮率領(lǐng)其團隊研發(fā)的“相機指向系統(tǒng)”隨嫦娥三號在月球正面軟著陸,這是國家探月工程首次采用香港研發(fā)和制造的精密航天儀器;2019年,這款相機指向機構(gòu)再次隨嫦娥四號升空,見證人類探測器首次月球背面軟著陸。
全力以赴,攻克工程學(xué)“終極挑戰(zhàn)”
“一項發(fā)明必須經(jīng)過多重審批和試驗才會被國家選中,哪怕是很小的失誤、哪怕只錯一次,你就已經(jīng)輸了!2017年,容啟亮獲邀參與國家首個火星探索任務(wù),他一方面深感榮幸,另一方面則抱著“戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢”的心態(tài),全力以赴。
雖已成功研制多款精密的航天儀器,但每次開啟新的航天項目,研發(fā)過程都要從頭做起,火星相機亦不例外。時間短、任務(wù)重,容啟亮直言自己幾乎每天都在協(xié)調(diào)解決各類技術(shù)問題,“試驗最緊張的時候,一天只能睡兩三個小時”。
容啟亮手持銀白色的“火星相機”樣機,向記者示范它的操作方法和運作原理:“我們?yōu)檫@款相機量身定制了一套全新的‘一體化熱流防護設(shè)計、測試及品質(zhì)控制方案’,將民用零部件一步步提升至航天級別,每個步驟都經(jīng)過嚴(yán)格把關(guān)及篩選,這是同類設(shè)計第一次應(yīng)用在航天科技上!
搭載于“天問一號”著陸器外層平臺上的“火星相機”,體重輕巧,約390克,但外殼堅固、穩(wěn)定性高,可在長時間的太空旅程中克服極端溫差、宇宙塵埃、輻射、機械振動等嚴(yán)峻考驗,并在著陸下降過程中承受相等于地球地心引力6200倍的沖擊震蕩。
“看這里,它有超廣角測量視野和影像變形控制功能,能持續(xù)監(jiān)測火星環(huán)境和巡視器的操作狀態(tài)。”容啟亮戴上手套,小心地打開相機前蓋,逐一介紹著。
浩瀚宇宙、星辰點點,人類對太空的探索從未中斷。從神話到現(xiàn)實,“天問一號”旨在一次性實現(xiàn)對火星“環(huán)繞”“著陸”及“巡視探測”三大任務(wù),是世界航天史上的首次嘗試。
多年航天探索路,所取得的成果令容啟亮十分振奮。他說,高效太空工具的設(shè)計和制造可謂工程學(xué)的“終極挑戰(zhàn)”,說明科學(xué)家既要腳踏實地,更要仰望星空。“感謝國家對香港科研充滿信心并委以重任!作為香港為數(shù)不多擁有航天任務(wù)實戰(zhàn)經(jīng)驗的團隊之一,我們期待進一步發(fā)揮所長,為國家其他深空探索項目貢獻力量!
2020年底,由容啟亮和他的科研團隊最新研發(fā)的“表取采樣執(zhí)行裝置”,成功協(xié)助“嫦娥五號”從月球捧起一抔土,為國家探月工程帶回寶貴的月壤標(biāo)本。這套執(zhí)行裝置由超過400件工件組合而成,除近攝相機外,容啟亮亦牽頭設(shè)計了采樣器及封裝裝置等。
不斷求進,點亮國家深空探索之路
與火星的成功邂逅,揭開了我國行星探索的序幕。但登陸火星失敗率極高,著實是一項艱巨任務(wù)。
“火星表面的地形復(fù)雜,大氣層稀薄,且隨時可能出現(xiàn)沙塵暴,加上火星與地球通信有5至20分鐘的延遲,凡此種種均增加了登陸火星的難度!痹谙愀劾砉ご髮W(xué)土地測量及地理資訊學(xué)系教授吳波看來,選擇一個安全又兼具科學(xué)價值的著陸點至關(guān)重要。
2017年至2020年期間,吳波應(yīng)中國空間技術(shù)研究院邀請,率領(lǐng)團隊進行火星全球的分析與評估,研發(fā)創(chuàng)新的地形測量及地貌分析方法,協(xié)助選取火星著陸點。
憶及“天問一號”在最佳著陸橢圓中心點附近安全降落時的畫面,吳波深情感慨:“這次火星任務(wù)注定會載入史冊,作為這項龐大工程中的一顆小小‘螺絲釘’,我們不僅見證了歷史,更參與了歷史,這是多么值得高興和驕傲的事呀!”
逐夢太空,不斷求進。在香港理工大學(xué)實驗室外的諸多展板上,展示著一系列太空科研的研究成果,一個個復(fù)雜而精密的項目,記錄著香港與內(nèi)地科研工作者們同心協(xié)力,推動中國探測器一步步遠(yuǎn)行,探索深空的奧秘。
“期望未來能有更多香港科學(xué)家參與‘探月’‘探火’等項目,如果有這樣的機會,我一定積極申請!毕愀壑形拇髮W(xué)工程學(xué)院副院長黃錦輝對無垠宇宙充滿熱情和期待。
中國科學(xué)院院士、香港科技大學(xué)副校長葉玉如表示,我國在太空探索領(lǐng)域取得的成果來之不易,離不開一代代科學(xué)家的努力和堅持。她寄語香港科研工作者勇挑重?fù)?dān),不負(fù)所托,更加積極和深入地參與國家創(chuàng)新科技發(fā)展。
滕錦光介紹,香港理工大學(xué)已于近日成立“深空探測研究中心”,未來將不遺余力培養(yǎng)更多香港青年科研工作者,鼓勵他們不斷創(chuàng)新、勇敢追夢,成為點亮國家航天事業(yè)道路上的熠熠星光。
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