■本報(bào)記者 王之康

日前，火星探測(cè)器天問(wèn)一號(hào)成功著陸火星。中科院空天信息創(chuàng)新研究院遙感科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室行星遙感團(tuán)隊(duì)（以下簡(jiǎn)稱行星遙感團(tuán)隊(duì)）在北京航天飛行控制中心（以下簡(jiǎn)稱北京飛控中心）見(jiàn)證了這一歷史時(shí)刻。在短暫的激動(dòng)之后，團(tuán)隊(duì)帶頭人邸凱昌隨即又和他的同事們投入到下一步工作當(dāng)中——為祝融號(hào)火星車巡視探測(cè)保駕護(hù)航。

“我們團(tuán)隊(duì)的研究方向是行星遙感，或者叫深空探測(cè)遙感。”邸凱昌告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，具體而言有四個(gè)研究方向，即行星攝影測(cè)量、行星表面遙感探測(cè)、行星地質(zhì)過(guò)程機(jī)理與比較行星學(xué)、遙操作環(huán)境感知與導(dǎo)航定位。“簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，這四個(gè)方向分別解決在哪里、是什么、為什么以及怎么探測(cè)的問(wèn)題?！?/p>

在此次天問(wèn)一號(hào)探測(cè)任務(wù)中，行星攝影測(cè)量技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于著陸區(qū)制圖與形貌分析從而支持著陸部分，遙操作環(huán)境感知與導(dǎo)航定位技術(shù)也將在巡視探測(cè)中發(fā)揮重要作用。

據(jù)邸凱昌介紹，目前國(guó)內(nèi)遙感領(lǐng)域從事這個(gè)方向研究的人并不多，而他們團(tuán)隊(duì)十幾年來(lái)卻始終堅(jiān)持這個(gè)方向。他們“面向國(guó)際學(xué)術(shù)前沿開(kāi)展研究，面向國(guó)家重大需求開(kāi)發(fā)行星遙感制圖與導(dǎo)航定位關(guān)鍵技術(shù)”，是因?yàn)椤盀閲?guó)家重大工程作貢獻(xiàn)是一件令人非常自豪的事，更是為了中國(guó)走向宇宙更深處”。

從無(wú)到有

這一切，要從13年前說(shuō)起。

2008年7月，剛剛歸國(guó)的邸凱昌，在中科院遙感應(yīng)用研究所（現(xiàn)為空天信息創(chuàng)新研究院）任研究員，并與剛剛博士畢業(yè)的劉召芹、岳宗玉組成了行星制圖與遙感研究組。

當(dāng)時(shí)中科院遙感應(yīng)用研究所和國(guó)內(nèi)測(cè)繪遙感界的遙感應(yīng)用基本都是對(duì)地觀測(cè)，對(duì)月球和行星遙感的研究和應(yīng)用十分薄弱。而在他回國(guó)前的5個(gè)月，“嫦娥三號(hào)”工程已經(jīng)正式立項(xiàng)，大力發(fā)展月球與深空探測(cè)勢(shì)在必行，這就要求行星遙感研究與應(yīng)用方面必須實(shí)現(xiàn)突破。

“可以說(shuō)，當(dāng)時(shí)在國(guó)內(nèi)開(kāi)展行星遙感研究，挑戰(zhàn)非常大，但同時(shí)也充滿了機(jī)遇。”邸凱昌說(shuō)。

在回國(guó)的第二年，邸凱昌就在國(guó)家自然科學(xué)基金、“863”項(xiàng)目等的支持下，招收了2名博士生和2名碩士生，開(kāi)啟了行星遙感方向的研究。

“邸老師要求很嚴(yán)格，雖然我當(dāng)時(shí)是研一新生，但也必須每周回所里參加組會(huì)，經(jīng)常開(kāi)會(huì)推公式、討論問(wèn)題?！比缃裨趪?guó)家遙感中心工作的劉一良博士回憶道。

這一點(diǎn)也得到了團(tuán)隊(duì)副研究員彭嫚的驗(yàn)證：“那時(shí)候，國(guó)內(nèi)做行星制圖的人很少，沒(méi)什么參考資料，相關(guān)網(wǎng)站和論壇上的解釋也是只言片語(yǔ)，我們都是討論推測(cè)出各種方案，再進(jìn)行編碼開(kāi)發(fā)?！?/p>

也就是在那一年的8月，作為國(guó)內(nèi)最早專注于行星遙感的團(tuán)隊(duì)之一，他們正式成立了行星制圖與遙感實(shí)驗(yàn)室，并確定了后來(lái)的四個(gè)具體研究方向。

從嫦娥到天問(wèn)

行星遙感團(tuán)隊(duì)成立伊始，在方法技術(shù)研究上就瞄準(zhǔn)了支撐我國(guó)月球與深空探測(cè)重大工程任務(wù)。

為更好地測(cè)試和驗(yàn)證所研發(fā)的視覺(jué)導(dǎo)航定位與環(huán)境感知關(guān)鍵技術(shù)，行星遙感團(tuán)隊(duì)搭建了月球車1.0版本，并配備了立體相機(jī)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、羅盤(pán)和雙自由度云臺(tái)等儀器，可以實(shí)現(xiàn)一定的障礙翻越。

“我們當(dāng)時(shí)進(jìn)行了多次野外實(shí)驗(yàn)測(cè)試，為了和深空環(huán)境保持相似性，每次野外實(shí)驗(yàn)都選在冬天。”團(tuán)隊(duì)助理研究員萬(wàn)文輝告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，“那時(shí)候還沒(méi)有各種外賣App，大家每次吃飯都是面包就著礦泉水和呼嘯的北風(fēng)，在野外一待就是一天，晚上要盡快處理數(shù)據(jù)，確定行車軌跡和路線，有時(shí)候還得返工?！?/p>

最終，在這樣密集的測(cè)試下，行星遙感團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的算法和軟件成功通過(guò)了工程應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

2011年12月，以行星制圖與遙感實(shí)驗(yàn)室為載體，中科院遙感應(yīng)用研究所與北京飛控中心聯(lián)合成立了深空探測(cè)遙操作聯(lián)合研究中心。從此，行星遙感團(tuán)隊(duì)與中國(guó)探月工程結(jié)緣，一同走過(guò)了近十年時(shí)間。

其間，他們力求“嚴(yán)肅認(rèn)真、周到細(xì)致、穩(wěn)妥可靠、萬(wàn)無(wú)一失”，為探月工程的成功開(kāi)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

也正是憑著這種精益求精的精神，他們贏得了中國(guó)首次自主火星探測(cè)任務(wù)中的著陸區(qū)環(huán)境感知和火星車視覺(jué)導(dǎo)航定位等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)任務(wù)，繼續(xù)在天問(wèn)一號(hào)任務(wù)中攻堅(jiān)克難。

從工程任務(wù)到前沿探索

不過(guò)，正如邸凱昌所言，他們“不僅做關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)支持工程任務(wù)，也面向世界行星科學(xué)前沿，始終如一地進(jìn)行科學(xué)探索”。

比如，2013年，行星遙感團(tuán)隊(duì)與美國(guó)普渡大學(xué)H. Jay Melosh院士及其團(tuán)隊(duì)合作完成了月球撞擊坑研究成果。

這被認(rèn)為是行星科學(xué)研究的重大發(fā)現(xiàn)，而研究人員以第一單位、第一作者在《自然—地球科學(xué)》上發(fā)表論文，這在當(dāng)時(shí)的中科院遙感與數(shù)字地球研究所（原遙感應(yīng)用研究所）是一個(gè)突破。

論文第一作者、團(tuán)隊(duì)研究員岳宗玉介紹道，這項(xiàng)研究不僅以定量化的方式分析了哥白尼撞擊坑中央峰物質(zhì)的可能來(lái)源，也為尋找可能的隕石殘留物提供了關(guān)鍵信息。

除此之外，行星遙感團(tuán)隊(duì)利用“嫦娥四號(hào)”就位探測(cè)影像與光譜數(shù)據(jù)，在著陸區(qū)馮·卡門坑地形演化、著陸區(qū)礦物、著陸區(qū)太空風(fēng)化與月壤成熟度等方面取得多項(xiàng)成果和重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于認(rèn)識(shí)月球背面地質(zhì)演化歷史和深部物質(zhì)具有重大意義，其研究成果還入選了國(guó)家航天局公布的“嫦娥四號(hào)”原創(chuàng)性成果。

在邸凱昌看來(lái)，正是因?yàn)楣こ虘?yīng)用和科學(xué)探索兩方面的成果相得益彰，才使行星遙感團(tuán)隊(duì)確立了在國(guó)內(nèi)外行星測(cè)繪遙感領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)地位。他們也將繼續(xù)在兩方面都努力下去。