[龚惠玲]:各位嘉宾、各位朋友、还有新闻媒体的朋友们,大家上午好!

我是国家科学图书馆的馆长助理龚惠玲。国家科学图书馆近年来加大了科学文化传播服务,因为普及科学知识、弘扬科学精神、传播科学文化是科技界的社会责任,也是我们国家科学图书馆义不容辞的责任。我们也是充分发挥了我们传播文化平台的优势,联合中国科学院院内各个研究所,包括社会各界开展一系列的科学传播活动,得到大家的拥护和支持。

在今天这样一个时刻,在“嫦娥再奔月  华夏续新曲”的时刻,在我们举国欢庆的时刻,我们很高兴国家科学图书馆又能联合探月工程部举办这次活动。下面,请允许我介绍一下参加本次活动的领导。他们是中国科学院探月工程总体部主任、国家天文台党委书记兼副台长刘晓群;中国科学院探月工程总体部副总工程师、嫦娥工程地面应用系统总设计师李春来;嫦娥工程地面应用系统副总指挥刘建忠;嫦娥工程地面应用系统数据管理分系统主任设计师左维;国家科学图书馆党委书记、副馆长许平。谢谢!

今天出席活动的还有中国科学院中科院天文协会,北京工商大学北极星天文学会、中国人民大学天文社、北京师范大学天文学社、北京大学青年天文学会、中国农业大学科技学会等的朋友们,欢迎你们!

今天参加我们这项活动的媒体有中国科学院网站的现场直播,还有来自《科学时报》、《北京晚报》、《北京晨报》的朋友们,谢谢你们,欢迎你们!

下面,在我们对话开始之前,先有请国家科学图书馆党委书记、副馆长许平女士致辞,大家欢迎!

[许平]:大家上午好!我今天很高兴的看到了在座的同志们都是利用周日来听讲座。而在这里面除了年轻人,还有两鬓白发的长者,我感觉到很兴奋。因为中国的科技界需要大家的共同关注和支持;同样,我们的科学文化传播是人的整个知识层面、整体素质的再提高的一个很好的机会。国家科学图书馆有这样的场地,有像国家天文台这么好的合作单位,相信我们的科学事业和文化事业都能得到同时发展。

今天我想首先代表我们的主办方,组织这次“嫦娥再奔月  华夏续新曲”的科学人讲坛的对话活动主办单位,包括中国探月工程总体部、中国科学院总体部,国家科学图书馆,国家天文台,对参加本次活动的所有来宾,包括媒体的各位朋友,表示热烈的欢迎!

大家知道,在今年的10月1日,中国的探月工程再写辉煌。之所以说再写辉煌,是因为继2007年一号探月之后,我们嫦娥二号在西昌成功发射。在10月27日,嫦娥二号任务获取了月球虹湾的图象数据,分辨率达到了1.5米的高分辨率。11月8日,嫦娥二号的月球湾局部的图片正式发布。中共中央政治局常委温家宝总理出席了揭幕仪式,并亲自揭幕。至此,应该说中国的探月工程嫦娥二号任务取得了圆满成功。

今天,在离嫦娥二号月球虹湾成像揭幕刚好4天的时候,国家科学图书馆与中国科学院探月工程总体部、国家天文台共同策划设计了这场“嫦娥再奔月  华夏续新曲”的活动。这个科学对话活动也可以说是我们在这里“再次相聚”。因为2007年12月21日,当嫦娥一号传回影像图的时候,我们也是和总体部、地面应用系统、国家天文台共同在这儿组织了“嫦娥奔月 华夏盛举”的对话活动,当时应该说引起了社会公众和有关媒体的强烈反响,把科学变为活的知识,使得受众都能认识科学,体会它的意义和发展。

今天邀请到亲自参加探月工程项目的组织者和专家,为大家讲述嫦娥二号月球虹湾成像的具体情况,以及解读虹湾成像的意义,以及共同探索我们国家的太空前景。

在此,我们还有一个节目要与大家要共同分享,就是根据嫦娥一号传回的数据,制作中国人自己月球仪的喜悦。我们也希望,通过这次活动,使得社会公众对中国探月工程的认知更加的丰富、更加的深入;也使得各位朋友们在了解探月过程新进程的过程中,获得新的知识的收获和新的喜悦。当然,接着我们刚才讲到的,国家科学图书馆是一个公共的文化传播平台,我们也希望能够进一步的和我们在座的各位社会公众互动,包括得到我们的合作单位的支持,更好的利用我们这个平台,共同开展各种形式的科学文化传播,最终的目的,为我们国家的科学事业、为中国文化产业的繁荣、为提高全民素质做出我们应有的贡献。

最后,代表主办方再一次向各位出席今天讲坛的来宾,以及朋友们,新闻界的朋友们表示衷心的感谢!预祝今天的活动取得圆满成功。谢谢!

[龚惠玲]:谢谢!谢谢许女士的致辞,刚才说到,2007年的时候也是在这里有过第一次的活动,我想今天专家们会带来更多新鲜的、不同的故事。今天的活动有一个特点,我们会留比较多的时间给予观众,让你们主动跟专家互动,由你们主宰互动的内容,包括你们想提什么问题,你们的提问热烈激情,专家的回答也会热烈激情。

下面,欢迎专家团队。中国探月工程总体部主任刘晓群率领他的专家团队上场,有请!

[刘晓群]:大家好!今天我和我的同事很高兴能够来到这里,和大家做一个交流。

首先,我和我的同事对各位关心、关注和支持中国的探月工程表示感谢,也对国家科学图书馆精心组织这场活动表示感谢。今天我们想这样做一个安排,首先,我给大家简单的介绍一下中国的探月工程,以及嫦娥二号的主要任务。然后,请我们李春来给大家展示一些我们利用嫦娥二号的影像数据制作的一些新的月面的影像图,这些图可能有的媒体已经发过了,可能有的也是第一次借这个机会呈现给各位。

下面,我先给大家做一个介绍。

我主要给大家介绍两部分的内容:一个是关于中国的探月工程,二是关于嫦娥二号的一些主要情况。

大家都知道,五天之前,10月8日,国务院总理温家宝、副总理张德江等领导同志出席了嫦娥二号任务虹湾月面揭图仪式。按照领导小组的要求,嫦娥二号虹湾影像图的发布标志着嫦娥二号探月工程的成功。

关于月球探测,现在很多国家应该说是掀起了新一轮的探月工程。我国月球探测工程的实施,是党中央、国务院、中央军委着眼于发展全局、把握发展大势、推动发展事业、促进创新进步,提高综合国力而做出的一项重大而英明的战略决策。月球探测工程是继人造地球卫星和载人航天之后,中国航天事业发展的第三个里程碑,同时,这也是向深空探测迈出的第一步,除了探月以外,现在在我们国家,火星探测、金星探测已经提到了日程。

中国的探月工程发展战略简单讲就是“大三步、小三步”。大三步是探、登、住,在探的里面主要是月球探测,探里面又分了小三步,也就是我们现在说的探月工程一期、二期和三期。一期是环绕月探测;在07年已经圆满结束;但是一期获取的科学数据后续的研究工作还在继续。二期就是我们现在嫦娥二号任务开始的二期工程,是要实现月球的软着陆和循序探测,这个工作初步计划在2015年前后要完成。三期是回,就是自动取样,取样返回,这个就是我们要中国的探月卫星在二期里面实现了软着陆,三期里面不仅要软着陆,还要自动取样,还要带回地球。

在探月工程的组织架构上,二期和一期都是一样的,工程总体之下分成五大系统,这里面包括探测器系统,包括卫星、工程载荷和有效载荷;另外有测控系统,主要是负责卫星发射和环绕期间的测控;第三个是发射场系统,主要是负责卫星的发射;第四个是运载火箭,运载系统主要是负责火箭的研制和生产;最后一个是地面应用系统,地面应用系统主要是负责组织提出每一期工程的科学目标,然后负责数据的接收、处理,以及组织后续的科学应用,在卫星进入场馆期间负责有效载荷的控制。

那么,从中国科学院来讲,我们现在主要是参加了三个系统的工作:第一个就是地面应用系统,就是由国家天文台独立承担的一个大系统。第二个是探测器系统里面我们在嫦娥一号和嫦娥二号的有效载荷里面全部是由中国科学院所属单位来承担的,也就是说卫星上搭载的科学探测仪器全部是由科学院来承担。第三个工作是测控系统里面我们有一个分系统,在探月一期里面成功的应用于我国航天工程的深空测控,这也是一个基础研究的积累,支持我们国家重大工程的一个典范。

探月一期是04年2月份立项,07年10月24号成功发射,09年3月1日受控撞月,超额完成了一期的任务。一期里面我们应该说取得了一系列的科学成果,对公众来讲比较有意思的是,我们第一次由中国科学家利用嫦娥一号的月球探测数据对月球的地理实体进行了命名,今年的8月2号,国际天文学联合会得到批准。这标志着国际社会对中国探月工程的认可。我们命名了三个:毕昇、蔡伦、张钰哲。前两位大家都熟悉了,张钰哲是紫金山天文台的首任台长,张老先生以满腔的热情把第一颗发行的小行星命名为中华星,也正是他对中华星的发现,开创了中国人发现小行星的历史。

探月工程二期包括嫦娥二号、三号、四号,08年立项启动。其中嫦娥二号卫星是探月工程二期的先导星。二期的主要任务是突破月球软着陆,月面巡视勘察、深空测控通讯与遥控操作。嫦娥二号的着陆器上装有一台天文望远镜,也就是说我们第一次尝试在月球上实现了天文观测。

探月工程二期就是要采样返回。它的主要任务就是在研制方面要返回探测器小型返回舱,机器人操作臂等等,包括月面起飞、在月球轨道对接,然后再返回地球,再入大气层等等有一系列的关键技术。另外,我们很重要的是,在三期里面,要采集月球样品,然后进行更深入的试验分析和研究,深化对地面系统的起源和演化认识。这是简单给大家介绍一下我国的探月工程情况。

那么,嫦娥二号来讲,很多朋友都知道,它是嫦娥一号的备份星改造,作为嫦娥二期的先导星。嫦娥二号卫星应该说它继承了一号卫星很多成熟的技术,同时根据任务要求,也成功的进行了在工程方面六大关键技术的实验,这里面包括对嫦娥三号备选着陆吸进行高分辨率的成县试验,另外要突破运载火箭,直接把卫星发射到地球轨道,这跟一号不一样,一号是绕着地球转了三圈才奔月,这次是直接进入轨道。另外还要进行深空测控;我们还要验证100公里月球轨道的捕获技术,还要验证100公里×15公里轨道激动与快速测定轨技术等等。

刚才讲了工程上的六个关键技术。那么,嫦娥二号的四个科学目标是获取月球表面三维影像,分辨率优于10m;第二个是探测需求物质成分;第三个是探测月壤特性;第四个是探测近月的环境。

CCD立体相机,这是由中科院西安光机所研制的,希望通过这个相机获取高分辨率的月球影像,并且获取数据。一个是为后面的软着陆进行详查,另外也是对月球的构造和研究提供原始资料。第二个是利用高能所和紫金山研究所研究的射线谱仪。第三个是用微波探测。第四个是利用太阳高能粒子探测器和太阳风粒子探测器获取月球的数字。

这是这次嫦娥二号卫星探月轨道,这张图是相机对月面成像的示意图,这个是数据传输的示意图。

那么,二号有一些重要的时间,做一些简单的回顾。10月1日,18点59分,卫星在西昌成功发射。2日12点25分,成功实施第一次中途修正。6日至9日之间,实施了三次近月制动。最后一次制动,卫星准确的进入了100×100公里的环月轨道,飞行周期大概是118分钟。卫星搭载的有效载荷开机。10月26日至29日实施了卫星将轨,进入了15×100千米的试验轨道,这个期间完成了三轨试验成像和16轨正式成像。29号,卫星回到100×100千米的工作轨道。11月2号以后,嫦娥二号卫星进入场馆,开始了后续的科学探月任务。

这张图是进入15公里环月轨道以后一共做的19轨的位置,这个是虹湾,刚才讲了三轨试验数据,这三轨数据在这儿,从东往西正式成像16轨数据,一会儿我会讲,最后一张图是在这里面的哪一轨的位置。

这是宏观的详细图,这些图全是嫦娥一号数据做的,为什么要在虹湾来成像?首先,虹湾它是我们嫦娥三号的备选着陆区之一。对着陆点的选择有几个基本的要素:一是地形平坦,保证降落的安全;一会儿李总师会给大家讲这个图,因为我们15公里成像的时候,因为当时的分辨率大概是1.3米,4米左右的环形坑和2、3米大的石头块都清晰可见。所以,如果不清,我们的着陆器落到石头上翻掉了,我们的任务就失败了。因为它只有稳稳的落到月面,还要把月球车开出来。二是要能源供应。因为大家知道,是靠太阳能供电的,着陆器也是如此,所以要保证足够的阳光。三是要保证通讯畅通。一定要落到月球的正面,如果落到背面我们是没有办法跟它对话的。再一个是科学研究价值高等等。在虹湾地区还没有任何国家的探测器在那儿降落过,它有比较高的科学研究的价值。

这是一个简单的处理流程。数据接收是由密云和昆明的两个地面站同时接收,传到国家天文台的工程地面应用系统总部,然后进行一个流程,然后就拿到了这样的图。

这张图是我们真正经过探月工程领导小组讨论的嫦娥二号虹湾局部影像图的标准图。温总理发布的时候就选了这一块。其实这不是一个完整的图。这张图大家都很熟悉了,一会儿我们李总师会介绍。这张图的后部是在这一轨数据里面的这一段,是从这一段里面截出来的。这一组数据在虹湾区的位置是在这儿,应该是正式成像第9轨,大概是8、9轨这样子。右手的这张图是根据我们获取的数据做了一个三维景观,我不知道大家看起来有没有很适应,这本来是坑,但是很多人反映说我们看到的都是包,但是你这看这张图就可以看到是坑,这里面有一定的原因,因为我们习惯阳光是从上往下照的,这张是阳光这么照过来的。

这几张图是获取的其他一些图像,李总待会儿会专门给大家展示一些其他的图像。

谢谢各位!

[李春来]:各位领导、各位同学、各位朋友,我补充一下刘主任的发言,主要是以展示嫦娥二号的一些探测成果为主,给大家汇报一下嫦娥二号最新的进展。

我原来是想比较系统的讲,但是由于时间原因,就主要以展示图像为主了。

嫦娥二号的飞行跟嫦娥一号有很大的不同,嫦娥一号的时候,采用的火箭是没有助推的火箭,只有一个星级,所以他用了一定的时间在地球上加速。不是因为我们没有很的火箭,而是我们第一次去月球,为了安全可靠,就像摸着石头过河一样,要慢慢来,以保证稳定和可靠。

有了嫦娥一号的经验后,嫦娥二号就大胆了,采用了两个助推的火箭,这两个火箭的推力大多了,可以它送到200×36万公里的大椭圆。嫦娥一号的时候我们花了将近十天的时间到达月球,嫦娥二号只用了五天的时间到达月亮。实际上我们发射的时间是10月1号18时59分57秒,比新闻联播早3秒,新闻联播开了一个小窗口,直播嫦娥二号的飞行。这是新闻联播创的记录,过去从来没有这样的事,只有这次开了一个小窗口,新闻联播还在唱曲子的时候有已经有这个了,比新闻联播早3秒发射。

10月6号,月球捕获,进入这样一个大椭圆轨道,就是进入月球的范围。到10月9号,我们通过两次制动,第一次是100×800,然后再进入100×100的轨道。10月16号,我们进入了一个100×15的椭圆轨道,这是进行试验成像。

在这个期间,嫦娥二号实际上最紧张的时候就是在奔月的过程和最后它进入轨道,只要一旦进入轨道,我们就比较松一口气了,这里面我们一点都没有闲。这里可以展示一下嫦娥二号奔月过程当中的一些事,主要是三件:

第一,我们的飞控要保证嫦娥二号按照我们预定的轨道飞行,首先我们要测准位置,这样我们才能控得稳,要让它完全按照我们预设路线走,不要偏离路线,所以我们进行了一次修正,后面就没有修正过了,因为我们测得准、控得稳。

第二,我们进行了科学探测,嫦娥一号的时候由于各种原因,奔月的时候我们很多载荷都关机了,但是嫦娥二号的时候我们三个载荷开机,高能粒子探测器,太阳能探测器,在10万公里以后就已经开机了。

第三,我们一路开启了很多试验,包括卫星上的关键部件、定向天线等等。这里给大家分几个动画,用监视相机拍的图像。

这是在大约发射40分钟以后太阳仪展开的图像,这是我们国家第一次在空中实施拍摄的情况,然后传回来进行分析。通过这个图象我们可以看到,太阳仪在中空里面振动的频率是多少、振动的幅度有多大,这些数据可以为我们天线、卫星力学的设计提供非常好的参考。

第二个是在大约10万公里左右的时候,我们试着拍了一下地球,回头看地球是什么样子的,这是10万公里以外第一次看到地球的景象。因为我们的神州、卫星,一般来讲是380公里的高度,一般气象卫星太阳同步轨道是800-1000公里的轨道,我们的通讯卫星它不照相,在4万公里。所以,这是我们最远的地方看地球,这是用我们中国人的眼睛看的。这个地方是北美,半岛的地方是墨西哥的西面,加利福尼亚州的南面,墨西哥的一个海峡,这块就是太平洋。当然,还有一些别的图片,时间原因就不展示了。

第三个给大家展示一下卫星的重要部件,就是星地连接的天线,是一个定性天线,在执行任务的时候,对我们地面系统的40米、50米两个天线对上话,它要指向地球,指向我们的40米、50米天线,这个时候它要运动,运动的时候我们要拍下来了。

这个是地球,因为在传输任务开始的时候,这个天线要指向地球,我们把指向地球的过程中照出来了。实际上是一个很简单的相机,这是要拐弯,要转向地球了,每秒是1帧的画面。

第四个再请大家看一下,这是我们在离地球26万公里到30万公里的地方照了一下月亮,离地球比较近,对着月亮照了一下,比较遗憾的是,我们第一次干这个事,这个相机比较简单,是一个定焦距、定视场的相机,所以对于曝光的侧面做得不是很好,对于主体的曝光不是很准确,我们可以在以后改进的时候应该考虑怎么预设一个小区域,然后来曝光,因为我们的测光没有人工指令,只能靠自动,如果曝光曝得好的话,月亮会照得很漂亮。

第五个展示一下我们第二次制动,在这个地方我们对于月球也进行了成像。这是离月球180公里左右开始拍的,过了一段时间,卫星飞到大约快到100公里的市我们就要到月球探测器进行刹车,刹车主要力量是来自于490牛的总发动机,需要点火,一点火,这里就会很热。这不仅仅是为了看热闹,温度、风度在地面是可以测的,但是在那里我们是没有这么高的测温器可以测的。所以,我们可以通过这个看看它的温度状况怎么样。

这是我们在逐渐的接近月球,最后要制动的时候,我们会有一个姿态调整。过了近月点的时候,发动机就开始点火了,我们把它慢慢调整到100×100公里的轨道上。这是一个点火的情况。

最后我们进入100公里轨道的时候,这也是在接近月面的时候,我们看到我们的发动机,我们能够用这个小相机照到月球表面。这个分辨率我们算了一下大约是100左右的分辨率。现在姿态有一个转动,卫星姿态在调整,然后进入近月点的时候,发动机开始点火了。进入近月点之后,相机的姿态正好对着中空了,就看不到月球的表面了,等于是月球正好在我们的正下方。是这样一个过程。

所以,奔月阶段我们是最忙的,也是最紧张的阶段,但是有些过程和结果当时是不能报道的,所以这些图片都是等到第一幅图片公布的时候才能向大家展示。

11月13号的有效载荷开机,因为所有的数据都需要卫星发射,需要接收。到底接收速率多高,都需要验证。

地面应用系统,这里有两个地面站,50米天线和昆明的40米天线,数据接收下来之后送到国家天文台的地面系统总部来进行一个处理和分析。嫦娥二号的仪器,看起来是科学仪器,或者是有效载荷,实际上是一个相对的概念,也就是说承载的东西、最后要送上去的对象是什么?对于火箭来讲,它的有效载荷就是卫星,对于卫星来讲,它的有效载荷就是科学仪器。这七台仪器全部是由中国科学院的五个研究所来做的,看上去像一些小盒子,一共是7台。

到10月24号,真正激动的时刻是10月24号卫星相机开机。实际上在这之前,我们另外六台机器已经开机了,已经获取了一些数据,但是那些数据表达得都很抽象,可能大家不太关注。人类的眼睛获取信息量最大的还是靠信息量,所以最激动的是10月24号,我们CCD相机在100千米的轨道上开机获取图像。

我们看一下嫦娥二号开机的画面。这是在2010年10月24号零点54分18秒,嫦娥二号开始开机获取数据。这不是我们正式开始工作,是为了测试相机的工作状态,它的曝光量等各个参数是不是合适,不同的纬度它的工作情况要用什么样的调整?我们用了一个星期的时间把相机的工作时间摸清楚了,这是获取的情况。背景这头是背景影像图得到的,都可以在地面应用系统的网站免费下载,但是三维的下载不了,因为它的数据量太大,不仅仅是影像,还有一个地形数据,太大了。

获得第一幅图的快视,相机虽然说是照了,但是在相机里面演示时得到的投像是这样的画面,我们把相机获得的图像实时的传到地面应用系统的两个天线,天线再把它用光纤传到地面应用系统总部的大厅。按照数据来的先后,把它一条一条的排列下来,不做任何处理,叫“快视图”,实际上快视图的显示质量已经非常好了,说明相机工作非常正常,整个地面的处理也是非常好的,传输也基本上没有什么误盲。所以,从卫星、到测控、到地面接收整个工作流程顺畅,接口非常明确,而且各个方面的工作非常正常。

到相机工作正常以后,实际上后面我们进行了很大量的工作,我们用很多轨,用了18轨左右的图象,不同的地区、不同的工作状态、试验了各种相机的工作情况,用了两天的时间把相机摸清楚。之后,我们对虹湾进行相机成像,我们先做了试验,摸清楚之后再做了正式的成像。

跟日本、美国比较,一个投像的比较必须是同一个地方、同一个光照条件、通过的分辨率才能做一个客观的评价。如果不是这个条件,评价都是相对的。不管是用主观、客观还是对比的方法评价,日本的月神获得了一些10米图象,所以我们的7米图象可以跟它比;美国的LRO目前还在地球表面工作,它获得了1.5m的图象,它1.5m也是零零碎碎,不是很全。

主观比较和客观比较,我们嫦娥二号跟美国、日本是在同一个量级的,应该说在很多指标上,在四个最主要指标,三个都比它好一点。跟美国相比,四个主要指标当中,我们两个跟它们是相当的。因为这两个不好比,我们的光线是西南方向来的,日本的光线是从东南方向来的,所以两个方向不一样,所以图像就不一样,但是我们的清晰化比它好。这里是因为日本做了一些处理,而我们没有处理,所以它们看起来比我们干净一些。我们的CCD不行,我们的CCD是进口法国的,中国人航天级的CCD还没有,所以也期待以后致力于科学研究的人能不能用我们自己的CCD上天。日本的电子技术是没说的,美国的都比我们好得多。

从主观来讲,我们也比美国做得好。我们这里基本上没有什么处理,美国做了很多拉伸、噪声去除等很多处理。

虹湾地区我简单讲讲,这是我们月球正面、背面的影像图。我们永远只能看到月球正面,如果中央湾在这儿,左上角西北角半圆形的地区,236km,地形很平坦,这是我们做的一个三维景观图,可以看到是很平坦的。这里是拉普拉斯9公里的撞击坑,地形起伏大约是6公里左右。我们应用嫦娥二号的数据来看,它一点不平坦,相机是将近30公斤的照相机,焦距144毫米,用的是96级积分级数,反射阳光很小,我们用相机照出来的时候曝光率不够,所以我们要用96级的把它合成一张。数据传不过来,我们用了4倍的压缩,然后传下来的。

这里是7-8公里的宽度,7-8公里的长度,16-22公里的高度。第一幅图选出来的绝对在我们的范围。这些照的相都是在月球已经在我们的地平线之下了,进入欧洲、美洲视线范围当中照的相,最终用的是这个投像,大体位置应该在这儿,就是虹湾的分布图。

像元分辨率。虹湾地区的海拔相当于负3千米左右,最好的分辨率大约是将近1.2,最差的分辨率是1.53,公布的这幅图是1.307。这是光照条件,当时的光照是从西南方向129度来的,西南角是30度左右。

虹湾拍摄的动画给大家展示一下。每一次拍摄的时候,我们拍的图宽度大约是7-8公里,这两条象征的距离也是7-8公里左右。因为只拍摄65秒钟,大约是115公里的长度。如果温度超过45度以上的话,仪器会化,电子元器件非常敏感,所以超过45度的时候我们赶快降温,所以我们只拍了65秒,虹湾所有成像都是65秒钟的工作。而且拍照时间和传输时间不是同时,因为那样的话温度会非常高,所以我们是关了相机之后再往下传。

这是虹湾快视。这个是当时快视显示的真正速度,是这么快,每秒钟要1300多,每一行曝光时间大约是78毫秒左右,所以它显得非常非常快。

拍完了以后,我们要把原始数据拿来选图图像。选一幅图像并不是一件容易的事。我们可以从这幅图当中可以看到虹湾非常平坦,一个是比较暗淡,另外它没有什么特色。你可以看到129公里的地方看上去没有什么意思。而我们发布图的时候一是要展示虹湾的面貌,但又希望好看,有点观赏性。一个是降落的时候希望很平坦,而科学展示的时候希望很复杂,所以我们很纠结。

这是我们当时选的,把有意思的、按照宽度和长度截下来,大家可以看看喜欢哪一图,我们可以评价一下每一幅图怎么样。这幅图看上去很乱;这幅图看上去很单调,没有什么东西;这张也是很单调,有一个稍微大一点的;这个很平均,但是找不到主题;这个只有一个,而且这个毕竟不太好看;这个图更乱了,乱七八糟的,而且不规则,不规则的东西没有什么美感;这也是。类似这样一些图要不然就是乱,要不然就是没有主题,要不然就是没有欣赏性,都是我们拿来作为侯选者的,这也是。这幅图实际上嫦娥三号在虹湾预先的着陆点有三个,一看到这个地方太没意思了,所以没有选;这里看到有一个隐性的撞击坑,我们觉得很有意思,但是最后也没有用;这个只有一个好点;这个图不规则;这个太乱了;这是在虹湾的南部,山海关,山和海交界的地方;这个也是太乱了,没有意思。

这是我们看到比较漂亮的图,背景比较干净。这幅图从影像的品质方面看,我们认为这个图曝光非常准确,而且我们是96次曝光再合成的图象,清晰度非常高,而且整个画面显得非常有层次,大、小非常好,清晰的表现了地貌,主要是由大大小小的撞击坑组成的,而且主题明显,而且有一个主要的视点,如果我们用环境分割或者是三七率算的话,它正好位于中下部,如果我们切的话,大概在1/3的地方,投像显得很稳重、庄重;另外,在上面单调的地方有一个亮点,是300米左右的撞击坑,亮度高一倍,这是比较新的撞击坑,表面还没有被太空分化,所以亮度很高,整体觉得这个图很活跃;另外,这个图保留了不完整的撞击坑,因为我们觉得什么东西都应该留点遗憾,残缺美。所以,从构图方面也具有一定的可欣赏性和艺术性,后面几乎没有人对这幅图提出异议,都认为它是最好的。

选定了之后我们要进行处理,不是说选定之后就不用做了,我们要进行校正工作。

校正工作分几步:一个是辐射校正,就是它的辐射量,因为曝光的时候各个地方曝光量是不一样的,还有相机是有12个通道,各个通道电瓶不一样的时候会引起竖的条纹,我们要处理成一样的。二是光度校正,不同的纬度光照角是不一样的,曝光度也是不一样的,所以我们要统一在30度的光照条件下。三是几何校正,CCD有一个坐标系、卫星有一个坐标系、月球有一个惯性坐标系,我们做图的时候要做到月末的坐标系,这样的话就需要一个几何定位。四是我们还需要做正式的校正,一个圆的茶杯,要从上往下看的时候才会看到一个圆,如果侧看的时候它是一个椭圆;所以,我们要把所有的地形纠正成从上往下看,所以是正式校正。

这样之后,我们才可以发布打印这样一个图象。但是数据出来之后并不是地图就出来了,制图学是一门非常古老而精确的科学,不是一个PS就能行的,所以我们还要制图。

制图的过程中首先需要确定图的幅宽,我们才知道它的比例尺,才能知道我们用什么数学投影,月球和地球都是一个西瓜或者是一个釉子一样的,你需要把一些浮面的东西变形,做变形处理,这就叫投影,实际上就是用数学公式使它变形成一张无缝的平面图,所以这需要一个专门的数学基础确定它的投影。

确定了投影之后我们就要裁图,使图怎么样达到美观。长和宽,整个图的图款应该有一个比例,最好的比例应该是一比根号二的比例,因为我们还有别的制图要素,我们切1:2的时候,保留了下面宝葫芦的样子,保留了这个缺憾美的小撞击坑,使主视点沉到我们的中心线以下。

制图完了以后,把几何的经纬度标出来,把比例标出来,把缩影精确的标出来,而且要把它位于虹湾的哪个地方标出来,再把它的文字加上,包括图的说明。图的说明经过了一个星期的说明,多一个字、少一个字都,数字有任何疑问都不能放上去。把图的信息、图的标题都放上去,这才是一张完整的制图。这也是一个具有数学基础的东西。

这个图下来之后,我们得到第一幅专门的图象、影像,这是我们最后用于发布的时候,他们为了看大一点,只切了这一点点,实际上并不是一个完整的图象。我们把这个图象跟别的图比了一下,这是戳额一号120米分辨率的分辨图象,这是嫦娥一号的,清晰度大的;这是日本10米分辨率的图象,象素点都看得见。这里大家不要误解,日本人发布图片的时候就可以看到这样,做得非常粗糙。我们嫦娥一号发布的图象出现了两个很大的撞击坑,出现了很大的风波,主要是我们工作做得不够好;但是日本发布的图象当中出现这种情况太多了,地球遥感里面,大比例尺以内应该做到一个比例以内,这是制图的规范,所以存在图的拼错是很常见的,但是日本出现这么大的差误是不对的。

当我们把地球数据做出来以后,也进行了一个地球的渲染,就可以做月球的影像。到目前为止,我们天天都在做实时影像的获取。今天下午1点57分,地面应用系统又将接受10轨左右的图象,今天接收的图象将是这一带的,现在已经覆盖得比较不错了,但是也留下了一些遗憾,偶尔事件可能会造成图象的丢失,我们会在下一个周期的时候慢慢补这些缝,所以数据获取并不是一次可以得到,数据下来之后要获得一个非常完美的图也需要非常长的时间。嫦娥一号我们用了五个月的时间,嫦娥二号我们认为我们水平再高、流程再好,也至少需要三个季度到一年的时间才能把所有的图象做出来,当然能不能全部获取又是另外一码事。

下面我展示一下没有公布的、嫦娥二号获得的一些图象。这是我们出了虹湾以后的一个图象,这是月球南极的一个局部图象。图象处于非常高的角度,然后非常细腻,撞击坑的壁和这些纹路、小石头都可以看得非常清楚,这些石头大约应该是在20米左右,这个实际上在我的屏幕上更好,许书记的屏幕还需要进一步的改进,把精度更好的提高才能更好的展示。

这是局部的图象。日本在月神的时候也公布过局部的图象,但是我们认为我们的图象震撼度比它强得多。这个是背面,因为月球是没有大气的,我们地球是有大气,所以有很多散射光可以在没有太阳光照的地方,月球在没有太阳光照的地方一点都没有,但是它通过反射也可以使阴影区里面有一些信息,隐约可以看到里面的地理地貌。

这幅图是一个典型的撞击坑;这是两个撞击坑。这个尺度都是10来公里的尺度;这是月溪边上的撞击坑。嫦娥一号的月溪基本上看不见。这是一个林耐撞击能,可以看到,撞击坑边上可能有波状物,我们研究了很长时间,后来认为,这是冲击波传播时候产生的堆积物,表示一个波纹的味道。这是一个月溪,看起来有点像鸡爪子。这是一个峭壁,我们没有命名,这是一个卡西尼,看上去是一个非常标准的撞击坑,边上有一个很小的撞击坑,公里面积大约是5公里左右。这是提麦奥斯影像图。这个是发现的很漂亮的辐射纹撞击坑,这一个命名了,而周围的两个没有命名,后面可以再命名。这个丹聂耳撞击坑,我们调过头来,大家看看像个什么?像个月?给大家演示一下,如果我们换个字体,用经文,就是周朝大量的铜鼎上面的钟鼎文,跟这个“月”字完全是一回事。这是阿波罗15的着陆点,我们后面把阿波罗15月球车着陆的地方标出来了。这是阿波罗17的着落区,阿波罗17是降落在一个峡谷里面,正好是往海这个方向走的地方,我们还有另外一个图,我把它放大,能看到两个黑点,用美国0.5米分辨率阿波罗17发射完了之后,月球留下了一些发射塔,大约是12米左右的直径,在我们7米分辨率里面能看到2-3个象素,能看到阿波罗17的残留物,就在这个地方,在三角形里面。但是如果我们没有美国0.5米的分辨率图象是找不到的,但是日本的图里面是找不到的,所以我们从这个图中也可以跟它PK一下。

这是嫦娥二号10月24号0点54分18秒开机的图象,这是真正的开机图象。还有一些我们正在做的图象,这些图象更没有发布了,而且只有编号,没有做任何处理,给大家放一放,好儿。像这个月溪;这个是完整的破碎撞击坑;这是辐射纹;这是复杂的月溪和撞击坑,纠结在一起,很复杂的地貌;这是一个撞击坑,也不知道怎么形成的?这个是像眼睛歪着的人头,这都是一些好玩的撞击坑;这个看起来像一个动物、动漫还是一个尾巴的,都很好玩的;这是一个撞击坑的一个链;这是一个很漂亮的辐射纹;这是一个很完整的撞击坑,比较古老;这是月溪很发达的地区;这是一个锥形撞击坑;这是撞击坑里面的面貌;这是拍到很多碎石,我们后面查了一下,好像是某一个撞击坑的辐射纹,所以很多新鲜的石土;这是新老撞击坑,新的撞击坑把老的撞击坑破坏掉了,都还没有命名;这个撞击坑里面的地形挺有意思的;给大家展示一下,有的东西我还说不出来,都是很复杂的图案,可以把图片放在网上,大家去命名。我们每天都在获取新的图象。

但是我们处理的时间是有限的,需要慢慢的处理,而且是非常严肃的科学数据,按照数据的规则,不严肃的那些可以公布,大家可以登陆这个网站,是左维设计师负责的,http://Moon.bao.ac.cn

谢谢大家!

[龚惠玲]:非常感谢。刚才大家听了刘主任给我们讲了探月工程的全体概况;李总又给我们展示了嫦娥二号的最新进展、最新成果,特别是展现了一些珍贵的影像资料。我想大家的心情很激动,有很多问题需要跟大家交流。下面,有请刘主任带领您的团队一起上台,跟我们的观众进行互动交流。

[刘晓群]:我还要再补充一句话,看来是我们讲得多了一点,刚才李总很重要的讲述过程之外突出了两件事情:第一个是在我们奔月过程中三个小相机发回的一些照片,包括太阳翼展开,包括地月转移过程中照地球、照月球,这些照片应该说是我们中国科技工作者第一次获取的。第二部分内容是很重要的,就是我们春来总师向大家介绍了由温总理揭幕的这张图产生的作用,就是温总理发布的虹湾局部影像图是怎么产生的,怎么生产出来?还展示了我们获取的其他一些图片。

要注意什么呢?因为也有人问过我们,你们制作的虹湾影像图,上面又有坑什么的,是不是一定要往那儿着陆等等。刚才李总讲了一句话,这是一个矛盾。我们展示给公众的希望内容比较丰富,从月球研究来讲也希望它比较丰富;但真正要着陆,希望它更平,石头比较少,不要有太大的石块。

给大家做了一个补充,因为我们讲得时间长了一点,估计也就能回答十个问题了。

[观众]:请问月球上的河床多吗?

[刘建忠]:你说的河床应该是水层的地物,月球上现在看起来还没有液态水的流动,可能有水冰的存在,但是没有液态水的流动,应该说在月球上是没有河床的。

[观众]:我想问一下嫦娥二号卫星的动力,除了有太阳能之外,还有什么?谢谢!

[李春来]:这个应该是卫星的,嫦娥二号的动力组,来自于光电转化,就是由太阳能光板提供产生电,上面有电池,充电,然后再转化成二次电源,所以它就只有太阳能电。

[观众]:老师好,我是来自北京师范大学天文学社。问两个问题:一个是您刚才提到嫦娥二号上搭载了一个天文探测的仪器,能不能简要介绍一下这个仪器?二是我们看到嫦娥二号镜头成像是非常非常好的,这个技术有没有可能民用化,作为摄影使用的技术,什么时候可以转化过来?

[刘晓群]:先解释一下,我说搭载了一个望远镜那是三号,不是二号,三号还没有发射呢。第二个问题,我们的数码相机很多技术都是源于一些高技术的发展,你刚才看到的那个相机,我们李总在,我相信是一定能够民用的,一点问题没有。我们在地面做成像试验就是当相机用的,但是为什么现在不能民用?因为太贵了,一般用不了。

[观众]:北京工商大学应用物理学的。我想问一下,中国推力最大的是长三引擎,我在图片上看到,中国现在研制一种跟欧洲航天局202-5火箭相当的火箭,不知道这种火箭什么时候能够研制出来?

[李春来]:实际上这个问题不在范围之内,现在长征火箭系列,一般是长二系列、长三系列和长四,长一基本上转化成导弹了,最大运载能力还是长二,它可以把九吨左右的东西送到地轨;但是如果想要打高轨,确实需要长征三号乙,在长征三号甲的话,绑四个助推器,运载多少我记不住了,大约是4吨多。我们新一代运载火箭按照现在公布的计划,应该是2014年以后可以用,可以研制出来,跟现在的202-5差不多。原来我们的发射塔都是建在山沟里面,在北京做好了以后,需要火车运,火车宽最多是3米,要不然不能运,所以我们就做成狭长的。现在我们在海南做,从海南用船运出来,用船运直径不会受到限制,所以我们就可以做粗短型的,各个方面的器重会比较好。

[观众]:各位专家好,我是中科院的研究生。请教两个问题:一是对虹湾的检测会持续到什么时候?会不会提前很早选了一个着陆点,但是之后月球地貌会有变化?二是以我们现在的发射和测控能力来说,能不能有效的控制一个第二个拉普拉斯点,153公里?

[刘建忠]:我们嫦娥三号目前的发射日期是2012年底到2013年初,2、3年之内月球地貌应该不会变的,现在选的到了2013年应该可以用的。

[刘晓群]:月球地貌的变化它是一个很宏观的适度,李总介绍的第一张图,一个新的撞击坑,很新。你说现在看起来是这样的,再过两年会不会变?不会变。

[李春来]:第二个问题不在我们的范围之内,就不回答了。

[观众]:我是中科院半导体所的。刚才看到照片很震撼,嫦娥二号的归宿,一个是落月,一个是回娘家,还有一个是回地球轨道。如果落月的话,能不能对下一步探测月球做一些工作?

[刘晓群]:嫦娥二号这次搭载了一个激光高度机,里面有一个激光器是上海厂生产的,里面有一个半导体椭圆就是半导体所研究的。

[左维]:我回答一下老师的问题,归宿的问题,刚才您也说了,有三种可能;但是具体怎么归宿,这个问题是未定,因为我们决定不了,是整个工程总体的决定。

[刘晓群]:前一段很多人都喜欢问这个问题,特别是媒体的一些记者,特别关心二号卫星到哪儿去,网上也发了,可能在讨论二号任务过程中也有一些说法,大体上归纳是三种说法:一个是飞出去,一个是飞回来,一个是撞上去;但是现在还没有定,现在还没有到讨论嫦娥二号归宿的问题。

[观众]:我是从河北邯郸来北京的,属于一个自由职业者。长期以来通过网上我看到很多人说,美国政府曾经在探月过程中发现了一些非自然的东西,猜测可能是以前的智慧生物在月球上有建筑什么的。我想随着中国探月的进一步深入,会不会发现一些非自然的东西,这种东西假如中国发现了,会不会像美国一样不向大众公布这些东西?

第二个问题是,我个人对网络比较感兴趣,我自己在网上做过一个小调查,在嫦娥二号贴吧,我问的是,咱们大家谁知道中国探月工程的官方网站是什么?大部分人都不知道。我个人有一个国际域名,WWW.探月.COM,我想送给咱们这边,但是不知道跟谁接洽?

[李春来]:非常感谢,很热情。因为我是学天体化学,过去做陨石这方面的,很多自由职业者、爱好者写书,对科学探索这方面很热情,我非常感动,也非常敬佩。

关于您提的第一个问题,因为人类对于自然的认识非常有限,人眼能接收到我们现在认识的宇宙大体也就是4%的比例,最大的量是通过我们的眼睛,光学波段,一直到无线电,到物质波,这么宽的范围4%左右;还有23%是按物质;73%是按能量;还有96%啥也不知道。所以,我们对于自然的探索任重而道远,我们现在认识到的东西也许是对的,还有很多没有认识到的东西也许是存在的,但是我们认识不到。

到目前为止,不管是美国、还是日本,还是我们嫦娥一号,还没有看到说什么非自然的东西,我们也期望发现,我们也正在期待着我们认识方面之外的东西,如果有这些东西,我们会跟大家分享。

第二个问题,网站的事,网站的官方网站应该是国防科工局的一个网站。至于你那个网站的域名,因为中国域名是在中国科学院网络中心管理的,如果我们需要的时候,我们愿意跟你们协商。谢谢!

[观众]:您好,我是北航北斗星学会的。我们老师给我们讲的时候,说嫦娥一号控制方面精度比预期搞了一个数量级,所以节省了很多燃料。这次嫦娥二号,计划是三次轨道修正,但是只进行了一次轨道修正,这会不会延长嫦娥二号的寿命?绕月轨道38万公里,应该有一定的延时,我问一下,控制主要是通过星上自主控制还是星地回地控制?刚才有一个阿波罗17号着陆点的情况,网上很多说美国探月是不是真的?你们可不可以给个确定的答案?最后一个问题,咱们中国探月时候经历了这么多总体规划,又是在月面进行这么多拍照图象什么的;但是美国40多年之前,阿波罗11号的时候,我认为没有这么先进的技术,它当时进行探月计划的时候是不是冒了相当大的风险?

[刘晓群]:你第一个问题实际上是讲卫星寿命的问题,它现在的设计工作寿命是半年,你是希望它长一点好还是短一点好?

[观众]:我希望长一点。

[刘晓群]:好,我们的希望跟您是一样的。

[李春来]:讲到测控的问题,你们北航有一个北斗星社的一位姓马的同学很清楚,所以你可以问问身边的同学。时延在空间上是固定的,月球是30多一点的公里,一个单程应该是一秒多一点的时延,光线电光是一样的。我们嫦娥一号撞月的时候,星上数据时间和地面接收到的时间做了一下,也验证了这一点。更多时延来自于我们处理这方面,数据处理,接受然后发回这部分的时延也是有的。

实际上对于操控有两种方法:一个是实时指令,我发一个指令,它马上动作;还有一个是延时指令,把时间点做好了,几点几秒你做什么事,它就到点做。两种进行结合。

[刘晓群]:时间关系,最后再请三位。

[观众]:各位老师好,我是来自西双版纳热带植物园学生态的,所以我对卫星的归宿非常感兴趣。这种卫星它飞出去、撞月了,造成的垃圾可能几十年、几百年之后会影响我们的环境?问一下各位老师,对太空垃圾的处理问题你们有没有什么看法?可能研究一些技术回收或者是什么其他方面的办法?谢谢!

[李春来]:你正好问到了一个太空垃圾或者是空间碎片的专家,我原来参与过这方面的工作。地球的空间碎片是很重要的,但是月亮上,嫦娥一号、嫦娥二号,还有低轨卫星不会一直呆在那儿,因为月球的重力差,不均一,会使它的轨道马上就变成一个椭圆、扁,一扁之后就会下降,很短的时间内就会落到月球表面,所以如果我不控制这个卫星,很短的时间内它就落下去了。所以不管是嫦娥二号,还是美国在月球上工作的都不用担心,它不会成为太空垃圾,但是会成为月球垃圾。这个问题非常复杂,一时我也讲不清楚,你可以到网上看看,太复杂了,我就不说了。

[刘晓群]:这属于另外一类的工作,在国家天文台有另外一支团队在从事空间碎片的工作。

[观众]:您好,我是来自北方工业大学天文社的,我想问一下,如果是嫦娥二号最终撞击月球的话,它无疑是把大量月球没有的东西带到月球上,会不会产生污染?前几天看到欧洲航天局探索木星,因为脱离轨道的原因,对木星产生了污染。

[刘建忠]:你撞到它的本身可以说是一个污染,包括我们卫星上带的一些燃料,但是没有大气层,漏出来,很快挥发到太空当中去了,对月球应该不会产生大的损害。

[观众]:请问月球上有没有植物?

[左维]:目前我们还没有发现有植物在月球上。刚才我们李总在上面讲PPT的时候,我身后的两位小朋友特别活跃,让发挥想象的时候说得也特别准。数据接收下来以后怎么样解释可以请小朋友到我们那儿去发挥他的想象。

[刘晓群]:今天很抱歉,由于时间关系,我们不能跟大家做更多的交流。但是,我想,我们今后还一定有新的机会,再进行一些沟通。今天特别是刚才李总给大家展示的这些,应该说我们还是第一次向公众正式的披露这些照片,我们希望通过这些照片,特别是我们有些年轻的同志,不管是小学生、中学生、在读的大学生、在读的研究生,希望通过这样一些活动,能够使我们这些年轻的下一代们能够热爱我们的航天事业,热爱我们的深空探测事业,特别是像这两位小朋友,长大以后也欢迎你们加入到探月工程队伍里来,你们是有机会的。刚才我们讲到三期的时候就到了2020了,后面还要搞载人登月,现在小孩才9岁,到那个时候你们是30岁左右,所以希望小朋友们将来去考他们三位的研究生。

谢谢大家!

[龚惠玲]:谢谢!下面我们有请热心的听众给几位专家献上我们表达谢意的鲜花,谢谢!

下面请许书记上台,给刚才提问的同学一起赠送“虹湾成像纪念封”。有请!谢谢各位提问者。

请专家回到座位上面。下面,我们国家天文台在这里要给大家精彩呈现我们中国人自己的第一个“月球仪”,而且国家科学图书馆非常荣幸的能够得到并珍藏这个“月球仪”,持续的向社会公众宣传关于探月的知识和相关的新闻内容。有请!

[刘晓群]:简单介绍一下,这个“月球仪”应该说是我们探月一期工程的科学产出之一,也是一个成果。“月球仪”制作的基本数据都是嫦娥一号卫星科学探测数据的结果,因为我们在嫦娥一号任务是超额完成任务,所谓超额完成任务,刚才只讲到了时间,从月面成像来讲,最到定的是南北纬70度之间,由于我们有效载荷的质量,我们南北两极的图象数据也都获取了。所以,我们在这个基础上,制出了120米分辨率,200多米轨道成像的全页面数据,加上激光数据就是三维数据。利用这个数据,里面应用系统就制作了这个“月球仪”。

这个“月球仪”首先数据是源于我们中国自主的月球探测工程,因为以前也有“月球仪”,但是那个“月球仪”用的数据都不是中国的数据。

第二点来讲,我们在“月球仪”的数据量上是比较丰富,在这个“月球仪”上标注了像一些比较著名的在月面着陆或者撞击的位置,包括我们嫦娥一号受控撞月的位置,做了标注,因为这是一个中号的,最大尺度的是1米06的,那个信息量更大。所以,做了一些标注;但是比较遗憾的是,在制作“月球仪”的时候,中国科学家提名的三个名字还没有收进去,所以下一步改版的时候要把三个环形坑也要收进去。

第三点,我们在这次设计上特别注意到了颜色,因为以前的“月球仪”跟地球仪猛一看看不出来,陆地是黄的,海是蓝的,而且都是平面的。而我们“月球仪”首先不是平面的,颜色上也做了一些设计,希望它更接近我们看到的月球。但是由于它毕竟有一些高层,适当用了一些暖色标注它的高度。

这个“月球仪”作为嫦娥一号工作取得的成果之一,赠送给国家科学图书馆。

[许平]:感谢刘晓群党委书记兼副台长。我们的合作已经坚持多年了,我们相信为了咱们的科学事业发展,特别是深空探月事业的发展,同时也为了我们国家的文化传播和科普事业,既得到你们的支持,也再次感谢以刘书记和刘所长的大力支持,以及各位专家的支持。谢谢!

[龚惠玲]:今天的活动就到此结束,很圆满!感谢探月工程总体部,感谢国家天文台,感谢《中国国家天文》、《航天器工程》杂志的支持,感谢各位来宾、听众,谢谢你们关注国家科学图书馆的相关活动。如果有时间,还可以继续参观我们的展览,收看我们的影视播放影片。今天的活动就到这里,谢谢各位!