■本報記者 王之康

日前，火星探測器天問一號成功著陸火星。中科院空天信息創(chuàng)新研究院遙感科學(xué)國家重點實驗室行星遙感團隊（以下簡稱行星遙感團隊）在北京航天飛行控制中心（以下簡稱北京飛控中心）見證了這一歷史時刻。在短暫的激動之后，團隊帶頭人邸凱昌隨即又和他的同事們投入到下一步工作當中——為祝融號火星車巡視探測保駕護航。

“我們團隊的研究方向是行星遙感，或者叫深空探測遙感。”邸凱昌告訴《中國科學(xué)報》，具體而言有四個研究方向，即行星攝影測量、行星表面遙感探測、行星地質(zhì)過程機理與比較行星學(xué)、遙操作環(huán)境感知與導(dǎo)航定位?！昂唵蝸碚f，這四個方向分別解決在哪里、是什么、為什么以及怎么探測的問題?！?/p>

在此次天問一號探測任務(wù)中，行星攝影測量技術(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)也將在巡視探測中發(fā)揮重要作用。

據(jù)邸凱昌介紹，目前國內(nèi)遙感領(lǐng)域從事這個方向研究的人并不多，而他們團隊十幾年來卻始終堅持這個方向。他們“面向國際學(xué)術(shù)前沿開展研究，面向國家重大需求開發(fā)行星遙感制圖與導(dǎo)航定位關(guān)鍵技術(shù)”，是因為“為國家重大工程作貢獻是一件令人非常自豪的事，更是為了中國走向宇宙更深處”。

從無到有

這一切，要從13年前說起。

2008年7月，剛剛歸國的邸凱昌，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。

當時中科院遙感應(yīng)用研究所和國內(nèi)測繪遙感界的遙感應(yīng)用基本都是對地觀測，對月球和行星遙感的研究和應(yīng)用十分薄弱。而在他回國前的5個月，“嫦娥三號”工程已經(jīng)正式立項，大力發(fā)展月球與深空探測勢在必行，這就要求行星遙感研究與應(yīng)用方面必須實現(xiàn)突破。

“可以說，當時在國內(nèi)開展行星遙感研究，挑戰(zhàn)非常大，但同時也充滿了機遇?！臂P昌說。

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

“邸老師要求很嚴格，雖然我當時是研一新生，但也必須每周回所里參加組會，經(jīng)常開會推公式、討論問題。”如今在國家遙感中心工作的劉一良博士回憶道。

這一點也得到了團隊副研究員彭嫚的驗證：“那時候，國內(nèi)做行星制圖的人很少，沒什么參考資料，相關(guān)網(wǎng)站和論壇上的解釋也是只言片語，我們都是討論推測出各種方案，再進行編碼開發(fā)。”

也就是在那一年的8月，作為國內(nèi)最早專注于行星遙感的團隊之一，他們正式成立了行星制圖與遙感實驗室，并確定了后來的四個具體研究方向。

從嫦娥到天問

行星遙感團隊成立伊始，在方法技術(shù)研究上就瞄準了支撐我國月球與深空探測重大工程任務(wù)。

為更好地測試和驗證所研發(fā)的視覺導(dǎo)航定位與環(huán)境感知關(guān)鍵技術(shù)，行星遙感團隊搭建了月球車1.0版本，并配備了立體相機、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、羅盤和雙自由度云臺等儀器，可以實現(xiàn)一定的障礙翻越。

“我們當時進行了多次野外實驗測試，為了和深空環(huán)境保持相似性，每次野外實驗都選在冬天?！眻F隊助理研究員萬文輝告訴《中國科學(xué)報》，“那時候還沒有各種外賣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，有時候還得返工?！?/p>

最終，在這樣密集的測試下，行星遙感團隊開發(fā)的算法和軟件成功通過了工程應(yīng)用標準。

2011年12月，以行星制圖與遙感實驗室為載體，中科院遙感應(yīng)用研究所與北京飛控中心聯(lián)合成立了深空探測遙操作聯(lián)合研究中心。從此，行星遙感團隊與中國探月工程結(jié)緣，一同走過了近十年時間。

其間，他們力求“嚴肅認真、周到細致、穩(wěn)妥可靠、萬無一失”，為探月工程的成功開展提供了強有力的技術(shù)支撐。

也正是憑著這種精益求精的精神，他們贏得了中國首次自主火星探測任務(wù)中的著陸區(qū)環(huán)境感知和火星車視覺導(dǎo)航定位等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)任務(wù)，繼續(xù)在天問一號任務(wù)中攻堅克難。

從工程任務(wù)到前沿探索

不過，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，始終如一地進行科學(xué)探索”。

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

這被認為是行星科學(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，這在當時的中科院遙感與數(shù)字地球研究所（原遙感應(yīng)用研究所）是一個突破。

論文第一作者、團隊研究員岳宗玉介紹道，這項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，行星遙感團隊利用“嫦娥四號”就位探測影像與光譜數(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成果和重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)，對于認識月球背面地質(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家航天局公布的“嫦娥四號”原創(chuàng)性成果。

在邸凱昌看來，正是因為工程應(yīng)用和科學(xué)探索兩方面的成果相得益彰，才使行星遙感團隊確立了在國內(nèi)外行星測繪遙感領(lǐng)域的優(yōu)勢地位。他們也將繼續(xù)在兩方面都努力下去。