行星科学研究团队:托起“嫦娥”的星星沙

2016-10-05 中国地质大学武汉 中国地质大学武汉

(通讯员张竞丹)近日,我校“行星科学研究团队”获得了2015年度全国大学生“小平科技创新团队”称号,获得该称号的团队全国仅50个,这个成立才3年不到的年轻学生团队在耀眼的光环下走入了地大师生的视野。

团队虽年轻,但成果丰硕,团队利用嫦娥3号在月表拍摄到的“冲效应”(即分布在相机投影四周的强亮点)推测出了月壤的物理性质,这是自阿波罗登月以来第一次就位观测(即实地观测)到的冲效应,也是人类第一次使用数字测量法获得的月表冲效应,相关论文发表在国际顶级刊物上并使“玉兔”号月球车照片登上了该刊物的封面,为“嫦娥工程”增添国际显示度做出了积极贡献。

这些成果是在一个什么环境下研究出来的?为了让广大师生更加详细地了解这个团队以及团队的日常工作,记者采访了我校地球科学学院教授、“行星科学研究团队”指导教师张昊。


自主研发实验设备“巨无霸”

张昊刚从国外做完实验回国,为了让记者能深入了解他们的工作,他带记者参观了他及团队所在的光学实验室。光学实验室分为里外两间,实验室里虽满是实验器械,却井然有序:外间沿墙整齐摆放着桌椅,桌子上放满测量及记录工具,有两个同学正在做记录。里间则放置了大型复杂的实验器材。

“行星科学研究团队于2013年组建,主力是我带的3名研究生,分别是本科来自于我校机械与电子信息学院机械专业的金伟东、地球科学学院地质学基地班的杨亚洲和信息工程学院遥感专业的袁野。”提及自己的团队成员,张昊满脸自豪。他说,3名学生都非常优秀,基础扎实,各有专长,金伟东动手能力非常强,曾获得美国爱德蒙特光学创新竞赛教育奖,杨亚洲具有深厚的地学基础,在分析月表矿物组成时发挥了自己的专业优势。

“因为他们优秀、并且不同学科背景互补,使我们团队进行科学研究配合默契。”

团队主要科研任务是根据“嫦娥3号”发回的相关光谱和影像数据,定量推断月表矿物成分以及月壤物理性质,并通过实验室光学测量来理解行星遥感中的一些待解决问题。实验用到的器械——双向反射测量仪,正是张昊和金伟东一起自主研制、亲手搭建的。这个仪器“霸占”了实验室里屋的三分之二,黑色平台表面布满密密麻麻的按钮,还有几个高高吊起的类似摇臂的线路传输装置,器材下方则铺满电路,整体构造缜密复杂。仪器旁边的柜子里放着各式各样的实验岩石样本。张老师拿出一个橄榄石样本辅助介绍仪器工作原理:“仪器左边的激光器发射激光,通过光纤导到样品上,探测仪器在不同角度对样品反射光进行接收,来模拟不同行星表面状况。”



好奇心是科研最大的“引擎”

经过几年潜心研究,团队取得了可喜的研究成果。除了月表冲效应和发表顶级期刊论文,他们还推断出了月表的四种主要矿物含量,正是这些成果助力团队获得“小平科技创新团队”称号。
  
“我校在行星科学领域具有一些创新优势,比如强劲的地质专业和我擅长的光学遥感相结合,使优势互补;再加上学校各方十分支持光学实验室的建设,使我们团队资源及平台齐全,这让团队如虎添翼。”张昊说。

团队研究也曾困难重重。张昊说:“困难是任何科学研究都会遇到的,仪器研发中的技术难题和进行‘嫦娥3号’数据分析都大费周折。在研究初期面临着载荷设计者和我们这些数据分析者比较脱节的困境,导致数据分析进展较慢,后来经过团队成员的不懈努力,包括多次努力与载荷方和数据发布方进行面对面的有效沟通后,较好地解决了这一难题。”他表示,研究中出现的各种困难是科研人员的家常便饭,只要积极应对和坚持努力,都可以较好地解决。“科研最大的意义之一是满足人们的好奇心,而恰好得到的这些荣誉算是‘顺带福利’吧。”

张昊表示,接下来会进一步完善“双向反射测量仪”等自行研发的装备,“小平科技团队”所获的4万元奖金也将用于下一步的科研工作中。



追求师生关系“职业化”

团队3名主力中,两位研究生已毕业工作,另外一位博士生正在美国布朗大学联合深造。而新的成员,包括几名优秀的本科同学,正作为团队新鲜血液在不断补充进来。


对于师生情谊,张昊有自己的理解,他说:“师生情谊是在大家共同艰苦工作并取得成果后自然产生的。老师是一种职业,授业解惑,为学生提供良好的教学和研究条件,让他们学有所成。”他很欣赏职业化的师生关系,他认为,在科研中师生是职业化的平等关系,会有争论和矛盾,但只要以理说服对方,双方就能很好地化解分歧,更加密切地协作。而职业化也体现在专业和严谨上。他要求所有学生做实验必须要在纸质记录本上详细记录实验条件和过程,这样后来者才能按照实验记录独立重复实验。

团队一位大四成员说:“张老师做实验时要求严,但私下很随和,讲课很风趣。严谨教会我们对待工作的态度,风趣教会我们对待生活的态度,相得益彰,受益匪浅”。

“在中国,像我们一样研究“嫦娥”的团队有很多,我们的团队不仅是学生团队,而且年轻,在这条路上还有很长的路要走,但我们要用自己的专业证明,就算是沙子,我们也是最闪亮的那颗星星沙”,张昊说。


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