甘孜日?qǐng)?bào) 2023年06月19日
7799行代碼的浪漫
“向天空出發(fā)”公益幸福團(tuán)成員和瀘定中學(xué)師生們展示捕捉到的“天宮”空間站影像。
“向天空出發(fā)”公益幸福團(tuán)成員正在調(diào)試制作的天文望遠(yuǎn)鏡。
“向天空出發(fā)”公益幸福團(tuán)成員向?qū)W生講解天文望遠(yuǎn)鏡工作原理。
◎封面新聞?dòng)浾?吳雨佳/文 瀘定中學(xué)/圖
近日，神舟十六號(hào)載人飛船成功發(fā)射，景海鵬、朱楊柱、桂海潮三名航天員順利進(jìn)入太空，神舟十六號(hào)載人飛船與中國(guó)空間站組合體完成自主快速交會(huì)對(duì)接。
當(dāng)中國(guó)空間站經(jīng)過(guò)甘孜上空時(shí)，這精彩一刻被瀘定中學(xué)孩子們提前架好的天文望遠(yuǎn)鏡盡收眼底，孩子們歡呼雀躍，用觀星小程序拍下中國(guó)空間站的珍貴影像。
西部地區(qū)普通的鄉(xiāng)村孩子，緣何能捕捉到“天宮”的浪漫？里面又有著什么樣的故事？
在現(xiàn)場(chǎng)歡呼雀躍的除了孩子們，還有5位阿里志愿者。5位阿里程序員歷時(shí)5個(gè)多月，制作了一個(gè)能觀測(cè)中國(guó)空間站的天文望遠(yuǎn)鏡，并且開(kāi)發(fā)了一個(gè)觀星小程序，使用光學(xué)追蹤技術(shù)，讓天文望遠(yuǎn)鏡自動(dòng)追蹤到許多行星和近地軌道人造天體（衛(wèi)星、空間站等），并能拍下珍貴的照片。
事情緣起于瀘定中學(xué)校長(zhǎng)方潤(rùn)根的突發(fā)奇想：去年8月，作為杭州學(xué)軍中學(xué)西溪校區(qū)副校長(zhǎng)的他來(lái)到瀘定駐點(diǎn)幫扶。在教學(xué)中，方校長(zhǎng)發(fā)現(xiàn)，科普師資力量在鄉(xiāng)村地區(qū)普遍缺乏，培養(yǎng)鄉(xiāng)村孩子對(duì)高科技的興趣愛(ài)好、發(fā)展學(xué)生科技社團(tuán)需要專(zhuān)業(yè)的設(shè)備，設(shè)備也稀缺。
這一切并未阻擋鄉(xiāng)村孩子們對(duì)浩瀚星空的好奇與熱愛(ài)，瀘定中學(xué)學(xué)生中不少天文迷。跟同學(xué)們交流了以后，方校長(zhǎng)發(fā)現(xiàn)很多同學(xué)都關(guān)注中國(guó)空間站，但是對(duì)于中國(guó)空間站是什么樣子，大家都只是在電視上見(jiàn)過(guò)。
“中國(guó)航天這幾年發(fā)展太快了，看到載人飛船發(fā)射成功，真的非常自豪。當(dāng)然如果能親眼看到中國(guó)空間站，那就更激動(dòng)了。”學(xué)生毛杰說(shuō)。
方校長(zhǎng)覺(jué)得，如果能夠讓孩子們看到中國(guó)空間站，他們會(huì)在心里萌發(fā)更加深刻的科學(xué)精神，并認(rèn)識(shí)到祖國(guó)的強(qiáng)盛。多方打聽(tīng)下，他找到阿里“向天空出發(fā)”公益幸福團(tuán)向其求助。
“公益幸福團(tuán)”是阿里員工自發(fā)成立的員工公益組織，阿里內(nèi)部鼓勵(lì)員工業(yè)余時(shí)間投身公益，員工根據(jù)不同的公益志向，組成不同的“公益幸福團(tuán)”，寓意“公益有伴，幸福抱團(tuán)”?！跋蛱炜粘霭l(fā)”公益幸福團(tuán)，由一群熱衷航天航空科普的阿里程序員志愿者組成，去年，他們還帶著貴州普安的鄉(xiāng)村孩子發(fā)射了一枚氣象探空火箭。
接到方校長(zhǎng)求助后，“向天空出發(fā)”公益幸福團(tuán)團(tuán)長(zhǎng)曹林萌發(fā)了一個(gè)更大膽的想法：如果能用拍攝空間站的形式，讓孩子們和空間站的航天員們打招呼，這簡(jiǎn)直是太酷了！
阿里志愿者們了解到，畢業(yè)于北大的天體物理學(xué)博士劉博洋曾開(kāi)發(fā)過(guò)一個(gè)這樣的系統(tǒng)，但很難給非專(zhuān)業(yè)人士使用。為了瀘定的孩子們，志愿者們聯(lián)絡(luò)到劉博洋博士。大家一拍即合，約定共同開(kāi)發(fā)一個(gè)可供鄉(xiāng)村學(xué)校使用的天文觀測(cè)系統(tǒng)。
捕捉“天宮”的腦洞很浪漫，但系統(tǒng)開(kāi)發(fā)起來(lái)卻很不容易，志愿者們很快遇到了各種挑戰(zhàn)：追蹤一個(gè)在400公里外高速運(yùn)動(dòng)的物體，在視覺(jué)算法上僅僅有一個(gè)“點(diǎn)”清晰度的中國(guó)空間站，相當(dāng)于要在100米遠(yuǎn)的地方，精確看到并追蹤一根頭發(fā)絲。
此外，如果想要當(dāng)?shù)貛熒?jīng)過(guò)簡(jiǎn)單培訓(xùn)，也可以操作這樣的一個(gè)系統(tǒng)，隨時(shí)隨地能拍攝星空，對(duì)程序的易用性也提出了超高要求。
為此，志愿者雷斌在方案設(shè)計(jì)階段就提出，要通過(guò)云計(jì)算，讓望遠(yuǎn)鏡能夠進(jìn)行OTA升級(jí)，觀測(cè)到不同的目標(biāo)；志愿者趙培龍?jiān)?jīng)是一名自動(dòng)駕駛工程師，他解決了望遠(yuǎn)鏡有烏云過(guò)境的追蹤問(wèn)題；志愿者劉旭恒開(kāi)發(fā)出了簡(jiǎn)單易懂的觀測(cè)頁(yè)面；志愿者柴東凱則操心起了教學(xué)可行性的問(wèn)題，自學(xué)了不少天文學(xué)知識(shí)，希望能夠給孩子們解答問(wèn)題。
從去年12月份開(kāi)始，歷時(shí)5個(gè)多月，5個(gè)程序員志愿者經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，共敲擊7799行代碼，終于通過(guò)“施卡/牛反深空望遠(yuǎn)鏡+高精度赤道儀+導(dǎo)星系統(tǒng)”，搭建了一套基本自動(dòng)化的天文觀測(cè)設(shè)備。最終，大家一起把一個(gè)需要幾十個(gè)參數(shù)調(diào)整的系統(tǒng)，變成了一個(gè)容易操作的簡(jiǎn)單程序。
在志愿者們開(kāi)發(fā)的高精度軌道光學(xué)巡天追蹤系統(tǒng)的支持下，瀘定中學(xué)的師生們能夠觀測(cè)、拍攝、記錄不同的近地軌道物體，包括中國(guó)空間站、火箭、大型衛(wèi)星等，成本僅為幾萬(wàn)元。
曹林說(shuō)，航空航天教育門(mén)檻高、實(shí)施難度大，以常見(jiàn)的天文教學(xué)為例，一個(gè)校園天文臺(tái)需動(dòng)輒投入數(shù)十萬(wàn)、上百萬(wàn)元，且設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化不足，后期運(yùn)行維護(hù)成本高昂。很多學(xué)校的科普課程最終難逃“不了了之”的結(jié)局。特別是鄉(xiāng)村地區(qū)的孩子，他們很少有機(jī)會(huì)“眼見(jiàn)為實(shí)”地看到中國(guó)航天的進(jìn)步，更難了解背后的原理以及相關(guān)的科學(xué)知識(shí)。
志愿者們想做的，就是以低成本、可復(fù)制、可持續(xù)的方式向鄉(xiāng)村孩子們進(jìn)行科普，以技術(shù)力量彌補(bǔ)數(shù)字鴻溝，傳承科學(xué)精神。
觀測(cè)當(dāng)日凌晨，當(dāng)中國(guó)空間站從四川上空飛過(guò)時(shí)，志愿者們和瀘定中學(xué)的孩子一起，動(dòng)手拍下中國(guó)空間站的影像，和天上的航天員說(shuō)了一聲，“你好，我們?cè)谶@里！”
觀測(cè)結(jié)束后，阿里志愿者們把全套觀測(cè)系統(tǒng)捐贈(zèng)給瀘定中學(xué)，供師生們?nèi)粘Ｓ^測(cè)學(xué)習(xí)。志愿者還加入了瀘定中學(xué)天文社，遠(yuǎn)程提供力所能及的幫助。
“翟志剛、景海鵬、湯洪波、王亞平等許許多多的中國(guó)航天員都出生在中國(guó)鄉(xiāng)村，希望通過(guò)我們的微不足道的努力，在鄉(xiāng)村小朋友的心里種下一顆關(guān)于天空和夢(mèng)想的種子。也許在不遠(yuǎn)的未來(lái)，下一個(gè)航天員就在這群孩子中誕生?！辈芰直硎?。
天文學(xué)瞄準(zhǔn)的不只是宇宙，更是未來(lái)。有人仰望星空，有人扎根泥土。浩瀚宇宙，人類(lèi)到底是從哪而來(lái)的，將去到哪里？這些問(wèn)題的答案，也許會(huì)從中國(guó)鄉(xiāng)村的溪流間、瓦房里、驢背上被回答出來(lái)。
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