甘孜日報 2023年06月19日
7799行代碼的浪漫
“向天空出發(fā)”公益幸福團成員和瀘定中學(xué)師生們展示捕捉到的“天宮”空間站影像。
“向天空出發(fā)”公益幸福團成員正在調試制作的天文望遠鏡。
“向天空出發(fā)”公益幸福團成員向學(xué)生講解天文望遠鏡工作原理。
◎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，神舟十六號載人飛船與中國空間站組合體完成自主快速交會(huì )對接。
當中國空間站經(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鏡盡收眼底，孩子們歡呼雀躍，用觀(guān)星小程序拍下中國空間站的珍貴影像。
西部地區普通的鄉村孩子，緣何能捕捉到“天宮”的浪漫？里面又有著(zhù)什么樣的故事？
在現場(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(guān)測中國空間站的天文望遠鏡，并且開(kāi)發(fā)了一個(gè)觀(guān)星小程序，使用光學(xué)追蹤技術(shù)，讓天文望遠鏡自動(dòng)追蹤到許多行星和近地軌道人造天體（衛星、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(cháng)方潤根的突發(fā)奇想：去年8月，作為杭州學(xué)軍中學(xué)西溪校區副校長(cháng)的他來(lái)到瀘定駐點(diǎn)幫扶。在教學(xué)中，方校長(cháng)發(fā)現，科普師資力量在鄉村地區普遍缺乏，培養鄉村孩子對高科技的興趣愛(ài)好、發(fā)展學(xué)生科技社團需要專(zhuān)業(yè)的設備，設備也稀缺。
這一切并未阻擋鄉村孩子們對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(cháng)發(fā)現很多同學(xué)都關(guān)注中國空間站，但是對于中國空間站是什么樣子，大家都只是在電視上見(jiàn)過(guò)。
“中國航天這幾年發(fā)展太快了，看到載人飛船發(fā)射成功，真的非常自豪。當然如果能親眼看到中國空間站，那就更激動(dòng)了。”學(xué)生毛杰說(shuō)。
方校長(cháng)覺(jué)得，如果能夠讓孩子們看到中國空間站，他們會(huì )在心里萌發(fā)更加深刻的科學(xué)精神，并認識到祖國的強盛。多方打聽(tīng)下，他找到阿里“向天空出發(fā)”公益幸福團向其求助。
“公益幸福團”是阿里員工自發(fā)成立的員工公益組織，阿里內部鼓勵員工業(yè)余時(shí)間投身公益，員工根據不同的公益志向，組成不同的“公益幸福團”，寓意“公益有伴，幸福抱團”。“向天空出發(fā)”公益幸福團，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(zhù)貴州普安的鄉村孩子發(fā)射了一枚氣象探空火箭。
接到方校長(cháng)求助后，“向天空出發(fā)”公益幸福團團長(cháng)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，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)可供鄉村學(xué)校使用的天文觀(guān)測系統。
捕捉“天宮”的腦洞很浪漫，但系統開(kāi)發(fā)起來(lái)卻很不容易，志愿者們很快遇到了各種挑戰：追蹤一個(gè)在400公里外高速運動(dòng)的物體，在視覺(jué)算法上僅僅有一個(gè)“點(diǎn)”清晰度的中國空間站，相當于要在100米遠的地方，精確看到并追蹤一根頭發(fā)絲。
此外，如果想要當地師生經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單培訓，也可以操作這樣的一個(gè)系統，隨時(shí)隨地能拍攝星空，對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計階段就提出，要通過(guò)云計算，讓望遠鏡能夠進(jìn)行OTA升級，觀(guān)測到不同的目標；志愿者趙培龍曾經(jīng)是一名自動(dòng)駕駛工程師，他解決了望遠鏡有烏云過(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(guān)測頁(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，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)反復試驗，共敲擊7799行代碼，終于通過(guò)“施卡/牛反深空望遠鏡+高精度赤道儀+導星系統”，搭建了一套基本自動(dòng)化的天文觀(guān)測設備。最終，大家一起把一個(gè)需要幾十個(gè)參數調整的系統，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)巡天追蹤系統的支持下，瀘定中學(xué)的師生們能夠觀(guān)測、拍攝、記錄不同的近地軌道物體，包括中國空間站、火箭、大型衛星等，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)校園天文臺需動(dòng)輒投入數十萬(wàn)、上百萬(wàn)元，且設備標準化不足，后期運行維護成本高昂。很多學(xué)校的科普課程最終難逃“不了了之”的結局。特別是鄉村地區的孩子，他們很少有機會(huì )“眼見(jiàn)為實(shí)”地看到中國航天的進(jìn)步，更難了解背后的原理以及相關(guān)的科學(xué)知識。
志愿者們想做的，就是以低成本、可復制、可持續的方式向鄉村孩子們進(jìn)行科普，以技術(shù)力量彌補數字?zhù)櫆希瑐鞒锌茖W(xué)精神。
觀(guān)測當日凌晨，當中國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)手拍下中國空間站的影像，和天上的航天員說(shuō)了一聲，“你好，我們在這里！”
觀(guān)測結束后，阿里志愿者們把全套觀(guān)測系統捐贈給瀘定中學(xué)，供師生們日常觀(guān)測學(xué)習。志愿者還加入了瀘定中學(xué)天文社，遠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航天員都出生在中國鄉村，希望通過(guò)我們的微不足道的努力，在鄉村小朋友的心里種下一顆關(guān)于天空和夢(mèng)想的種子。也許在不遠的未來(lái)，下一個(gè)航天員就在這群孩子中誕生。”曹林表示。
天文學(xué)瞄準的不只是宇宙，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 )從中國鄉村的溪流間、瓦房里、驢背上被回答出來(lái)。
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