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■由理大團隊研發的「相機指向機構系統」協助嫦娥三號完成任務。早前團隊成員一同慶祝嫦三任務成功。 馮晉研 攝
嫦娥三號成功奔月,是國家航天工程的新里程,香港科學家亦於任務過程中默默作出貢獻。負責着陸位置選取工作的理工大學土地測量及地理資訊學系助理教授吳波及其團隊正是「幕後功臣」之一;其研發的月球高精密測繪新技術,獲應用於分析月球表面虹灣區的地形地貌,完成月球地形模型。團隊最後在3個候選的着陸區域選取一個既安全,又具科學研究價值的着陸點,成功讓嫦娥三號安全登陸,並展開後續探索任務。吳波表示,「嫦娥三號是一個很龐大的工程,牽涉到技術控制和訊息傳輸,數據應用處理等,我們的工作只是千千萬萬顆螺絲釘其中之一,好榮幸能夠參與。」 ■香港文匯報記者 馮晉研
為讓嫦娥成功奔月,精密的月面地形分析結果不可或缺,吳波及其研究團隊肩負嫦娥三號着陸點選取的重任。他表示,由於月球數據種類繁多,不同國家在同一月面位置進行測繪數據會有偏差,例如兩地測繪同一月坑位置便可能相差幾公里,構成潛在的安全問題。他解釋,「這不一致性正是(着陸成左�)關鍵,因為我們知道着陸點可能就是方圓50米,如果測繪技術不準確,對後續工作有很大影響」。
獲港研資局資助 研究院上門力邀
吳波在2010年獲香港研資局資助70萬,開始進行月球高精密度地形建模研究,成功研發集成月球遙感影像與激光高度計數據的新測繪技術。團隊於去年8月起應中國空間技術研究院邀請,隨即使用新技術,在月球表面91公里至358公里的虹灣區範圍進行地形地貌分析研究,協助嫦娥三號選取最平坦和合適的着陸點。
吳波表示,研究利用來自不同傳感器、感應器和衛星平台等多來源的月球遙感數據,包括嫦娥二號早前的影像進行地形地貌分析。其中在圖像處理時,需要運用兩幅圖像構成立體模型進行測繪,藉此找出其相關性,以提升地形測繪的精密度。有別於地球,月球沒有建築物和道路等標誌物進行定位,相對地較難找到兩幅圖像的相關性,成為研究的一大困難。
專家選3着陸點 團隊分析「拍板」
研究團隊花了長時間,發展出「自適應三角形約束下的可靠影像匹配方法」(self-adaptive triangle constraint),吳波解釋,利用三角形構建一個網,然後在對應三角形的相同範圍,把整個大範圍的圖像分割成一個較細小範圍,並分成不同的部分,校對並從而提高「配對相關性」的可靠性。歷時半年,終完成月球地形模型,並於今年5月份呈報告給中國空間技術研究院。結果發現,理大的數據地形模型的準確度與美國月球勘測軌道飛行器(LRO)的衛星數據相比,誤差只有10米至20米之內,證明精密度極高。及後,由來自北京的專家選取3個可能的着陸點,再交由吳波的團隊進行更詳細的分析,包括測出直徑達20米或以上的撞擊坑在月面的情況,以挑選最終着陸點。
吳波續稱,選取着陸點有3個條件,其中坡度不能超過15度,也不能有太多撞擊坑,且具有科學探索價值。
吳波指,最終決定的「第一區」着陸點,即坐落月球北緯44度的虹灣區偏東的位置,正符合上述條件。他表示,嫦娥三號的着陸點附近發現很多隕石,對後續科學研究很重要,由於撞擊坑是由隕石撞落月球所造成,研究人員日後可透過採集的月球石樣本,獲得月球地質資料等訊息,有助了解月球的年齡和形成。「了解月球發展演變過程,對我們今後在地球上面生活的人類也有重要意義。」
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