10月29日10时30分，新浪网特邀嫦娥工程地面应用系统总设计师李春来、嫦娥工程地面应用系统主任设计师左维和嫦娥工程地面应用系统副主任设计师王芳做客“嫦娥工程系列访谈”。李春来介绍说，嫦娥一号将于11月20日左右传回第一张月球照片，该照片将拍摄月球局部地区。
主持人：各位亲爱的新浪网友，这里是新浪嘉宾聊天室。继续我们“嫦娥工程系列访谈”。
今天我们要访谈的是地面应用系统一线专家，第一位是嫦娥工程地面应用系统总设计师李春来李老师。第二位是嫦娥工程地面应用系统主任设计师左维老师。第三位是嫦娥工程地面应用系统副主任设计师王芳老师。欢迎三位的到来。
首先请三位介绍一下，地面应用系统在这次浩大的探月工程中是怎么样一个角色？
李春来：地面应用系统的工作实际上贯穿于嫦娥工程的整个过程。在嫦娥工程还没有正式立项之前，就需要首席科学家带领中科院或者全国的科学家制定嫦娥工程的目标。这个工作实际上98年就开始了，2004年才立项。制定了科学目标以后才能确定我们用什么样的科学仪器去实现这些目标、这些仪器需要什么样的探索指标。然后交给各个载荷专家、卫星科学家设计，这个过程也是和地面应用系统互动的，需要对系统方案的设计做深入的认证，然后国家才立项。
在整个实施的过程中，地面系统实际上有六项工作需要做。
第一个是地面应用系统需要管理星上的一些载荷。所谓管理就是载荷什么时候开机、它的结果怎么样、数据质量怎么样，地面应用系统要做出判断。
第二件事，世界上整个科学探索计划，卫星的科学探索计划是属于地面应用系统制定的，再加上测控过来的卫星的一些轨道情况、卫星的工作情况，生成整个探索计划。根据探索计划，地面应用系统各个分系统就要制定自己的工作计划。这是计划制定的工作。
地面应用系统根据计划就要生成对有效载荷的指令和它的数据块，数据块就是有效载荷工作根据时间或者别的驱动的一个指令集，做出有效载荷控制这方面的指令，然后交给测控系统去上行，上行就是用测控系统的天线把这些指令发到卫星上，卫星再根据这个指令工作、探索。
第三个主要的任务，我们要进行数据的接收。嫦娥工程所有的科学数据是由地面应用系统接收的。过去也有很多地球人造卫星的地面站，但是这些地面站非常小，因为人造地球卫星一般都是4万公里之下，而月球卫星是40万公里。我们知道无线电信号的衰竭跟距离的平方是成反比的。10倍就意味着嫦娥卫星的信号如果同样功率发射下来，像人造地球卫星这样发射的功率，同样功率信号发射到地球，是人造地球卫星信号的1%，这就需要有弱信号处理还需要增加接触面积，面积就靠我们研制的两个全国最大的天线，50米天线和40米天线，用3年多的时间造成了全国最大的两根天线，这两根天线后端有一套接收设备，保证整个嫦娥工程探索数据的可靠接收。这是第三个重要任务，也是地面应用系统最关键的两个地面站，一个是在昆明，一个是在密云。
第四个任务，我们要对这些数据进行处理。所谓处理就是要把上面的仪器产生的电信号，比如电压信号、电流信号，通过定标的数据把它处理成物理量，这是预处理过程。
第五项工作就是进行数据的科学处理，要把这些物理量转换成科学量，一些数据要变成图像，从图像要变成我们的一些地质图、矿物成分，要变成元素含量，而且要投影到月球的坐标体系里，做出空间关系。这是数据处理和科学研究部分。这是四个科学目标。
第六个工作是数据管理。我们的数据要存档，要支撑整个地面应用系统所有的数据处理过程，要把数据处理之后支撑整个地面应用系统的运行，进行数据的管理、备份都在地面应用系统。数据的发布，根据科工委发布的嫦娥工程数据管理规定，发布给不同层次的科学家、全国的科学家，甚至全世界的科学家。所以，应该说在地面应用系统在嫦娥工程里面，我们是起的最早，也是睡的最晚的一个系统。还没有立项之前我们就开始干，一直到卫星寿命结束一年的工作，所有的数据接收下来了，我们至少还得工作一年，才能把四个科学目标完成，四个科学目标完成还有深入研究的工作、综合研究的工作，地面应用系统的工作时间是最长的一个系统。
主持人：我想通过刚才李老师的介绍，我们对整个地面应用系统有了非常全面的了解，现在各位网友都知道我们的地面应用系统到底在嫦娥工程中发挥怎样的作用。其实我还想具体问一下左老师，咱们这套系统肯定是由很多分系统构成的，咱们工作的过程中大概有多少系统在工作？
左维：一共有5个分系统，运行控制管理分系统、数据接收分系统、数据预处理分系统、数据管理分系统、科学应用与研究分系统。五大系统。
主持人：都是负责什么样的工作？
左维：就是李老师说的六大任务，运行管理分系统完成前面两个任务，监测载荷还有上行指令。数据接收分系统就是完成第三个任务。第四个，数据预处理就是完成第四个功能，数据的预处理。科学应用研究就是后期的科学研究应用。最后的数据管理还有数据的存储、归档以及发布，在数据管理分系统。
主持人：您自己负责的数据的这一块来说是怎样工作的？
左维：我们这个分系统现在一期规划主要保证任务是通信，还有一个网络，还有一个是数据的存储。主要负责北京指挥中心，密云、昆明、国家天文台四地之间的通信连接，还有保障整个地面应用系统的网络连接，整个系统的计算、存储、发布整个这一套的计算机系统是在我们这个分系统里。
主持人：四地之间的通信连接和网络连接你们是怎么保证的？
左维：我们租用网通的专线进行连接。
主持人：王芳老师在系统里负责什么业务？
王芳：我主要是运行控制分系统。运行管理控制分系统主要是在各个分系统之间，在整个地面运行作为一个调度的中心，这里给他们制定计划，他们需要工作的时间段给他们发各种调度令，起到中心控制。还有一个是给指控中心发送有效载荷上行的数据块。
主持人：也是非常重要的一个系统。
王芳：对。
主持人：刚才听李老师介绍，为了嫦娥工程咱们制造了两个最大的天线，也是网友很感兴趣的，请李老师给我们详细介绍一下。
李春来：由于现有我们国家人造地球卫星地面站的天线，通常做卫星传输都是十几米，当然作为通信的也有三十几米，尤其是特种通信的有三十几米。日常运行天文口过去有两根25米的天线，一个是在上海的，一个是乌鲁木齐的，光可以干涉，无线电也是可以干涉的，两个信号同时接收一个信号的时候，两个地方就可以做干涉。过去我们用这两个站再加上欧洲的站就可以做测量天体的一些天体物理特性，也做地球比如板块运动速度的工作，在天文里面是测量精度最高的一种手段。但是过去这两个点只能有一条线，要测量一个物体一条线是不够的，必须至少三个点，三条线以上才能把XYZ轴定下来。所以，我们过去还得依靠欧洲或者是跟日本合作，没有独立性。
根据现在的数据接收要求，如果是用现有的卫星接收天线，能够接收下来的数据码速率只有100K以下，因为从月亮这么远的速度下来，信号的强度、能量密度是距离的平方的反比，100K以下的速度啥也干不了，下不来什么数据，尤其是光学数据、 光谱数据，数据量很大。而月球探测首先是光谱探测或者是照射探测是主要目标。于是制造了40米天线和50米天线。50米天线的口径是50米，反射面积相当于4个篮球场那么大，整个天线的重量是500吨。我们用了3年半的时间，2002年10月份开始到2006年的5月份，初步投入使用，用了三年半左右的时间把它建起来，建的速度也是前所未有的。
用它完成嫦娥工程的数据接收任务是绰绰有余，甚至这两个天线用于之后的火星、金星探测也是没有问题的。
另外一根天线放在昆明，在国家天文台云南台叫凤凰山的山上，坐飞机到云南最后降落的时候，左边的窗户里可以看到巨大的40米天线，已经成为昆明的新地标了。那种天线是另外一种形式的天线，大约400吨左右，也是除了接收嫦娥工程的数据之外，还能够接受其他的数据。这两根天线再加上原来两个25米天线，算下来就有6条线。不仅仅把数据接收的任务完成了，也构成了我们国家独立的具有全部功能的标准测量体系。
主持人：网友一个问题是大天线和小天线有什么优势和好处，或者好在哪儿？
李春来：不说专业，就说一个简单的东西，大天线主要的原因就是为了增加接收面积。发射功率就算很强，但是密度很低，接收就需要通过收集更多的信号，就需要增加接收面积，只有这个办法增加接收面积，把所有的面积聚集到一个点，才能得到更高的性照比，大天线简单讲就是为了增加接收面积。
主持人： 29号这一天卫星将开启成像设备，数据怎么传回来，网友都很关心这个问题，有关这个问题给网友介绍一下。
李春来：实际上变轨很多次，现在在调向轨道，在地球轨道转着，找到一个最合适的机会，奔向月球要调向。我们按照每一天发射窗口不一样，调相所需要的周期不一样，24号的发射窗口就需要3天来调，29号准备把它调到48小时的周期。我们在25号已经调过一次了，29号还会调一次，然后就是31号，真正就踏上奔月之旅。调向的时候并没有传输数据，真正传输数据是需要到了月球轨道之后才会向地面传输科学数据，现在传的数据是用全向天线传的测控和卫星的一些状态数据。
主持人：我听说29号不光要调向，而且还要拍摄。
李春来：实际上29号你说的拍摄是指紫外敏感器工作，我们的科学仪器还没有工作，三维立体照相机还没有工作，等到绕月以后才能继续工作，这是紫外敏感器。紫外敏感器是这样，我们通常做地球人造卫星探测的时候，因为地球有大气，有红外辐射，我们通常用红外敏感器对地面进行定姿、定轨。但是月球没有大气，没有红外辐射，但是有紫外，五院就研制了一个紫外敏感器。这个敏感器通过拍摄图象来给卫星定姿、定轨。
主持人：目前为止卫星上面的哪些有效载荷开始工作？哪些还没有工作？什么时候会陆续开启呢？
李春来：我们有一个科学目标是探测地月空间环境，就是地球和月球之间的空间环境。所以，在卫星具备工作条件的时候，都会把这个仪器打开。25号晚上7点27分，第一个科学仪器就开机了，附带还有一个有效载荷总管，就是有效载荷数管系统要开机，第一个开机的仪器是数管系统。第二个开的是太阳风高能粒子探测器，探测高能电子和高能质子，今天晚上将会开第二个科学仪器，就是太地粒子探测器，从太阳风出来的化学元素周期表的前面几个，已经被粒子化，就是氢氦锂铍硼，速度大概是2000公里/秒，探测它的通量和它的能量分布。第四个仪器，真正科学仪器是第三个，将在11月1号开机，主要作用是探测地球和月球之间宇宙背景辐射，咖玛摄像辐射，为了以后的数据定标用的。希望找到机会能不能发现咖玛棒，有就能看到，没有就看不到。这是在嫦娥一号入轨之前要开的三个仪器。
主持人：之后呢？
李春来：真正进入工作轨道之后全部的有效载荷都会开启，才能看到第一张照片。
主持人：第一张照片，大概会在什么时候传回来？
李春来：我们入轨的飞控计划是11月5号左右开始入轨，入轨之后调整轨道需要花时间，现在调向轨道就花了4、5天时间。真正入月球轨道后会花一段时间调整，包括调整我们的工作轨道，然后要调整卫星平台的状态，都要进行测试，使它具备工作条件。这个做完了以后才会开启有效载荷，所有的探测仪器才会开。这个时间估计应该在下旬，飞控计划有，但是这个计划要根据前面的执行情况进行调整，固定时间很难回答。但是按照原来的计划，一切顺利应该是在11月20号以后第一张月球的照片，中国人用自己的仪器拍的照片能够回来。
主持人：20号以后。第一张照片会拍什么？会拍月球全部整体还是拍某一个局部？
李春来：不可能拍到整体，因为照相机是有它的限制，就像我们的数码相机一样，是有它的张角的。数码相机设计的幅宽是60公里，采用的是一种推手方式，跟现在的相机是不一样的，我们照了以后面就出来了，我们是三条线，前四、正四和后四，按照200公里高度，大约是60公里。我们可以看同一个物体，可以从三个角度看，成立体图像，好多软件处理不了探测的影象，因为是线正扫描，不是宽幅的画面。需要至少5条迹线才能做得出三维的图像出来。五条迹线扫的时候需要300毫秒，需要400公里左右，60公里的宽度，7公里左右的前景方向。所以，得出来的图象是一幅一幅的，一次照不了全球，照全球是需要离月球很远的地方照。
主持人：照片的精度如何？
李春来：精度是跟空间分辨率有关。我在这里向各位网友解释一下，为什么我们的空间分辨率是120米而不是更高，不是我们的技术能力达不到，主要是传输的带宽受限制。因为这么远的距离，现在用3M码速率已经是非常高的速度。我们产生的数据也要用很高精度产生，比如可以做到1米的精度、10米的精度，空间分辨率都没有什么问题，但是传不下来。第一次考虑是进行全月球的普查，不是局限于某个地方照一张相，很精度高的，这对科学研究当然也有意义，但我们需要在全面了解的基础上才去定位在某一个局部的详细了解。所以，我们立足点进行全球普查，在现有的数据传输的能力上选取CCD成像的精度，最后折中精度是120米左右，这样才能传下来。
主持人：刚才听李老师说嫦娥工程的数据处理是由地面系统负责的，这里特别想请教一下另外两位老师。目前从卫星上获取了哪些数据？
王芳：我们目前主要获得的还是测控转过来的一些遥测数据，就是有效载荷、卫星平台的电压值、温度等一些遥测。只能察看一下设备的基本状况。
主持人：今后随着元器件的陆续开启，你们可能获得更多的数据。
王芳：再下一步就应该是这些深入的仪器的科学数据。
主持人：你们现在做好处理这些数据的准备吗？
王芳：应该已经做好。
主持人：有详细的计划？
王芳：主要是在入轨以后的环月阶段，从卫星探测数据经过下传，地面站接到以后，都有详细的计划。我们主要采用的是月光工作日，月球还有卫星在适当的条件下能够接收数据就可以了。
主持人：处理得时间怎么样，是不是得处理比较长的一段时间，然后才把数据处理完毕，因为是不停地传回来数据的。
王芳：我们的数据处理分两种情况，第一种是实时的。第二种是后期的延时一段时间的。实时的数据主要是实时地观察这些数据，还有经过初步的处理，实时地来观看，可以大概判断一下现在仪器的状况如何。延时的是经过另一种方式传输过来，主要是看科学结果和设备的状况，像载荷发送调整参数，或者是根据它的状况做一些调整。然后还有科学结果，就是在后期的处理。
主持人：所以可能科学结果时效性要求不是那么强，可能先把数据保存起来，然后接着处理它。
王芳：对。
主持人：咱们探测的过程中或者是获取数据的过程中，将来地月转移和进入月球后的变轨，这个过程中我们所要经历的关键性的节点大概有几个？
李春来：第一个就是调向轨道。调向就是为了跟地心、地球和月球之间的三个关系，找出一个最合适的点冲向月球，就是奔月点，找到一个合适的时刻和一个合适的空间位置。飞出去以后，11月1号就是中途轨的修正，也许我们所找的点不是很准确，再算一下三者的关系是不是预先的设计轨道，要进行调整。11月4号还要进行第二次调整。11月5号就要奔向轨道。一个是奔月的点，再有三次轨道修正，然后就是刹车进入轨道。
主持人：您曾经对媒体介绍说，有效载荷故障有多种预案，以免影响对月探测，都有哪些？
李春来：有效载荷在地面都已经做了非常详细的工作，但是因为我们是第一次在月球上探测，很难保证没有想不到的地方。地面就要模拟月球的工作环境和工作状态，找出预案，这个地方出现问题怎么办，那个地方出现问题怎么办，都是成百上千预案的工作，到时出现什么问题，我们就要对这个故障进行分析，分析是什么样的现象，再进行定位，为什么会出现这样的问题，然后会根据预案对它进行修正，使它能够恢复工作。是为了保证我们的有效载荷正常工作，能够完成它的探测任务。
主持人：一旦有些部件或者是软件出了问题，都有相应的措施解决。
李春来：对。我们现在已经有很多准备，但是也很难保证出现问题有我们没有准备的地方。
主持人：能举个例子吗？
李春来：这个问题还是由载荷专家回答比较好。
主持人：接下来的问题，4万到40万公里的空间环境探测是不是进入地月转移轨道之后才进行的？
李春来：实际上我们的高能粒子探测器马上就开始，它现在就在采集数据，因为现在的轨道可以达到十几万公里，远地点可以达到十几万公里，实际上已经在地月空间了。但是现在没传下来，是因为现在工作的天线是全向天线。全线天线功率比较小，密度比较低，可以保证测控，保证卫星轨道运行的控制，但很难把科学探测数据传下来，码速率不够。现在的任务主要是保证卫星的安全和轨道的控制。
网友：你们在地面上怎么跟嫦娥一号取得联系？
李春来：就是靠无线电，卫星上有天线发射信号下来，我们接收，进行处理以后就知道它的状态，我们可以在地面编制好卫星平台一些控制的指令，然后把指令发上去。
主持人：通过无线电可以互相联系。
主持人：在卫星设计过程中或者是工程设计过程中，作为一线的专家肯定有各种各样经历，有没有让您在设计过程中特别挠头的时候？
两位女设计师说一下。
左维：可能最挠头的事应该问李老师，他遇到的可能多一些。
李春来：已经疲了，这是经常碰到的事情，很难回答。一个新系统，因为我们国家是第一次离开地球，整个航空工程我们国家还没有飞出一个地球的探测器。地面应用系统也是第一个深空探测的地面应用系统，所有的东西基本上都是新的，所以碰到的东西都是挠头的事。
主持人：另外两位呢？
王芳：我们要做一些故障预案，要把所有的可能性的故障都考虑到，然后做出相应的策略，可能有些方面考虑的不是很周全。
主持人：哪个预案让您最头疼？
王芳：要看哪个系统，我们系统有时候会考虑到数据链路的中断，因为我们系统是执行调度，其它系统发生的一些故障在我们这儿可能反应比较明显一些，我们这儿都比较紧张。有时突发的故障不能采取非常有效的措施解决，而且首先要排错，查到故障出现在哪儿。
主持人：你最紧张的时候紧张到什么地步？还记得吗？
王芳：主要是实时数据，还有数据的传输过程中，担心它如果发生链路的中断，就会丢失一些数据。
主持人：左维，你遇到什么很头疼的事？
左维：我们这个分系统对我们来讲就是保证通信的畅通，网络一切都要顺，让大家感觉到我们这个分系统不存在，这是最放心的时候。如果哪一天别人来打电话找了，或者是什么，那会儿就是最担心的时候。所有的都要保证畅通，让大家感觉到我们不存在。如果要听见什么链路断了、网络不通，或者是存储盘阵有问题，数据库有问题，或者是服务器有问题，那会儿是我们最头疼的事情。
主持人：一般你们怎么处理？
左维：首先是找出原因。还有不能解决的话，一般都有技术保障人员，重要的时候都有现场保障请求，还有大事小事的应急响应。
主持人：我上周采访其它系统的专家，你知道他们最头疼的是什么吗？太辛苦了，没有节假日，连续三年，春节只休息了三天，很辛苦，这是他们最头疼的事情。
李春来：地面应用系统更辛苦，现在我们的工作肯定没有间断，因为只要卫星在上面转，月亮每天都出来。地面应用系统的工作，我们现在叫月光工作日，月亮出来我们就开始上班，月亮如果下去之后我们还得干两个小时才能下班。月亮每天都出来，大年初一也得出来，年三十也得出来，而且每天出来的时间不一样，每个月24小时轮一次，也许今天是半夜12点出来，明天是半夜1点出来，后天是半夜两点出来，每天往后拖50分钟。所以，地面应用系统以后的工作，一个是跟着月亮走，每天上班时间不固定，也许中午12点钟开始上班，也许是晚上12点钟上班。第二，这一年的时间里没有任何节假日，看病都不行，因为卫星在上面转，卫星不能休息，我们就休息不了，卫星不能停下来。
主持人：您看到您的这两位工作伙伴他们最紧张或者最头疼的时候是什么时候，会遇到一些挫折吗？
李春来：挫折肯定很多，他们最头疼的时候就是看着我发火的时候(笑)。
主持人：为什么要发火呢？
李春来：比如我们正在干工作，突然网络不通了，没有数据了，那首先数据得查出来，是软件的问题吗？说不是软件的问题。是网络的问题吗？网络没问题。那是链路的问题吗？一个一个查，查起来很烦琐。当然我们有些东西都有一些预案，但是一般来讲，我们都希望那个预案做完了以后永远束之高阁，不再看见它了。但是很多出现的问题，都在我们预案里没考虑过、没考虑到的。所以，王芳说怕就怕做预案，就是因为这个原因。因为人要很细心。再一个，要有很有经验才能把预案做出来。而且预案是永远做不好的，因为很可能根本不会把它考虑全。
主持人：那您最紧张的一次是什么时候？
李春来：这个很难说。可能我们最紧张的时候还没到来，应该是第一次接收数据和出第一幅图的时候，应该是我们地面应用系统最紧张的时候。
主持人：所以要马上准备好迎接这一时刻。
李春来：对。
主持人：最后一个问题，嫦娥一号上带了30首歌，这30首歌我们什么时候才能听得到呢？
李春来：也是我来回答。根据飞控的计划，我们认为嫦娥一号卫星在星上状态调整好了，数传天线可以开机了，应该马上就可以听得到。应该也是在数传天线开机的时候，应该是11月18号、19号，按照现在的计划。所以，听到歌的时间，也应该是在这个前后。
主持人：11月18、19号听见。
李春来：11月20号左右时间，应该跟第一幅吐出来的时间差不多。
主持人：应该怎么听？拿收音机可以听到吗？
李春来：那不行。你要听收音机调频、调幅，需要发射机功率很强，北京的台在海南都收不到，是因为功率不够。再就是地球有一个区域，形成反射面，你听不见。月球距离地球40万公里，需要多高发射的能量？所以，我们不能采用在卫星发射以一个声波的方式，或者是FM调频的方式，卫星功率达不到，所以我们只能用天线把数据调制成S波段的数据，地面接收完了以后，我们再把它处理出来，是一个数据文件，这个数据文件到月球上转了一圈了，你可以放到哪个发射塔上发射，收音机肯定听得见，也可以到网上下载。这个文件已经在月球上转了一圈。
主持人：这样的原理。今天我们的聊天也接近尾声了，特别想听一下三位这次参与嫦娥一号工程的工作中有什么感想，简短地跟网友分享一下。
李春来：参加嫦娥工程，这是我们国家航天的第三个里程碑，应该感到很荣幸。这是人生最大的机遇，当然也要能抓得住机遇，我们应该说很幸运碰到这样的机遇。第二，很幸运能够抓住或者是被选来参加嫦娥工程，这是很荣幸的事。
第二个感想，这是我们国家第一次进行深空探测，很多东西都是新的，我们感到里面有很多技术创新性的东西，也感到很幸运能够接触到一些跟过去的工作不一样的东西。人的一生实际上是一个学习的一生，但是这并不是每个人都能有这样的机会去学习的，这也是一个感想。
再一个感想，航天工程需要非常严谨、很细，航天工程真的来不得一点点马虎，必须很周全，而且非常细心才行。
第四，航天工程是一个系统工程，大家一盘棋，搞系统工程最多的是接口，接口要很清楚。另外，各家互相体谅，要全力配合，才能是一个整体。不能说地面应用系统做好就行了，还需要每个系统都做好。
第五个感触就是太累。
左维：我就觉得特别有意义，非常荣幸能够参与到这个工作之中。确实家人、朋友、同学经常会说你现在工作多有意义，都跟嫦娥一号有关系，大家都知道这个任务，我也觉得确实是特别荣幸。在工作之中也觉得确实是特别锻炼人，对人的要求比较高。所以，这个工作之中让自己不断地进步，不断地要求自己。
王芳：小时侯6点30演少儿节目，都是卫星直、转播，我一直有一个梦想从事相关工作。我当时找工作，正好得到了这个机会，能够做跟卫星相关的工作，很荣幸。每个人特别睿智、开朗，能够相处得特别好，能一起做这样一个有意义的项目，虽然辛苦，但是很骄傲。
主持人：三位辛苦了，感谢三位做客新浪嘉宾聊天室，同时也感谢各位网友的关注，本次聊天到此结束，再见！
