给大气做一次“CT”扫描

　　对于很多人而言,中国航天科技集团公司九院704所是一个陌生而又神秘的名字:这里承载着我国航天遥测系统研制的重大使命,承担了以“两弹一星”、载人航天、探月工程、北斗导航、新一代运载火箭等为代表的国家重大工程、国防装备研制任务,每一枚运载火箭的发射、每一枚卫星的上天、每一艘飞船进入轨道……都凝集了704所每一位航天人的无数心血。

　　但令很多人想不到的是,这个看似“高大上”的航天信息系统大所却又离我们的生活如此接近。适逢704所建所60周年之际,新华社记者走进了“神秘”的704所永丰基地,和大家一起探访“高大上”的航天技术究竟是如何“接地气”的。

　　“给大气做一次CT扫描”

　　近年来,PM2.5成为国人熟悉的一个名词。但是你知道雾霾天气时,每立方米的空气中有多少PM2.5吗?

　　“用这个探测系统就可以做到。”在704所位于海淀区永丰基地里,激光遥感数据反演应用组王丽东正在调试着一台将要交付中国气象局使用的大气探测激光雷达系统。

　　与想象不同,这台激光雷达不到一人高,缓缓地从装备车辆里“升”起至车顶。王丽东说,通过车内操作台遥控就能探测垂直30公里及水平10公里内大气中的污染物类型、数量,区分PM2.5等细小粒子种类。

　　“这就相当于给大气做了一次CT扫描。”704所激光研究室赵一鸣说,“激光雷达在大气探测中扮演着‘千里眼’的作用,它拥有8个探测参数,可通过大气中不同粒子的波长反应区分粒子的大小,根据偏振通道区分物体形状。”

　　目前,我国PM2.5依靠点状设备监测,PM2.5浓度是通过对监测点位中的滤膜称重后计算得出,数值所反映的是每立方米中PM2.5的重量,无法反映污染物传递的过程,而这个问题恰好能通过激光雷达的监测数据解决。

　　赵一鸣说,根据实时参数,环保部门可以建立起包括时间、空间、污染物等在内的四维信息,污染物的源头何在、流向哪里,这些问题在图像上一目了然,可以极大降低污染治理的成本。

　　“国家每年在航天科技方面投入了大量的财力、物力和人力。”704所党委书记温斌说,在保证完成国家交付的重大任务的同时,704所始终致力于航天技术的科技成果转化,目的就是让更多人享受到航天科技进步带来的红利。

　　“让更多人呼吸到和宇航员一样的新鲜空气”

　　“‘航天品质’就是最好的保障。”704所所长李凉海说,目前该所在智能感知与信息服务、健康环境监测、太赫兹产业等领域完成了多项航天技术向民用市场的转化,让“航天品质”的产品进入到民用市场。

　　“我们开发的室内空气质量监测及净化处理系统融合了多项应用于空间站项目的最新技术成果。”704所产业发展处刘波说,“该系统对PM2.5的一次净化率超过99.8%,一次灭菌率高达99%,太空空间站里宇航员呼吸的空气都是用这项技术进行处理的。”

　　2012年,由704所融合太空空间站和水下潜艇密闭空间环境监测和管理系统最新技术成果,创新研制的室内空气新风系统,在天津市泰达保育院投入使用。刘波介绍,安装新风系统后的一年间,保育院托班2至3岁小朋友的出勤率就达到了小班、中班、大班的正常水平。“在诺如病毒爆发期,保育院也没有出现发病情况。”

　　不仅如此,704所还将航天科技中前沿的太赫兹技术“搬”到了我们身边。

　　“现在机场、火车站等安检设施大都运用的是X光技术,虽然比较准确,但对人的身体健康有一定损害。”李凉海说,704所在2013年研发了主动式监测的三维太赫兹人体安检仪,通过太赫兹技术不仅能够监测出汽油、刀具、爆炸物、毒品和违禁物品,其所产生的辐射仅相当于“一台手机产生辐射的千分之一”。

　　今年8月,两台太赫兹安检仪正式交付乌鲁木齐南站使用。该所研究人员介绍,安检仪试运行期间,每天安检人员400到500人,安检仪人体观测图像清晰,将人工智能技术应用于危禁品识别,观测结果与人工检测结果一致。

　　“我们的征途不只是星辰大海”

　　如果中国航天历史发展是一幅气势恢宏的长卷,704所则是长卷中浓墨重彩的一笔。

　　704所党委副书记戴保平介绍,从仅有几间简陋的办公室组成的“国防第五研究院一分院八室”到占据中国航天测控导航、传感器、雷达专业主导地位的航天“国家队”成员,高质量、高可靠的产品与服务为中国航天事业的发展做出了重要贡献,“探索宇宙到达哪里,我们的测控保障就跟到哪里。”

　　“我们的征途不只是星辰大海。”温斌说,60年来,704所从较为单一的遥测研究所转向航天电子信息系统大所,确定了“3+6+2”的顶层专业发展格局,聚焦测控通信导航、传感器、雷达与对抗三大主业,归核发展测控通信、卫星导航、精确制导与信息对抗、卫星有效载荷、MEMS与传感器、信息安全六大领域,规模化发展太赫兹、智能感知与信息服务两大航天技术应用产业。

　　2016年11月22日,704所与意大利、德国等相关研究机构签署了合作协议,为后续激光遥感专业提供了技术保障；2017年5月,哈萨克斯坦某公司领导受邀来访,重点了解了太赫兹安防系统及无人机应用系统。双方就合作意向、合作模式及愿景达成一致,并签署了合作框架协议……李凉海说,预计到“十三五”末,704所国际化收入占主营业务收入比重将超过10%。

　　“航天精神是704所人干事创业的灯塔。”温斌说,今年是704所成立六十周年。“60年转瞬即逝,从蹒跚起步到稳健地成为中国遥测事业的国家队,704所的奋斗发展史正是中国航天事业不断创新发展的历史缩影。”