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。

◎封面新聞記者 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對接。

當(dāng)中國空間站經(jīng)過甘孜上空時，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5個多月，制作了一個能觀測中國空間站的天文望遠(yuǎn)鏡，并且開發(fā)了一個觀星小程序，使用光學(xué)追蹤技術(shù)，讓天文望遠(yuǎn)鏡自動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(qū)副校長的他來到瀘定駐點幫扶。在教學(xué)中，方校長發(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)村孩子對高科技的興趣愛好、發(fā)展學(xué)生科技社團(tuán)需要專業(yè)的設(shè)備，設(shè)備也稀缺。

這一切并未阻擋鄉(xiāng)村孩子們對浩瀚星空的好奇與熱愛，瀘定中學(xué)學(xué)生中不少天文迷。跟同學(xué)們交流了以后，方校長發(fā)現(xiàn)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過。

“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(dāng)然如果能親眼看到中國空間站，那就更激動了?！睂W(xué)生毛杰說。

方校長覺得，如果能夠讓孩子們看到中國空間站，他們會在心里萌發(fā)更加深刻的科學(xué)精神，并認(rèn)識到祖國的強盛。多方打聽下，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)部鼓勵員工業(yè)余時間投身公益，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。

接到方校長求助后，“向天空出發(fā)”公益幸福團(tuán)團(tuán)長曹林萌發(fā)了一個更大膽的想法：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)博士劉博洋曾開發(fā)過一個這樣的系統(tǒng)，但很難給非專業(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，約定共同開發(fā)一個可供鄉(xiāng)村學(xué)校使用的天文觀測系統(tǒng)。

捕捉“天宮”的腦洞很浪漫，但系統(tǒng)開發(fā)起來卻很不容易，志愿者們很快遇到了各種挑戰(zhàn)：追蹤一個在400公里外高速運動的物體，在視覺算法上僅僅有一個“點”清晰度的中國空間站，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)過簡單培訓(xùn)，也可以操作這樣的一個系統(tǒng)，隨時隨地能拍攝星空，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(shè)計階段就提出，要通過云計算，讓望遠(yuǎn)鏡能夠進(jìn)行OTA升級，觀測到不同的目標(biāo)；志愿者趙培龍曾經(jīng)是一名自動駕駛工程師，他解決了望遠(yuǎn)鏡有烏云過境的追蹤問題；志愿者劉旭恒開發(fā)出了簡單易懂的觀測頁面；志愿者柴東凱則操心起了教學(xué)可行性的問題，自學(xué)了不少天文學(xué)知識，希望能夠給孩子們解答問題。

從去年12月份開始，歷時5個多月，5個程序員志愿者經(jīng)過反復(fù)試驗，共敲擊7799行代碼，終于通過“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化的天文觀測設(shè)備。最終，大家一起把一個需要幾十個參數(shù)調(diào)整的系統(tǒng)，變成了一個容易操作的簡單程序。

在志愿者們開發(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、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(wèi)星等，成本僅為幾萬元。

曹林說，航空航天教育門檻高、實施難度大，以常見的天文教學(xué)為例，一個校園天文臺需動輒投入數(shù)十萬、上百萬元，且設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化不足，后期運行維護(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，他們很少有機會“眼見為實”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(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)力量彌補數(shù)字鴻溝，傳承科學(xué)精神。

觀測當(dāng)日凌晨，當(dāng)中國空間站從四川上空飛過時，志愿者們和瀘定中學(xué)的孩子一起，動手拍下中國空間站的影像，和天上的航天員說了一聲，“你好，我們在這里！”

觀測結(jié)束后，阿里志愿者們把全套觀測系統(tǒng)捐贈給瀘定中學(xué)，供師生們?nèi)粘Ｓ^測學(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航天員都出生在中國鄉(xiāng)村，希望通過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)于天空和夢想的種子。也許在不遠(yuǎn)的未來，下一個航天員就在這群孩子中誕生?！辈芰直硎尽?/span>

天文學(xué)瞄準(zhǔn)的不只是宇宙，更是未來。有人仰望星空，有人扎根泥土。浩瀚宇宙，人類到底是從哪而來的，將去到哪里？這些問題的答案，也許會從中國鄉(xiāng)村的溪流間、瓦房里、驢背上被回答出來。