#视频 - 我系吴波教授接受了《今日香港地- 港故事Ⅱ》的访问

4月底，中国载人航天工程办公室宣布已基本完成首次在港澳地区选拔载荷专家的工作，不久将正式对外发布相关信息。

「国家首次在港澳地区选拔载荷专家，这在香港各界产生了很积极的反响，对我们青年科技人员是一个很大的激励。」近日，香港理工大学张心瑜空间科学教授、土地测量及地理资讯学系副系主任、深空探测研究中心副主任吴波在香港接受GDToday记者专访时说，他的团队中有不少研究人员热情参与报名，在过程中获得了许多新的知识和体验。同时，深空探测也在香港社会收获了更高关注度。

一直以来，港澳地区利用优势资源与技术积极参与及支持载人航天工程等工作，香港理工大学就是重要参与机构之一。其中，通过对太空星体进行测绘，对我国探测器着陆区地形地貌分析与着陆点评估选取，吴波及其团队都是主要参与者之一。今年，学校还建立起太空资源实验室，以妥善储存及深入分析月壤，并作生物及物质科学研究。

「十几年前香港的商业气氛比较浓厚，而现在创新科技在香港得到了前所未有的重视。」回看自己在香港十五年的科研时光，吴波感叹香港融入国家科研大环境使得他和团队有幸参与最前沿的重大项目，期望未来创新科技的发展给香港这座城市带来更多的机遇。

#如何为一个没有任何数据的未知星球绘制地图？

2011年起，吴波及其团队相继参与国家「嫦娥」探月工程和行星探测任务，利用遥感数据为月球及火星进行地形测绘，并通过地貌分析技术评估选取安全且具科学价值的着陆点，为我国深空探测贡献「香港智慧」。

与记者会面时，吴波和团队成员正忙于「嫦娥七号」探测任务和「天问二号」探测任务的测绘工作，多个难点需要攻破。「对太空星体进行测绘」，普通人听起来犹如天方夜谭一般，但却正是吴波每天需要面对的课题研究。「就像任何人去到陌生地方都需要一张地图，我们去到另一个星体之前，也要进行测量分析来获取一份地图。」

他说，虽然团队面对的难关总在「指数级」增加，但他们不断创新研发出新技术，为科研工作带来突破性进展。「最近我们也有很多从前未曾遇到的情况，所以挑战不小，但我们有信心。」他平和地笑了笑。

记者：除了一般人理解的「精确」，这份地图还需要有什么功能？

吴波：我们去另外一个星体进行探测之前，最重要的工作是要对星体进行测量，通过遥感手段获得一张地图，特别是三维地图，能够展现地形地貌，从而找到合适的着陆点。

首先是考虑工程安全性。我们利用地理信息系统人工智能技术自动识别星体的卫星图像，比如石块、撞击坑、火山锥这些地形的褶皱、河谷等，从而分析整个星球表面哪些地方最安全。比如我们会选择地形相对比较平坦的地方；另外，海拔也是一个重要因素，海拔越低的地方给降落伞更多时间来减速，增加着陆的安全性。

第二，我们也要考虑科学意义。去到外星做科学研究，我们会想知道在过去几十亿年的漫长岁月中，这里曾经发生过什么？在几十亿年以前，它有没有可能是一个古海洋？现在它变成了一片沙漠，中间几十亿年发生了什么？测绘遥感技术能够有效地分析地质历史，比如找到能够记录地质演变的一些矿物，如果有含水的矿物，那么就证明这个地方在远古时代可能有水的存在，才能够导致这种矿物的形成等。

综合这两点，我们就能协助选取星球表面可能的着陆区。

记者：这项技术难在哪里呢？

吴波：比如我们正在参与国家未来对一颗近地小行星进行探测的任务——「天问二号」探测任务。

这个任务中，小天体的形状不规则，自转速度也非常快，体积比较小。尤其困难的一点是我们目前没有任何现成的数据和数据，这些都给我们测绘和遥感的分析带来了巨大的困难。所以我们在实验室搭建了一个模拟仿真的实验场，希望模拟一个实际的环境来进行分析。同时我们也在改进和优化测绘遥感的方法，针对不规则的星体进行有效的测量和分析，为未来选取可能的着陆区域进行分析和研究跟踪。

记者：人工智能技术能为您和团队的工作带来哪些便利呢？

吴波：关于这一点我们有非常深刻的体会。举个例子，我们十几年前做「嫦娥三号」探月任务的时候，只能借助人工力量手动画出着陆区的石块、陨石坑密度分布的情况。

但到2019年「嫦娥四号」着陆任务的时候，机器学习这种人工智能的方法就得到了有效的发展。我们利用人工智能技术帮助我们自动化地用算法来处理这些卫星图像，识别石块、陨石坑等地貌特征。这极大提高了我们的效率，减少了我们的工作量，人工做最后的检查、查漏补缺就行了，这也改进了我们结果的可靠性。这个方法也在「天问一号」探测任务中得到了有效应用。

我们的国际同行对我们的创新做法给予了高度评价，这是人工智能技术在深空探测领域成功应用的一个典型例子，是非常大的技术进步。

#为什么选择到香港做科研？

2006年，吴波在获得武汉大学摄影测量与遥感专业博士学位后赴美国从事研究工作。2009年，他回国加入香港理工大学，继续专注于摄影测量、行星测绘、行星科学研究。在我国月球探测任务(「嫦娥」三号、四号、五号、六号)与火星探测任务中，吴波和他的团队为着陆区地形地貌分析与着陆点评估选取提供了科学参考。

「能够参与国家航天工程对我们而言是十分宝贵的机会」。吴波团队成员、香港理工大学土地测量与地理资讯学系博士研究生李兆津对记者说，参与「天问一号」探测任务让她锻炼了解决问题的能力和坚韧的性格，也学会如何在高压面前放平心态，拆解问题。「这对我之后的生活也产生了巨大帮助。」

记者：您当时为何选择来到香港继续科研工作呢？

吴波：那时我国的「嫦娥一号」「嫦娥二号」都已成功发射，「嫦娥三号」也准备着陆月球。我当时就想回国，希望有机会参与到国家的深空探测任务中。香港背靠祖国内地，面向国际，是一个得天独厚的地方，创新科技的国际化环境和视野都非常好。回到香港以后就正好搭上了这样的顺风车。

现在回过头来看，觉得自己很幸运，能够有机会深入参与我国重大航天任务。

记者：您认为香港高校的科研氛围怎么样？

吴波：你别看香港地方小，但是有五所大学在全球排名前100。我想这与香港国际化的氛围，拥有国际一流的人才密不可分。

重要的是，香港背靠祖国大陆，面向国际，担当着「超级联系人」独特角色，使我们大学教授有机会能够参与到国家的重大科研项目中。航天只是其中一个例子，我的同事们有的参与了国家高铁的大发展，有的参与了港珠澳大桥建设等重大项目，这是其他地区学者可能不具备的一个条件。

记者：与十几年前相比，您觉得现在香港的创科氛围有什么变化？

吴波：也许十几年前香港的商业气氛更加浓厚。我认为现在创新科技在香港得到了前所未有的重视，香港也加强与内地各个城市间的交流与合作。这对于创科行业相关人士而言，不管是大学研究人员、社会公众还是一些创科公司等，都带来了前所未有的机遇。

香港的科研人员应该要非常积极地去拥抱这样的机遇，促进我们自身创新科技的发展，为香港的经济发展增添动力，同时也为大湾区、为国家的创新科技发展、社会进步提供动力。

#如何吸引年轻人投身创科？

祖国的未来在于青年。如何吸引更多年轻人参与科研工作，培养科学兴趣，也是吴波团队正在钻研的课题。

2022年，他们借助VR技术开发出一套虚拟现实系统，只要戴上眼镜，手持手柄，就能「自由穿梭」于火星表面，探索一望无垠的太空。「很多人忙于手头的工作，有机会抬头看看星空也是件快乐的事。我的学生就建议利用真实的月球和火星表面的图像和数据，让更多人有机会『到外层空间看看』。」吴波说。

目前，该套系统正长期展出于香港太空馆。「看到小孩和老人都在排队，非常认真地体验每一个场景，感受一些失重动作，我们真的非常感动。说不定今天埋下的种子，能够为未来人类探索深空、突破极限播种生机。」吴波说。

2022年，国家宣布启动第四批预备航天员选拔工作并首次在香港选拔载荷专家。香港各高校及科研机构反映热烈，不少一线研究人员踊跃参与选拔，吴波团队成员、香港理工大学土地测量及地理资讯学系副研究员陈龙就是其中之一。「载荷专家要在空间站操作实验仪器完成实验任务，需要考虑他的综合素质，比如是否能在新环境快速适应和掌握新的知识。不得不说，这对我是一种挑战。」陈龙坦言，在选拔过程中，他从众多参选者身上看到了为国家航天事业奉献的向往，「虽然来自不同学科背景，大家都想投身于国家的航天事业，让我深受感动。」

记者：在香港选拔航天载荷专家引起了怎样的反响？

吴波：在香港各界产生了非常积极的反响。我们实验室的同学都很热情地报名参与。我想对我们研究人员是一种激励，同时对我们的青年科技人员也是一个很大的激励，对他们的专业发展，未来职业规划都会很有帮助，尤其是对中小学生，对社会公众产生的影响都是非常正面的，增加了社会对国家的向心力。因为大家都想通过航天去了解一些根本性的问题。比如人类是怎么来的？是由小行星撞击地球带过来的水和有机物慢慢发展起来的吗？还是其他的原因？还比如牵涉到未来人类发展的问题。我们有没有可能在其他星球建立人类基地？这些话题能够吸引公众的注意力，吸引大家的兴趣，能够激发青年学生，甚至一般社会公众对参与国家事业的热情。

记者：是否有更多年轻的科研人员想加入这个领域？

吴波：我们过去参与国家深空探测任务的成功，在校内和香港社会都引起了广泛的兴趣。一个最直接的例子就是我们学校新开了一门给本科生的课，叫做「深空探索」，面向全校所有本科生开设。学生来自不同的专业背景，比如机械工程、社会科学、计算器科学等，有些是香港本地的学生，有些是内地来的同学，也有国际上的学生。

同学们通过这样一门课能够更多了解深空探索是怎样一个过程，了解基本的原理方法，以及我们国家和世界上其他国家过去几十年在深空探索方面所取得的一些成就。不少学生和我说，这个课程令他们开阔了视野，地球其实在宇宙中间就是很小的一粒沙尘，外面还有更广阔的宇宙等待着探索。我想这激发了他们学习高新科技，获得更多的科学训练，或许未来有机会也能够参与到重大科技探索活动中。

【来源】今日香港地- 港故事Ⅱ