近日,神舟十六號載人飛船成功發射,景海鵬、朱楊柱、桂海潮三名航天員順利進入太空,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。

當中國空間站經過四川甘孜上空時,這精彩一刻被瀘定中學孩子們提前架好的天文望遠鏡盡收眼底,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。

(圖說:阿里志愿者和孩子們在調試設備)

西部地區普通的鄉村孩子,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鏡,并且開發了一個觀星小程序,使用光學追蹤技術,讓天文望遠鏡自動追蹤到許多行星和近地軌道人造天體(衛星、空間站等),并能拍下珍貴的照片。

(圖說:志愿者和孩子們拍下的中國空間站)

事情緣起于四川甘孜州瀘定中學校長方潤根的突發奇想:去年8月,作為杭州學軍中學西溪校區副校長的他來到瀘定駐點幫扶。在教學中,方校長發現,科普師資力量在鄉村地區普遍缺乏,培養鄉村孩子對高科技的興趣愛好、發展學生科技社團需要專業的設備,設備也稀缺。

這一切并未阻擋鄉村孩子們對浩瀚星空的好奇與熱愛,瀘定中學學生中不少天文迷。跟同學們交流了以后,方校長發現很多同學都關注中國空間站,但是對于中國空間站什么樣子,大家都只是在電視上見過。

“中國航天這幾年發展太快了,看到空間站發射成功,真的非常自豪我身在這樣的祖國,當然如果能親眼看到中國空間站,那就更激動了。”學生毛杰說。

方校長覺得,如果能夠讓孩子們看到中國空間站,他們會更加深刻在心里萌發科學的精神,并認識到祖國的強盛。多方打聽下,他找到了阿里“向天空出發”公益幸福團求助。

(圖說:在瀘定中學駐點幫扶的方校長)

“公益幸福團”是阿里員工自發成立的員工公益組織,阿里內部鼓勵員工業余時間投身公益,員工根據不同的公益志向,組成不同的“公益幸福團”,寓意“公益有伴,幸福抱團”,據悉,阿里內部近兩百個公益幸福團。

“向天空出發”公益幸福團,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村孩子發射了一枚氣象探空火箭。

接到方校長求助后,“向天空出發”公益幸福團團長曹林,萌發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!

(圖說:“向天空出發”公益幸福團團長曹林在給孩子們上課)

阿里志愿者們了解到這樣的系統,畢業于北大的天體物理學博士劉博洋曾開發過一個,但很難給非專業人士使用。為了瀘定的孩子們,志愿者們聯絡到劉博洋博士。大家一拍即合,約定共同開發一個可供鄉村學校使用的天文觀測系統。

(圖說:天體物理學博士劉博洋)

捕捉“天宮”腦洞很浪漫,但系統開發起來卻很不容易,志愿者們很快遇到了各種挑戰: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,相當于要在100米遠的地方,精確看到并追蹤一根頭發絲。

此外,如果想要當地師生經過簡單培訓,也可以操作這樣的一個系統,隨時隨地能拍攝星空,對程序的易用性也提出了超高的要求。

為此,志愿者雷斌在方案設計的階段就提出,要通過云計算,讓望遠鏡能夠進行OTA升級,觀測到不同的目標;志愿者趙培龍曾經是一名自動駕駛工程師,他解決了望遠鏡有烏云過境的追蹤問題;志愿者劉旭恒開發出了簡單易懂的觀測頁面;志愿者柴東凱則操心起了教學可行性的問題,自學了不少天文學知識,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個程序員志愿者經過反復的試驗,共敲擊7799行代碼,終于通過“施卡/牛反深空望遠鏡+高精度赤道儀+導星系統”搭建一套基本自動化的天文觀測設備。最終,大家一起把一個需要幾十個參數調整的系統,變成了一個容易操作的簡單程序。

(圖說:志愿者們在測試系統)

在志愿者們開發的,高精度軌道光學巡天追蹤系統的支持下,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、以常見的天文教學為例,一個校園天文臺需動輒投入數十萬、上百萬,且設備標準化不足,后期運行維護成本高昂。很多學校的科普課程最終難逃“不了了之”的結局,特別是鄉村地區的孩子,他們很少有機會“眼見為實”地看到中國航天的進步,更難了解背后的原理,以及相關的科學知識。

志愿者們想做的,就是以低成本、可復制、可持續的方式向鄉村孩子們進行科普,以技術力量彌補數字鴻溝,傳承科學精神。

觀測當日凌晨,當中國空間站從四川上空飛過時,志愿者們和瀘定中學的孩子一起,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!”

觀測結束后,阿里志愿者們把全套觀測系統捐贈給瀘定中學,供師生們日常觀測學習,志愿者還加入了瀘定中學天文社,遠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,都出生在中國鄉村,希望通過我們的微不足道的努力,也能在鄉村小朋友心里種下一顆關于天空和夢想的種子。也許在不遠的未來,下一個航天員就在這群孩子中誕生。”曹林表示。

(圖說:阿里志愿者和孩子們在一起觀測)

天文學瞄準的不只是宇宙,更是未來。有人仰望星空,有人扎根泥土。浩瀚宇宙,人類存在到底是從哪而來,將去到哪里?這些答案,也許會從中國鄉村的溪流間,瓦房里,驢背上被回答出來。