天大教师启程参加南极科考

“仰望星空”的天大人 

——天大教师启程参加南极科考 为天文观测提供关键技术 

    天津网讯 刘薇 通讯员 王涛 即时播报 11月2日，天津大学在北洋园新校区举办了一场特殊的出征仪式，该校校长李家俊向即将启程参加我国第32次南极科学考察的计算机学院副教授于策授予了一面天大校旗。于策作为此次南极科考天文组的核心成员，将登上位于南极大陆较高点的昆仑科考站，安装和调试用于保障“南极巡天望远镜”（AST3）进行天文观测的核心数据分析处理平台系统。这面天大校旗将在昆仑站展开，向世界展现天大人脚踏实地，“仰望星空”，致力于服务我国天文观测领域重大战略需求的“家国情怀”。 

    南极成世界天文观测竞技场 天大为AST3提供较强“大脑” 

    “南极由于其大气清洁稳定、视宁度高，且在极夜期间可长时间连续观测，是地球上较佳的天文观测地点，已经成为了世界各国开展天文观测的竞技场，许多新发现都具有重大国际影响”，于策介绍到，我国自2011年第28次南极科考开始在昆仑站附近“穹顶A”观测点安装了“南极巡天望远镜”进行大规模天文观测，当时为望远镜提供数据分析处理技术支撑的就是他所在的“天津大学——国家天文台天文信息技术联合实验室”研发的代AST3实时数据处理系统。而这一次科考，于策也将代表天大直接参加科考活动，并前往昆仑站为“南极巡天望远镜”安装较新一代的AST3实时数据处理系统。 

    据“国家天文台——天津大学天文信息技术联合实验室”主任孙济洲教授介绍，可进行24小时不间断观测的“南极巡天望远镜”被安装在南极昆仑站附近所选择的“穹顶A”观测点。该观测点虽然被世界多国天文学家认定为较佳“天眼”，但“较佳”也往往意味着“较难”。作为望远镜“大脑”的数据分析处理系统需要面对诸多技术挑战：在自然环境恶劣，低温低压、无人值守的情况下，要求整个系统能够在一年甚至更长时间内连续无故障地稳定工作；在观测图像连续获取的极短时间间隔内，必须完成上一幅图像数据的现场分析处理工作，要求数据处理系统必须具有高效的分析处理能力；观测点能源供应极为紧张，包括存储系统在内整个系统功耗要降到较低；观测数据向国内远程传送仅能通过美国铱星公司的“铱星”全球性卫星移动通信系统，带宽低且价格高昂，需要优化工作模式与调度策略。 

    孙济洲、于策所在的天文信息技术研发团队自2008年起就参与到了南极天文观测相关的科研工作中，是中国南极天文中心的正式成员。多年来团队致力于AST3现场观测数据实时处理系统、远程数据传输系统、专用存储系统等方面的软硬件协同研发，针对南极天文观测的特殊需求及硬件环境进行深度定制，通过应用并行算法优化、高可靠守护并发进程及冗余容错等手段，满足了能源严格受限、实时处理、长时间无人值守等各项苛刻的运行要求，攻克了多项技术难关。这次于策前往南极安装较新一代AST3实时数据处理系统，将为中国“南极巡天望远镜”提供较强“大脑”。 

    南极科考选拔严格行程艰难 于策将在“南极之巅”度过春节 

    我国南极科考活动由国家海洋局等部门统一组织。参与科考的队员必须经过严格的选拔和培训，包括体能测试。今年7月份，经由中国南极天文中心安排，于策首先赴西藏，在拉萨和羊八井两地参加了近一个月的高原集训，在通过了各项检测和考核后于9月份接到通知成为我国第32次南极科考的正式队员。 

    此次将前往南极昆仑站的科考队成员共28人，其中天文科考队员仅2人。于策将于11月4日到北京报到，7日登上雪龙号科考船出发，穿越南太平洋西风带，预计在12月初抵达我国南极中山站。而在完成卸货以及向内陆出发的准备工作后，科考队将于12月中旬开始艰苦的向位于“南极之巅”的昆仑站行进的征程。

    从中山站到昆仑站直线距离1228公里，于策等28人只能通过雪地车行进，队员们将面临零下三四十度的严寒低温、暴风雪、“极昼”下无日夜之分等考验，还有可能遇到非常危险的南极“白化天”。这种特殊的天气是由于太阳照射在南极冰盖的冰层后，又反射到低层的云层里，而低空云层中无数细小的雪晶又像千万个小镜子，将光线四散开来，这样来回反复地反射，使人的整个视界里天地白茫茫一片浑然一体，看不清景物，辨不明方向，甚至会产生错觉。 

    在预计经过2周的时间抵达昆仑站后，于策将承担完成天文观测保障平台系统、数据处理及望远镜运行控制系统、台址监测气象站等专用设备及计算机软硬件的升级安装和调试，并协助队友完成望远镜维护工作以及其他科考任务。“明年的整个1至2月份，我都将在昆仑站或往返的路上，这次要在那里度过春节了”，于策说。而在完成昆仑站科考任务后后，于策将再返回中山站，并计划于明年4月中旬才能回到国内。 

    “门外汉”做出大研究 学科交叉成为科技进步助推器 

    “在天文研究领域，其实我们是‘门外汉’”，孙济洲在谈到为南极科考天文观测研发AST3实时数据处理系统的历程时说，“但作为从事计算机信息技术研究的工作者，我们在与天文学领域朋友们的交往中，发现天文学科在空间信息的获取、传输、处理、分析以及存储过程中，甚至在覆盖天文研究全过程、分布在世界各地的各种仪器设备资源的高效、高质量的应用上，均对信息技术的支撑作用有着巨大的需求，更蕴含有对信息应用新技术的研究与突破的诸多挑战。”因此，孙济洲团队自2004年起与国家天文台等开始合作，以学科交叉的模式开创了“天文信息技术”这一新领域，并在2008年成立了联合实验室。 

    这些从计算机领域来的“门外汉”与国家天文台合作参与天文学研究已有11年。除为南极天文观测研发AST3实时数据处理系统外，他们还在复杂天文观测图像的大数据分析，实现分布在全国各地的天文观测设施与信息资源共享的“中国虚拟天文台”建设等诸多研究方向上完成了数十项科研成果，收获了中科院信息化十大优秀案例奖励、8项软件著作权、5项专利、百余篇论文等，培养出新一代以天文信息技术为专长的硕士和博士生。 

    如今，“门外汉”们已经成为天文研究领域专家们的好朋友，受到他们的广泛认同与重视，这一次于策作为天文组仅有的2名成员之一参加南极科考就是较好的证明。而在今年10月16日，在国家天文台的支持下，“国家天文台——天津大学天文信息技术联合实验室”也升级为“联合研究中心”，国家天文台研究员、郭守敬望远镜运行和发展中心常务副主任、中国天文学会常务理事赵永恒博士，国家天文台研究员、信息与计算中心主任崔辰州博士受聘成为了中心的兼职教授，他们将共同培养更多优秀的天文信息技术专门人才。国家天文台科技处处长盘军特意向来自天大的这些“门外汉”们对我国天文学研究的支持表达了感谢，希望双方“把合作科研做得更好，共同推动我国天文事业的快速发展”。 

    除了开展天文信息技术的联合研发外，孙济洲和他的团队还将将视角拓展到了古建筑测绘与保护，民间传统艺术数据化记录与传承等领域，并取得了初步成果，“现在在给本科新生上课时，我总会告诉他们，我们学‘计算机’，却绝不能将视角仅限于‘计算机’，将计算机信息技术应用于与其它学科交叉的领域，会收获新的一片天地。”孙济洲说，“在互联网+的新时代，相信我们的道路会越走越宽广。”