通說：香港“太空慧眼”首登“天宮”空間站“我覺得項目能在兩年的時間內，把這樣一個精密的儀器從無到有做出來，真的是一個奇跡。” 由香港科技大學牽頭研製的全球首款輕小型、高分辨率、高精度二氧化碳與甲烷點源協同探測儀“天韵相機（MUSICO）”，近日成為香港首個登上國家太空站的科研載荷。
“天韵相機”載荷模型。香港中通社圖片 該儀器搭載4個探測光學鏡頭，光譜分辨率可達0.2納米，能分別監測二氧化碳、甲烷、氧氣及氣溶膠，從而減少大氣中蘊含顆粒對探測溫室氣體濃度所造成的影響。 儀器從高約400公里的位置向下探測，能覆蓋“50公里乘50公里”的寬廣區域，相當於囊括大灣區核心城市範疇。與此同時，儀器能够同時精準定位和測量二氧化碳和甲烷的排放點源，是世界首創的技術。 此外，儀器還搭載科大團隊與長春光學精密機械與物理研究所合作的高精度二維轉台，可在太空站以7.7公里每秒的飛行速度中，動態精準追蹤地面排放點源，期望能監測中國99.6%煤電廠的二氧化碳排放量及煤礦99.9%的甲烷排放量。 科大校長葉玉如表示，MUSICO作為全球首款輕小型高精度溫室氣體點源探測載荷，未來將在國家太空站持續運作，為國家提供自主、可控、高可信度的二氧化碳與甲烷排放監測數據，直接服務於國家“碳達峰、碳中和”戰略目標，並為“美麗中國”建設及全球氣候治理提供科學支撐。 從2024年4月通過專家會審的初步立項，到2025年11月系統開始整裝集成、大體完工，項目負責人、科大土木及環境工程學系講座教授兼“傑出創科學人”蘇慧在接受中通社採訪時，以“奇跡”形容該項目。
項目負責人、科大土木及環境工程學系講座教授兼“傑出創科學人”蘇慧。香港中通社圖片 蘇慧曾在NASA（美國太空總署）任職。她說，根據在NASA工作的經歷來看，兩年基本上是“不可能的”，很多項目從最初設計到上天，恐怕需要十年八年的周期。港科大的項目能够在短時間內得到實現，體現出中國在工程實踐上齊備的供應鏈及工程技術能力，香港亦發揮自身優勢，特區政府及社會各界提供資金支持、國際合作平台。 在她看來，將來航天科技乃至更多的科學研發方面，香港和內地的深度融合是必然趨勢，亦是取得勝利的條件。 研發MUSICO的過程並非一片坦途。項目系統工程師、科大太空科學與技術研究院副院長翟成興說，“分光”是一大攻堅難點。光有七種顔色，儀器的一項核心技術是將光分成約200種，對F-P腔的製作工藝要求更高。由於分光的原理是光在兩片玻璃之間的反射，形成共振後光才能通過間隙，因此高精度分光便需要納米級精度的間隙，及幾十個原子層面的精度。 蘇慧說，團隊在攻克分光上的困難時，有大概四、五個月都沒能達成目標。後來，科大的團隊與長春光學精密機械與物理研究所合作攻堅、細化加工具體指標，才終於突破難關。
“天韵相機”載荷模型。香港中通社圖片 “該項目是中國載人航天的第一個對地觀測項目，對未來地球系統的碳循環研究非常有意義。”另一項目負責人、“國家卓越工程師”兼科大土木及環境工程學系系主任張利民指出，項目對服務國家“碳達峰、碳中和”戰略及聯合國全球氣候治理亦有重要的應用價值。 對香港而言，蘇慧相信，該項目能激勵更多香港的大學或科研機構參與到國家的航天項目中去，有著里程碑意義。同時，由於MUSICO非常輕巧，發射成本很低，這也為未來的商業化奠定了基礎，期望能將更多MUSICO組成一個“網”，搭載在微小衛星上，對全球的溫室氣體排放做更高質量的監測，以及服務“一帶一路”國家等，在全球的氣候治理方面有廣闊發展前景。 該項目由科大研究團隊領軍，匯聚跨學科領域的專家學者，成員來自土木及環境工程學系、新興跨學科領域學部等。項目於2024年底獲中國科學院空間應用工程與技術中心正式委託立項，與中國科學院長春光學精密機械與物理研究所合作研製，同時獲香港特區政府創新科技署資助。 【編輯：胡雪石】
|
