本刊记者  石艳美
　　
　　当今的时代，各国在太空领域的竞争已经进入了新的阶段。作为新兴航天大国，中国通过在航天领域几十年的发展，目前也迎来了前所未有的新阶段。不言而喻，空间领域的发展，离不开强大的空间探测技术的支持。空间探测技术可以获取大量可靠的科学探测数据，为空间活动的安全、空间军事防御及人类生存环境的维护提供科学依据和防护对策。
　　2010年，我国地球空间双星探测计划与欧洲空间局的新途径化联合团队获得了2010年度的杰出团队成就奖。设立于2000年的杰出团队成就奖是国际宇航科学院每年颁布的两个主要科技奖项之一。而此次“双星计划”中性原子成像仪的共同项目负责人正是路立。8年过去，现已63岁的路立仍在自己的科研领域继续不遗余力，为我国空间领域发展竭尽全力！
　　

勇挑重担，出色完成“双星计划”任务

　　地球空间双星探测计划又简称为“双星计划”。“双星计划”是由空间物理学家刘振兴院士等人于1997年提出的。2001年7月，中国航天局与欧洲空间局正式签署合作协议，启动该计划。这是第一个由我国提出的空间探测国际合作计划。在这次任务中，路立担任”双星计划”TC-2卫星上中性原子成像仪（NUADU）的主管设计师，参与了NUADU中欧联合研制的全过程，主要负责NUADU与卫星的技术接口和卫星数据处理软件的编写。
　　据路立介绍，中欧合作的“双星计划”的目的就是要探明“地球空间暴”发生的原因和规律。“双星计划”使用2颗飞行器来研究地球磁气圈，它们与欧洲航天局的4颗“星簇”探测卫星协同工作。“双星计划”的两颗小卫星，运行于目前国际上一些地球空间探测卫星尚未覆盖的两个重要活动区（近地赤道区和近地极区）。该计划用高分辨率的仪器探测这两个活动区场和粒子的时空变化规律，系统研究地球空间环境全球变化对太阳活动、行星际扰动及磁层亚暴和磁暴的响应过程。
　　可见，“双星计划”的实施，具有重大意义：可以推动我国空间和空间环境探测技术跨越式的发展，缩短与国际上的差距；通过国际合作，可以提高我国有效载荷研制技术的发展；推动卫星平台某些技术，如卫星剩磁和卫星表面等电位等技术的发展；提高我国卫星科学数据系统有关科学和技术的发展，如科学运行硬件和软件系统、科学运行计划、在轨科学数据校正和数据产品研制等；还能获取大量可靠的科学探测数据，提出符合实际的地球环境动态模式和预报方法，为保障航天活动和国家安全提供科学数据、科学依据和防护对策。
　　通过”双星计划”，我国在国际空间界的地位和作用得到了极大提升。作为其中重要负责人的路立，不但独立完成了仪器的辐射环境分析和热安装及热控技术需求报告，在担任NUADU主管设计师期间，还作了大量的技术资料积累和有关NUADU的技术指标检测，积累了许多中性原子成像仪的研制经验，并且发表了粒子探测与反演研究的论文十余篇，为NUADU研制的数据采集处理系统软件申请了国家专利。
　　

创新空间探测技术，研发我国自主知识产权探测仪

　　中性原子成像技术是目前对空间等离子体分布进行可视化遥感的唯一途径。路立介绍道，中性原子成像探测技术是近年来应用于空间探测的一种高新技术，它利用中性原子在空间运动不受磁场约束的特性可对空间不同区域的能量粒子进行可视化遥感，形成空间粒子分布图像。“对于自旋稳定的卫星，把多个探测器单元沿180°仰角排布可使粒子分布图象覆盖全空间4π立体角，图像的最小时间分辨为一个卫星自转周，探测的粒子能量范围从几十个keV到几百个keV。”对此，路立作了详细解释。
　　据路立介绍，美国IMAGE卫星上的HENA和我国的探测二号卫星上的NUADU成功运用中性原子成像技术获取了磁层亚暴和磁暴期间中性原子辐射源的空间分布和时间演化过程的二维图像资料。这种大信息量的二维图像资料对于灾害性空间天气发生和发展过程的监测和分析在技术手段上有着革命性的提升。
　　但不可忽略的是，二者也有其不成熟的一面。路立说，“HENA空间分辨能力强，但时间分辨能力不如NUADU，通常获取一帧可用于反演的二维图像需要约10分钟积分时间，与亚暴增长相的时间尺度相当；而NUADU以4分钟的时间分辨，在磁层亚暴动力学过程研究中略有优势。” 而中性原子成像仪的关键技术在于其高灵敏的小型半导体探测器集成组合设计、皮秒级粒子飞行测量、噪声控制以及超高压偏转控制等，可见，针对不同的空间区域和监测目标研发具有我国自主知识产权的中性原子成像技术，对于空间科学研究有着十分重要的意义。
　　总结双星TC-2上NUADU的设计经验，利用双星开创的良好国际合作局面和空间中心具有效载荷的研制基础，针对实际卫星轨道和特定的监测目标完善中性原子成像的原理设计，路立和团队从源头上提出了创新的科学探测理念，在“MIT卫星计划—中性原子成像技术”子课题中完成了模样机研制，这是我国第一代中性原子成像仪的全部功能模块和工程样机。
　　对于该仪器的应用前景，路立说道：“中性原子成像技术以大信息量和物理直观特性将成为空间环境监测、研究和预报的重要仪器之一，代表了空间探测的发展方向，可应用于各类空间环境探测研究的卫星项目中。”
　　

勇做开拓者，为科研不遗余力

　　谈到与空间领域的结缘，路立的经历似乎有些与常人不同。1955生人的他，当过知青下过乡，1978年考上河南大学物理系。大学毕业后，路立脑子里一直在想，什么才是和物理相关的“高大上”的专业呢？于是，他选择去学习天文学，并如愿以偿地考到了云南天文台做太阳物理研究。这期间，他接触到了光学观测仪器，对太阳进行观测研究。硕士毕业时，路立一直在思考一个问题，“太阳距离太遥远，只可以用不同波段去观察，但不能采样”。转念，路立开始琢磨空间的问题，他说，“很多问题只有通过采样才能来研究，所以我就想把我的课题转到到地球空间来”。
　　1997年，路立考入中国科学技术大学地球与空间科学系，开始做地球空间的课题。而在这之前，路立已在郑州纺织工学院从事了10年物理教学工作。2000年博士毕业，这时的路立已经45岁。不惑之年的他居然选择离开家去攻读博士，这确实有些“任性”。可路立心里清楚：“我要回归我的专业。 ”
　　路立开玩笑地说：“我这个人比较轴，觉得有问题就应该搞清楚。”而正是这种“轴”，路立一直走到了现在。尽管现在已经到了退休的年纪，但他仍在坚持做项目，仍在为我国空间探测领域发光发热。他说：“该做的事情就想把它做完，即便是退休了，看着自己完成了领域内第一步的创建工作，这对我来说就是最大的成就感。”
　　
　　
专家简介：
　　
　　路立，1955年生，中性原子成像仪国际合作研制团队项目负责人。1982年毕业于河南大学物理系，获理学学士学位；1986年毕业于中国科学院云南天文台太阳物理专业，获理学硕士学位；2000年毕业于中国科学技术大学地球与空间科学系，获理学博士学位；2002年于中国科学院空间中心空间天气实验室完成空间物理博士后研究。曾担任“双星计划”中性原子成像仪的共同项目负责人，从事地磁空间磁暴环电流的中性原子成像探测与反演研究；目前正领导一个国际合作团队，承担MIT卫星计划的中性原子成像仪（NIAS-H）研制工作。2000年获香港求是基金会求是研究生奖学金；2001年获国家人事部一等博士后奖励基金；2005年获国防科工委探测卫星研制个人二等功；2005年获欧空局CLUSTER空间探测突出贡献奖；2010年获国际宇航科学院双星/CLUSTER杰出团队成就奖。共发表论文80余篇，其中SCI、EI论文28篇，专利4项。