相里斌获奖 相里斌:五四奖章标兵
1995年6月22日是我终生难忘的日子,那天我顺利通过了博士学位论文答辩。一片辽阔的天空展现在我面前,怀着对科学事业的憧憬、带着振翅翱翔的冲动,我迫不及待地投入到科研工作中去……
艰难的起步
干涉光谱成像技术对许多人来说是陌生的,在我开始博士论文研究时,就有老师告诉我,这项技术起源于迈克尔逊干涉仪,已有百年的历史,创新空间不大。而自己在调研时也发现,参考文献很少而且大多是三四十年前的文章。在我困惑的时候,导师薛鸣球院士坚定地鼓励我,并且说这项技术是非常有用的,研究深入了就会找到新的突破口,恩师打比方说,对我科研方向的安排就像围棋中布局的一粒闲棋,眼下看起来很孤单,将来会发挥重要作用。
经过三年多寂寞执着的探索,我终于发现,随着计算机、信号处理、光电探测器件等相关技术的发展,干涉光谱成像技术迎来了新的一轮创新突破,国外对这项技术的研究也越来越多,空间调制型、计算层析型等新方案不断涌现,应用领域从地面到空间、从原子到宇宙越来越广阔。
博士毕业后我在中国科学院西安光学精密机械研究所(以下简称“西安光机所”)继续博士后研究工作。
1996年,在薛老师的鼓励下,我申请得到中国科学院院长基金的支持,经费8万元。这个课题使我激动不已,因为这是我科研工作中得到的第一个课题!我立即购置了一台价格相对便宜的586兼容机,因为大量的理论结果需要进行计算机模拟,之前是把自己写好的程序拷贝到软盘里,然后在所里寻找上机的机会,往往一次运算需要半天时间,效率很低。
有了586,我每天能够完成上百次运算,可以快速发现自己的研究结果是否正确、理论模型还需要做哪些修改。
同年,国家863-308专家组发布指南,提出开展光谱成像技术研究,这简直就是一场及时雨,因为要开展实验工作,购买设备、器件,还要设计加工,我有限的科研经费很快就用完了。我立即准备好申请书,并与项目组两位同志出差到北京,希望能够到专家组办公室介绍我们的创新方案。
谁北京的当天晚上,我突然发起了高烧,同事用借来的自行车推着我到医院打针输液。整整一个晚上,同事陪着我,一遍一遍更换敷在我额头的毛巾,半昏半醒的我不知说了些什么。
第二天早上,同事陪着我来到308办公室,一进门把工作人员吓了一跳,赶紧让我坐下拿来杯热水。要知道,当时的我仅仅是个博士刚毕业的年轻人,308办公室同志的热情,使我倍感温暖,当时的情景我至今记忆犹新。后来,我的课题批准了,据308办公室的同志告诉我,就是因为我认真执着的精神令大家感动,他们大力推荐了我这个素不相识的小伙子,而科研内容的创新性也打动了专家们。
在中国科学院院长基金和863-308青年基金的支持下,我在国内首先开展了空间调制干涉光谱成像技术研究工作。那时的科研条件十分艰苦,自己从事的是国内尚无人接触过的工作,所里几乎没有相关设备,更没有必要的实验手段,一切要靠自己,而自己的科研经费总共18万元,课题组共三人。
空间调制干涉光谱成像技术的第一个实验装置,完全是自己设计搭建的:除了购买普通的镜头、探测器、数据采集卡、光源等,我设计了总体光路布局、实体萨那克横向剪切干涉仪、柱面镜光学和结构、数据采集与光谱图像复原软件等等。
实验过程中,目标需要匀速推扫,但我们那时没有经费购买扫描台,就将绘图尺用胶带粘在实验台上,用自制的各种形状的木块搭建扫描台,以绘图尺为基准、用手推着实现扫描。虽然条件很差、效率很低,但我们还是取得了满意的实验结果,验证了空间调制干涉光谱成像仪的原理。
在那时,我还提出了大孔径静态干涉光谱成像仪LASIS创新方案,将静态光谱成像仪的探测灵敏度提高了两个数量级。直至2002年,美国学者发表与LASIS同样方案的论文时,我们已经完成了两种样机的研制,并开展了机载飞行试验。目前,LASIS正作为我国某卫星型号的有效载荷进入工程研制阶段。
在恩师薛鸣球老师的推荐下,1998年,我在夏威夷举办的国际光学设计大会上做特邀报告,介绍了我们的工作。
十年后,我负责研制成功的空间调制干涉光谱成像仪分别搭载在我国“嫦娥一号”卫星和“环境与灾害监测卫星”上,获得了大量宝贵的数据。
坚定的选择
1997年,我博士后出站。
一个偶然的机会,我应邀参加朋友安排的一次活动,遇到来西安招聘的南方某大型企业的领导,简短的聊天十分投机。几天后,他们给我打电话提出希望我去公司工作,并提出了很好的条件,这是我始料未及的。
是去是留?我真的犹豫了。当时,我和爱人的收入微薄,爱人是助理研究员,自己甚至还没有职称,孩子不到两岁,生活十分困难。与公司提出的几十倍高的收入、环境优美的住房、高级技术职位等条件相比,的确不可同日而语。不少人劝我们去公司工作,正逢博士后出站,无可厚非。
但我对刚刚起步的科研工作感情至深。虽然经费很少,但发展前景非常广阔,我不愿放弃为之奋斗了五年并且已经显现魅力的学科方向。
就这样,我选择了留在西安光机所继续从事光谱成像技术研究。
1998年,我得到国家863-2专家组的支持,重点研制空间调制干涉光谱成像仪原理样机。这是一个较大的项目,对初出茅庐的年轻人已经是难得的机遇。这一年,中国科学院下达给西安光机所出国进修的名额,所里经过研究分配给了我。
1999年的某个晚上,我发给国际著名光谱成像技术专家、美国密执安技术大学J.B.Rafert教授一封email,联系出国进修。第二天早上,我收到他的回信,热烈欢迎并且希望延长在美国工作的时间以及一系列承诺。
就在我一切联系停当,准备赴美国进修时,西安光机所领导班子开始换届。时任中国科学院副院长的严义埙同志带队到西安光机所考察领导班子。我做梦也没想到,考察结果竟然是让我来担任常务副所长、法人代表。
我再一次犹豫了:当时的西安光机所人才流失严重、科研经费紧缺、设施条件薄弱;自己博士后出站才两年,平时又以科研活动为主,西安光机所很多人我还不认识,所里许多情况我都不了解,怎么可能领导这一千多人的单位?何况,出国进修刚刚联系好。我对严院长和盘托出了自己的顾虑。
一天,我在怀柔参加一个研讨会,突然接到严院长秘书电话,让我回到北京后在某招待所等待,严院长要来找我谈谈。那时,我真切地体会到院领导礼贤下士、平易近人、求贤若渴的风范。严院长的那句话我一直记忆犹新:“出国进修固然很好,但如果你能带领全所一千多名职工共同发展,意义更大。希望你能够迎接这个挑战。”
就这样,我放弃了出国进修的机会,选择了继续留在西安光机所工作。
从1999年至2005年,我担任西安光机所常务副所长、所长、党委书记。在中国科学院创新工程的大潮中,在全所职工共同努力下,通过体制机制改革、学科布局调整、创新文化建设、人才队伍建设、科研环境条件建设,西安光机所发生了翻天覆地的变化,科研环境极大改善、项目经费连年攀升、职工待遇大大提高……那真是一段令人难忘的岁月!
记得有人说过:幸运的人是在关键时刻做出了正确选择的人。我觉得自己是幸运的,而正确的选择就是将个人的发展融入到国家民族发展的大业之中,目标明确、百折不挠。
无畏的攻关
2002年中秋节,我带领项目组从我国第一颗“环境与灾害监测预报小卫星”有效载荷的竞标中脱颖而出,中标的方案就是空间调制干涉光谱成像仪。
事实上,在参加竞标之前,我们的研制的设备甚至还没有进行过航空飞行试验,心里完全没有底。基于原理的先进性、认真仔细的设计分析和较好的研制基础,我们得到了许多航天专家的认可。
“你们不能放弃,这是我们国家航天遥感发展中的一个跨越性的技术,我支持你们。”航天专家焦世举研究员在我们最困难的时候给予了坚定的鼓励。
“这个原理很新,这个队伍很好,技术基础已经比较好了,应该上工程。但必须集全所之力、与国内工程优势单位合作才能搞好。”著名航天专家王希季院士在关键时刻支持了我们。
事实证明,在诸多专家指导下、在全所共同努力下,我们不负众望,通过六年的艰苦努力,成功研制出航天遥感空间调制干涉光谱成像仪。那充满坎坷与挑战、充满激情与无畏的六年,至今仍历历在目。
环境与灾害监测卫星超光谱成像仪是西安光机所承担的第一台航天型号产品,其研制过程的艰辛可想而知。
设计之初,我们就遇到了“技术指标太高、探测能力不足”的质疑,通过理论分析,我们自信能够满足总体目标的要求,但由于没有实验数据,缺少说服力;另一方面,考虑到我们没有航天工程经验,需要多做地面和航空试验,以及早发现问题、保证产品质量。
因此,我们决定将电性产品按照接近初样产品的状态来研制,增加实验内容、检验探测能力。这不但增加了工作量和研制经费,也需要更多的研制时间,而工程研制节点是计划好的,不能拖延。困难和压力面前,项目组同志们以极其认真的态度和忘我的工作精神,加班加点、日以继夜地奋战。
大家生活几乎没有规律,在满屋堆积的图纸资料中,不分昼夜地计算、分析、讨论、研究,在办公室里吃盒饭、打吊瓶,有些同志晚上加班太晚就住在招待所或者办公室里。到了装调试验阶段,为了防止杂散光,许多工作是在暗室里进行的,大家有时从白天工作到深夜竟毫无察觉。
就这样,在规定的时间内,我们完成了第一台样机,通过实验室和室外成像试验,发现了问题、总结了经验、证明了能力。我们还利用这台样机开展了机载飞行试验,在我国第一次获得了干涉型超光谱成像仪飞行遥感数据。
2007年9月,超光谱成像仪即将交付给卫星总体时,所有工作进入到冲刺阶段,而我们的正样设备在进行出所前的振动实验时发生了指向摆镜与遮光罩轻微相碰的现象,简单分析发现是限位块尺寸有误。当时,大家觉得已经经过了5年的研制工作,做了大量的试验,对这台设备已心中有数了,加之时间紧迫,便出现了不必小题大做的思想。
但无数案例和教训提醒我们,知其然不知其所以然是航天工程研制中的大忌。我决定必须严格按照航天工程要求进行归零,同时将出现的问题如实上报总体。
偏偏在这个关头,我得了带状疱疹,睡觉时翻身都会疼醒,工作时用手提拎着衣服、弯着腰,为了不影响正常工作,我每天晚上才去医院打吊瓶。那次归零用了两个多月的时间,发现了一连串错误,涉及到多家单位。值得庆幸的是,终于把所有问题解决在地面。
2008年9月6日,环境与灾害检测预报卫星成功发射,9日中午,我们拿到了卫星传回的第一轨数据,经过快速复原,清晰精美的超光谱图像立方体从计算机屏幕上滚动出来!
这是世界上第一台航天业务运行的空间调制干涉型超光谱成像仪,至今,还在轨道上健康地工作着。
学科的春天
2003年,我看到光谱成像技术的发展势头和国家强烈的应用需求,决定在西安光机所成立光谱成像技术实验室。考虑到当时所里的情况,我提出,建设西安光机所光谱成像技术实验室不要所里任何经费,完全依靠争取国家和科学院项目支持,以项目带学科。
2004年3月,一个20余人的光谱成像技术实验室正式成立了,我兼任室主任。我们当时承担的国家任务只有“环境与灾害监测预报小卫星超光谱成像仪”,我们的设备基本是依靠我本人前期项目积累的一些节余经费和科学院“百人计划”支持的经费购买的,十分简陋。
我们最可宝贵的是一支团结进取、无私奉献的科研队伍,我曾多少次被大家的精神感动!记得实验室成立的那年要发年终奖,刘学斌副主任和我商量,我说大家这么辛苦,就尽量多发一点吧。刘副主任告诉我,“尽量多发”就是每人150元。那时,年终奖只有150元的单位太罕见了,我甚至担心这个队伍会不会散了。
事实证明,这支队伍非但没有散,而且越来越强大了。
我们在艰苦的创业过程中凝聚了友谊、我们在无数的拼搏中锻炼了实力。光谱成像技术实验室在保证完成好环境与灾害监测卫星超光谱成像仪的前提下,不断争取新的国家任务。通过艰苦的努力和不懈的拼搏,几年来,光谱成像技术实验室又先后承担了国家重点航天型号项目、国家高技术863项目、载人航天工程项目等数十项科研课题,总经费达到了几个亿,实验室队伍也逐步发展到40余人,研究生达到20余人。
光谱成像技术在地面、在空中、在空间,在国家经济建设和国防安全的诸多领域不断开花、结果。
2008年,中国科学院晋升一批专业实验室为院级重点实验室,光谱成像技术实验室在第一轮的评选中即直接晋升。在承担大量国家任务的基础上,又得到科学院的大力支持,西安光机所光谱成像技术实验室迎来了学科发展的春天。
后记
在中国科学院知识创新工程的大潮中,有许多年轻人和我一样,经历了从拼搏进取到成就理想的过程。我们是幸运的,能够在科学的天空里自由翱翔、在科研的实践中砺练成长;我们是幸运的,因为我们选择了将个人的发展融入到民族振兴的大业之中,在伟大祖国崛起的历史中贡献了自己的微薄力量。
2007年5月4日,共青团中央在北京举行中国青年群英会,纪念五四运动88周年和中国共产主义青年团成立85周年,我被授予“中国青年五四奖章标兵”称号。这次群英会上,我遇到了许多永远年轻的英模,他们的事迹深深激励着我,也再次印证着会议的主题:“我与祖国共奋进”。
