中国工程院院士姜景山   图源：国家空间中心

2002年12月30日凌晨，甘肃酒泉卫星发射中心921工位，“神舟四号”载人（模拟人）飞船在火箭搭载下发射升空并顺利进入预定轨道。此飞船装载的多模态微波遥感器不受雨、雪、云等气候限制，全天候不间断工作，可有效探测地球表面的海水、土壤、植被等情况。

“那个150多公斤重的家伙能完全实现多模态对地观测吧？”发射中心指挥室里，一位年过花甲的老人站在显示屏前，不禁再次问自己。他就是“神舟四号”主载荷主任设计师姜景山。那个“家伙”是号称太空“千里眼”的多模态微波遥感器。模态又叫振型，即振动的形态。此前其它国家发射的太空遥感器都是单模态，姜景山独辟蹊径，创造性地装载多模态微波遥感器。虽然他组织人员进行过多次严密论证，但能否同时对海水、土壤、大气等进行探测，还是要后续才能揭晓。

为什么姜景山要在“神舟四号”上装载多模态微波遥感器？它探测成功了吗？他研究太空“千里眼”多久了？……要弄清这些问题，得从前苏联发射第一颗人造卫星的故事讲起。

出国进修，为国争光

1957年10月4日，前苏联列宁格勒的乌利亚诺夫电工学院里，苏联学生们都在为人类第一颗人造卫星发射成功而奔走相告。21岁的无线电专业学生姜景山看到这一切，心里升起一股莫名的伤感。只有身处异国他乡的游子才知道祖国的含义，才能领会他此刻的心情。这位来自吉林龙井市的朝鲜族青年，出身贫困家庭，自幼有着极强的进取心。从当时延边最好的中学——龙井中学毕业后，他先考入北京大同高级中学，后进入留苏预备大学专班，随同学赴前苏联进修。

1957年，姜景山（左三）留苏时与其他留学生在一起 图源：国家空间科学中心

1958年，国家第三机械工业部第十局副局长王世光到前苏联看望留学生，并转达毛主席“我们也要搞人造卫星”的精神指示。“我们国家已经成立了专门研究人造卫星的中科院581组，由大科学家钱学森任组长，赵九章任副组长。祖国特别需要你们！”王世光讲到这里时，姜景山再也抑制不住激动的心情，当即自告奋勇说毕业后回国加入581组研究人造卫星。

这个愿望4年后才得以实现。1962年，姜景山谢绝前苏联导师希望他继续攻读博士学位的建议，义无反顾地回国，如愿加入581组，负责我国首颗卫星“东方红一号”的雷达定位研究。

结缘遥感，名师指导

“卫星上天后应该做什么？我觉得应先探测地球的资源，发展空间探测技术。”1970年初夏，“东方红一号”发射成功后的某次总结会上，中科院581组组长钱学森郑重讲道。参会的姜景山牢牢记住这句话。他知道，当时大多数卫星上天后都进行空间科学的试验和研究，无法实现对地球资源的探测。

经过一年多的国际航天情况调研和深度思考，姜景山把目光定格在国际航天新技术“Remote Sensing”上。国内杂志对此技术的中文翻译有“遥测”“远测”“对地观测”等。为了便于交流和沟通，钱学森把它译作“遥感”，沿用至今。

遥感技术兴起于上世纪60年代，以航空摄影为基础，最初用于军事领域。1972年美国发射首颗陆地遥感卫星，标志着航天遥感时代的到来。此后，遥感技术开始应用于天气预报、海洋资源探索等领域，被公认为俯瞰大地的太空“千里眼”。

根据光线的不同，遥感分为可见光、红外线、微波等技术。其中微波遥感技术具有穿透力强，能穿透植被探测地表，且不易受雨、云等天气影响，不需要光照条件，可全天候侦测数据等光学类遥感器不具备的优点。微波遥感技术属于高端科学，开发难度非常大。

喜欢啃“硬骨头”的姜景山全身心投入到微波遥感技术的研发中。

1975年6月，国防科委副主任钱学森在通县（今北京通州区）组织召开我国首次遥感规划专题会议，科学史上称为“通县会议”。会议持续三个多月，分别进行可见光、红外线、微波遥感技术的研究。通县会议标志着我国遥感技术研究正式起步。

会上，姜景山代表国家第七机械工业部通读了自己花三年多时间完成的遥感技术研究报告，并起草了微波遥感研究规划。“微波遥感是唯一能实现全天候实时检测的新技术，建议给予高度重视。”他在会上几次提到。

然而，由于政治斗争等因素，此次会议精神未得到有效传播和执行。姜景山鼓起勇气给钱学森写了一封信，信中不但重提了关于重视微波遥感技术研究的建议，还附上他撰写的论文《微波辐射论》。

1976年8月4月，姜景山收到钱学森的回信。“微波遥感是有广泛应用的，值得我们去开创。”回信中，钱学森不但肯定了微波遥感的前景，还鼓励他抓紧整理出所有研究微波遥感的论文，一并寄他。

钱学森认真读完姜景山撰写的微波遥感研究论文后，建议他到美国进修。1981年，姜景山前往美国堪萨斯大学，师从遥感研究专家莫尔教授。回国后，他先后担任中科院空间物理所、空间中心室、遥感联合中心室主任等职。在钱学森的鼓励下，姜景山再次潜心投入微波遥感技术的研究中。

十年艰辛，克服困难

1992年，姜景山出任“神舟四号”主载荷主任设计师没多久，就提出在飞船上装载微波辐射计进行探测试验的建议。微波辐射计即多模态微波遥感器，又称RAD，集散射、辐射、高度模态三大系统硬件为一体，主要测量大气、海洋及陆地表面的物理参数。

跳过单一模态直接采用多模态机制，当时世界尚无先例，没有技术借鉴，因此也无法进行准确的财务预算。但这些困难都难不倒姜景山。没有技术借鉴，就自己摸索，多做地面研究；经费不好准确预算，就按最低预算走，能不花钱就不花钱。

几年后，姜景山面临最棘手的技术难题是飞船上RAD硬件超重。按国际惯例，散射、辐射、高度模态系统硬件单独设计时每个都要100多公斤，三个模态硬件组合的RAD有400多公斤，飞船无法承载。他带领设计团队多次开“头脑风暴”会议，并请来美国堪萨斯大学的恩师莫尔教授进行现场执导，终于找到思路。

他们先用木模进行载荷分析，再在设计中把三个模态载荷硬件结合起来，把三根天线合并为一根，最后进行电性能检测、环境实验等，终于把RAD硬件的重量减至150公斤。

2002年12月30日凌晨，姜景山终于等来最激动人心的时刻，即“神舟四号”的发射升空。于是这才有本文开头他熬夜守在指挥室等结果的一幕。

2002年12月，姜景山院士在“神舟四号”飞船发射基地 图源：国家空间科学中心

一周后，姜景山收到来自地面接收站传来的消息：在中国南海进行的“神舟四号”微波遥感地面配合试验中，RAD有效完成了海面水文气象参数、海面同步多角度测量及大气气象测量。此举不但有效提升了航天器的对地观测能力，为国家海洋、气象等卫星研制打下坚实基础，还结束了我国没有航天微波遥感的历史，同时，也也使我国开始跻身世界微波遥感技术先进国家的行列。

微波探月，再立新功

2004年，中国探月工程正式启动。在航天领域奋斗40多年，成功完成对地微波探测的姜景山被任命为探月工程副总设计师，负责对月球进行全面而深度的探测。

探月工程是我国具有里程碑意义的三个重大工程之一，其科学探测不但有利于我国科学家掌握前沿的发展动向，也事关国家的荣誉。他很清楚，美、俄等国已对月球做过可见光或红外成像探测，并建立了相应的“可见月亮”或“红外月亮”；我国之前在地面上做的月球微波观测，看到的只是月球的正面，且分辨率极差，成像不很清晰。“建议用微波技术探测月球，且要探测到它的背面。”姜景山在内部专题研讨会上提出这个创新且大胆的想法后，探月工程总设计师孙家栋和总指挥栾恩杰都表示同意和支持。

姜景山（中）在“神舟四号”多模态微波联调室指导工作 图源：国家空间科学中心

在领导的支持下，姜景山很快便投入到“嫦娥一号”探月卫星微波遥感探测仪的设计研发中。无数个灯火通明的夜里，他与工程师们加班研究、试验，只为做出最科学、最有效且成本最低的探测仪。研发过程中遇到的最大困难就是如何让探测仪适应月球表面从180摄氏度到零下180摄氏度的巨大温差。为此，他经常往返于设计中心、研究院和工厂之间，从工程设计、材料等方面着手，并借助专家的指导，花半年多时间才解决这个问题。

2007年10月，“嫦娥一号”携带着一套微波接收机和两套天线组成的微波探测仪升空，一年多后成功撞月。微波探测仪获得包括土壤厚度分布在内的大量全月探测数据，中科院科学家根据这些数据绘制出世界第一幅“微波月亮”图。此图为后期月球的进一步探测打下了坚实的基础。

微波探月成功后，年过花甲的姜景山依旧在中科院从事微波遥感研究工作，直到2021年6月因病逝世。他负责的中科院国家空间科学中心微波遥感技术重点实验室做了诸多微波遥感的开创工作，比如首次完成用散射计测量海洋风场，“风云三号”卫星首次采用了探测高频段等。此实验室因之成为我国微波遥感科学技术的核心创新基地。

年过八旬的姜景山院士（中）到实验室指导工作 图源：国家空间科学中心

斯人虽逝，功绩永存。长河翰海，历史的天空星光闪烁。姜景山把一生都奉献给中国的航天事业，为太空“千里眼”呕心沥血，潜心研究近半个世纪，不愧是“中国遥感技术的主要倡导者之一，微波遥感技术的主要开创者，中国月球探测工程的主要推动者之一（中国院士馆评语）”。

【参考资料】

1.“国家空间科学中心”微信专访文章《姜景山：不忘初心，推动中国微波遥感》

2.“国家空间科学中心”微信公众号“我看见”专访姜景山院士（视频）

审核专家：郑硕，中国科学院大学天文学史博士