港TECH TALK｜天韻相機點樣幫地球照「CT」？黎家盈太空點樣「交接」？蘇慧親解幕後故事

點新聞報道，今年5月，香港載荷專家黎家盈隨神舟二十三號載人飛船升空，成為首位上太空的港人。9月9日，由香港特區政府、澳門特區政府及中國載人航天工程辦公室共同主辦的「天宮課堂·港澳專場」太空授課活動（「天宮課堂」）在黎家盈母校——荃灣公立何傳耀紀念中學舉行，包括黎家盈在內的神舟二十三號乘組，為港澳學生講解及示範科學實驗，藉此向港澳青少年生動展示太空特殊環境與空間科學技術的魅力。從科研人員的幕後攻堅到航天員的太空履職，香港已從過去的參與支援躍升至核心執行層。值得一提的是，由香港科技大學牽頭研製的「太空慧眼」——「天韻相機」已成功進駐中國「天宮」空間站。本期《港TECH TALK》特別邀請到了「天韻相機」的項目負責人之一、香港科技大學土木及環境工程學系講座教授兼「傑出創科學人」、太空科學與技術研究院院長、星睿雲智創始人兼董事長蘇慧，為大家解密「天韻相機」的研發過程及運作原理。

「天韻相機」有哪些功能？出艙安裝如何完成？每日拍攝多少圖像？黎家盈在太空站又會負責哪些具體操作？想知多啲即睇下文！

【「太空慧眼」如何為地球做「CT」？】

香港科研團隊一直是國家航天事業的重要力量，港產「天韻相機」是全球首款輕小型、高分辨率、高精度的溫室氣體探測儀，能從太空精準監測發電廠、堆填區等重點排放設施的二氧化碳及甲烷濃度。而值得關注的是，該項目的科研團隊，從提出項目構想、設計到完成，前後僅花了約兩年時間，重塑了「香港速度」，亦為本港高校項目研發帶來里程碑式發展。

「天韻相機」——這一名字聽起來頗具詩意，但其承擔的科學任務卻舉足輕重。蘇慧教授介紹說，它就像一隻安裝在400公里高空上的「太空之眼」，專門對全球中低緯度地區的溫室氣體排放進行精準測量，並將數據傳回地面。

「它不但要測出二氧化碳和甲烷的排放量，還要定位『誰在排』、『哪裏排得最多』。」蘇慧教授指出，這台儀器的獨特之處在於其百米級的空間分辨率——過去衛星數據往往只能覆蓋幾公里範圍的均值，但「天韻相機」卻能把觀測尺度壓縮到100米，在這個精度下，一個排氣口和旁邊另一個煙囪的排放信號能被清晰剝離，真正做到「指哪打哪」。

這些數據的價值遠不止於科學研究。談及該項技術在實際業務中的作用，蘇慧教授舉例指，「煤氣公司在生產和運輸過程中，我們的儀器能幫其檢測泄漏，從而發現異常，及早檢修」。除為企業排查風險，蘇慧教授說，「天韻相機」的主要職責還在於為國家實現雙碳目標（碳達峰、碳中和）提供更自主可控的數據支撐，同時也能服務於企業減排監測，為港交所正在發展的碳交易市場提供精準的碳信用額度定價理據，為全球氣候治理貢獻香港力量。可以說這隻「太空之眼」不僅望向蒼穹，更為地球的可持續發展做實時「CT」，點源溯源、對症下藥。

【兩年攻堅 突破的「0.2納米」大關】

從項目立項到「太空慧眼」隨飛船升空，完成在軌組裝檢測，耗時僅約兩年時間。這份「香港速度」令人驚嘆，其對於數據抓取的精度之高亦開創先河，但在蘇慧教授看來，速度與精度的背後是一場與物理極限的攻堅較量。

蘇慧教授解釋，儀器上的4個鏡頭分別對應二氧化碳、甲烷、氧氣和氣溶膠探測，其中二氧化碳和甲烷是核心探測目標。這兩種溫室氣體會在短波紅外的特定波段吸收太陽光，導致光強減弱——科學家正是通過測量這種光強的細微變化，反推出氣體濃度。但關鍵在於，這種光強變化發生在極窄的光譜範圍內，團隊須將光線分割到0.2納米的譜線寬度上，才能觀測到其波動。0.2納米是什麼概念？大約相當於兩個氧原子直徑的大小。

要實現如此精細的分光，團隊採用了法布里-珀羅分光（Fabry-Pérot dispersion/spectroscopy）干涉儀——由兩片極度平行的玻璃板組成，光線在兩片玻璃板間不斷反射，只有特定波長的光才能穿透出來。

而這套系統的成敗，完全取決於玻璃板的工藝精度。蘇慧打了個比方：「這兩片鏡子不僅要平行，表面還要特別平。平整度要求有多高？相當於一個足球場那麼大的面積上，整個平面內的高度差不能超過一根頭髮絲的直徑。」這樣的製造標準，在國家層面也是首次嘗試。

研製過程並非一帆風順。蘇慧教授說，團隊與合作方最初做出來的樣品，光譜分辨率約為0.4到0.5納米，距離0.2納米的目標仍有明顯差距。「我們花了大約四、五個月時間，不斷攻堅、試錯、修改工藝，最後才把這個儀器做出來。」

按照設計，「天韻相機」的壽命為兩年，但蘇慧教授透露，兩年後掛點或不會被徵用，儀器將繼續服役。而長遠計劃現亦已有雛形——目前，單台儀器每三日才能重回同一地點觀測一次，頻次有限，團隊正與多方探討將同類技術移植到衛星平台，通過多星組網實現更高頻次的溫室氣體監測。

【從研發到天宮「服役」 黎家盈的「太空接力」】

儀器研發成功，只是征途的上半場。如何將其安全送上空間站並順利運轉，還需要航天員的「太空接力」，這其中，黎家盈博士承擔了關鍵任務。蘇慧教授介紹，天韻相機安裝在夢天實驗艙的外部專用掛點上，這項出艙安裝與檢測任務正是由黎家盈及其隊友共同完成。他們利用機械臂將儀器從氣閘艙轉移至艙外掛點，並確保各項連接與功能正常。

那麼，黎家盈是否每天都要在天上操作這台相機？蘇慧表示，儀器一旦部署完畢，日常拍攝和數據傳輸全部轉為自動化運行，科研團隊每日從地面上傳指令，選擇目標區域，相機便會自動拍攝十幾軌圖像，數據經由北京地面站接收後，再傳回香港科技大學，由其團隊進行解析。只有當出現溫度異常或數據中斷等突發狀況時，黎家盈才需介入檢修。

如今，「天韻相機」收集的「一手數據」正轉化為碳排放監測、碳交易定價乃至全球可持續發展的「體檢報告」，正如立法會議員邱達根所言：「我們非常自豪能夠有港產的『天韻相機』放到太空站，讓香港也能分享這方面的機遇，做出更多檢測與研究。」星辰大海的征途才剛剛開始，而香港科創的太空故事，也遠未結束。

（攝製組：點新聞記者鹿洺、丁旻、蘇婷、任青、周楎｜撰文：李詩月｜旁白：葉德榮）

【下集預告】

下一期節目，蘇慧教授將與讀者進一步探討香港在太空經濟中的獨特角色與未來藍圖。香港擁有世界頂尖大學、完善的法律保障機制、公正公平的市場機制及國際化平台。如何發揮「超級連接人」優勢，助力國家航天技術出海？香港會否迎來自己的地面站？國家商業航天浪潮下，香港如何抓緊機遇？鎖定《港TECH TALK》，我們下集見！

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