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中國航太科技集團五院衛星研製團隊:專注十年,磨礪“慧眼”

2018-04-13 09:57:00
來源:經濟日報
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  “科技創新、重大工程建設捷報頻傳。‘慧眼’衛星遨遊太空……我為中國人民迸發出來的創造偉力喝彩!”在習近平總書記2018年新年賀詞裏,慧眼衛星被點讚,這個開年的“大消息”,讓35歲的衛星總體副主任設計師顧荃瑩喜出望外,她所在的航太科技集團五院慧眼衛星研製團隊也沸騰了。

  2018年1月30日,繼7個月前成功發射後,慧眼衛星通過所有在軌“大考”,正式交付用戶。慧眼是我國首顆X射線天文觀測衛星,通過接收宇宙中的X射線,研究黑洞與中子星活動特性。短短7個月,這個明眸善睞的“宇宙星探”已取得了多項零的突破,讓國人得以睜開自己的“慧眼”,洞見驚心動魄的宇宙。這背後,中國航太科技集團五院衛星研製團隊已癡情守護、專注前行了10年。10年間,他們曾面對無數大大小小的選擇。

  面對技術難度,始終選擇“Hard”模式

  “慧眼”的全名叫硬X射線調製望遠鏡(Hard X-ray Modulation Telescope,HXMT)衛星。“Hard”這個關鍵詞,既彰顯衛星的技術特點,又象徵著衛星團隊的闖關精神——在無數個技術“攔路虎”面前,團隊始終選擇最難的模式。

  顧荃瑩至今仍對一個重大的選擇印象深刻。那是在衛星研製方案的階段,大家遇到了一個在中國航太領域前所未有的難題。由於慧眼要隨時眼觀六路,捕捉宇宙中的蛛絲馬跡,因此,遙感和通信衛星對地球固定指向的設計思路在這裡行不通——如何確保衛星在任何姿態、任意天線面向地球時,都能準確而快捷地向“家裏”傳遞數據呢?

  必須讓慧眼更智慧!但是具體如何實現?實施團隊有兩種意見:其一是半自主地計算、選擇最佳的天線,技術難度相對小,但需要地面始終有人在操作;其二是全自主智慧,用戶更加好用易用,但攻關難度非常大。面對這樣的分歧,衛星總指揮兼總設計師潘騰堅決地選擇了後者。

  這個選擇意味著他們要在精確性、機動性等方面展開艱苦的攻關和試驗。最終,他們用交叉佈局、自主選擇演算法等創新性的方法,圓滿實現了需求。從7個月出色的在軌表現看,當時的選擇雖“苦”了自己,卻為用戶節省了大量時間和人力成本,同時也帶動了我國空間科學技術創新的步伐。

  2016年2月份,已完成力學試驗的慧眼,馬上就要鑽進真空罐開展熱試驗。衛星團隊卻接到了來自用戶“腦洞大開”的需求:加入觀測伽馬暴的功能。從航太器工程的角度來説,在最後時刻添加需求,簡直是天方夜譚。可是,慧眼生來就是為了探索宇宙奧秘,錯過這個國際最新潮流,就意味著在空間科學俱樂部裏缺少話語權。因此,絲毫沒有試著向科學家們解釋各種“不可能”,潘騰咬定了要幹。

  為此,潘騰帶著團隊成員,與科學載荷深入溝通,牽引著相關分系統展開艱苦論證,共同開發平臺和載荷潛能,在不改變硬體狀態的情況下,用巧妙的演算法、指令約束等手段,以強大的軟體實現了這一功能。他們和時間賽跑,不到兩個月的時間,就實現了科學家們的需求,創下我國航太領域又一佳績。

  就這樣,慧眼一躍成為國際上硬X射線和伽馬射線能段最大面積的探測器,也是這一能段天空中最靈敏的探測器。在軌7個月內,慧眼探測到數十個伽馬射線暴,其中有幾個是獨家發現。用戶評價:“目前取得的初步成果已遠遠超過預期。”

  這樣的故事,在慧眼衛星團隊還有很多。憑藉闖關精神,團隊逐個攻破了一個又一個難題。慧眼雖採用的是成熟平臺,但是為了科學目標的實現實行了大量個性化定制,不論是平臺設計、姿態控制,還是溫度控制設計,都體現出世界一流水準,多項技術填補了國內空白,可謂工程、科學、技術完美融合。

  面對冷板凳,始終選擇默默堅守

  慧眼的研製歷程並非一路高歌猛進。更多的時候,衛星團隊享受的是“冷板凳”,甚至數次被按下“暫停鍵”。每每遇到這樣的時刻,團隊成員都有著自己的選擇。

  顧荃瑩是2006年進入五院總體部工作的,她的職業生涯幾乎與慧眼同時起步。在經歷了兩年的預研之後,本應順利立項的慧眼卻因為種種原因被暫時擱置。2009年和2010年,是衛星團隊寂寞的年份。立項遙遙無期,前景模糊不清。顧荃瑩也被安排開展探月三期的論證工作。此時,團隊中的老航太人發揮了“定海神針”的作用。據團隊成員張龍回憶,曾任多顆返回式衛星總設計師的唐伯昶,這期間帶領大家緊鑼密鼓地繼續開展慧眼的論證。“在他身上,絲毫看不出懈怠,帶領大家以周例會的方式滾動推進工作,抓得很嚴也很細。”張龍坦言:“開始的時候我們還有些不解,但是2011年真的立項之後,我們已經把方案論證得很深入了,並沒有因‘暫停’而荒廢,很慶倖一直堅持下來了。”那時顧荃瑩面臨著新的選擇:探月三期的隊伍也在向她招手。在舉世矚目的嫦娥工程和前途未卜的慧眼之間,她選擇了後者。“還是對這顆衛星感情深。”她説。慧眼衛星于她而言,早已成為工作和生活的一部分,須臾不離。

  同樣的感情流淌在團隊成員之間。2011年,剛從學校畢業的梁中堅一入職就趕上了慧眼衛星立項。最初參與嫦娥研製的他被安排加入了慧眼衛星團隊,從此慧眼成為他的唯一。與他同批入職的同事們,不少人短短幾年間就在北斗、嫦娥、遙感衛星團隊裏經歷了數次研製流程,頻繁嘗到了成功發射的甜頭,但他卻始終對“慧眼”情有獨鍾,不離不棄。“這是我們的第一顆‘星’,大家都像對待孩子一樣去呵護她,一心盼著她成功。”梁中堅説。

  面對空間科學的明天,始終選擇靜水深流

  與慧眼衛星團隊接觸過的人,都會有感於他們的謙遜與勤勉。作為抓總研製者,即便在最困難、最緊迫的時候,他們也從未同科學家以及分系統的夥伴們紅過臉。

  “這顆衛星攜帶的載荷都太寶貴了,凝結著國內眾多科學家近20年的心血,我們不敢讓它們有絲毫損傷。”梁中堅説出了團隊成員的心聲。為此,他們溫和而堅定地拒絕了很多存有品質隱患的外協産品,幫助外協廠家一起想辦法提升品質,將航太品質管理規範傳授給對方,甚至花費心血去對方單位授課。面對各類科學目標,以及伽馬暴探測模式等後續增加的需求,他們向科學家虛心求教,掰開揉碎地吃透科學目標的深層內涵和任務要求,幾年下來他們深入用戶部門溝通協調數百次。每當科學載荷研製中遇到技術難點和困惑的時候,衛星團隊都是主動靠上去,一起分析技術細節,優化技術和管理,毫無保留地傳授工程研製經驗和項目管理規範。五院王希季院士曾對衛星團隊成員説:“要站在國家和使命的高度幫助有效載荷上天。”他們做到了!

  孕育了航太三大里程碑和航太“三大精神”的五院,創新的步伐不斷加快——從東方紅一號到成功發射第100顆衛星,五院用了41年時間;接下來發射的100顆衛星,五院僅用了6年時間。慧眼的成功,無疑彰顯了五院在多領域、多平臺、全方位服務科學探測的能力。引力波、係外行星、地外生命、宜居星球探測……這些科幻小説中的情景,已在五院的系統規劃和論證中一步步向我們走來。現在,顧荃瑩被納入到深空探測預研隊伍,梁中堅則加入了嫦娥四號研製團隊,更艱巨的使命在召喚他們。(經濟日報中國經濟網記者 姜天驕)

[責任編輯:張曉靜]