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“天眼”再添“利刃” FAST巡天能力将大大增强

2018-04-26 13:43 来源:中新网

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2018-04-26 05:14 来源:人民日报 参与互动 

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视频:中国X射线天文卫星“慧眼”交付  来源:央视新闻

  空间探测 有双“慧眼”(倾听·创新在路上)

  ——我国首颗X射线天文卫星研制团队的故事

  潘 晨 蒋建科

  习近平总书记在党的十九大报告中指出,创新是引领发展的第一动力,是建设现代化经济体系的战略支撑。

  近年来,我国创新型国家建设成果丰硕:“慧眼”卫星遨游太空,“海翼”号深海滑翔机完成深海观测,洋山四期自动化码头开港……科技创新、重大工程建设捷报频传的背后,是一批精于专业、勤于奉献的科研团队。

  本栏目今起推出“创新在路上”系列报道,通过讲述真实生动的创新故事,为中国人民迸发出来的创造伟力鼓劲加油!

“慧眼”卫星研制团队。   南 勇摄
“慧眼”卫星研制团队。   南 勇摄

  ——编 者

  “我为中国人民迸发出来的创造伟力喝彩!”当航天科技集团五院“慧眼”卫星研制团队从电视里收看了习近平总书记2018年新年贺词时,大家顿时沸腾起来!团队研制的卫星被总书记点赞,这个好消息让35岁的卫星总体副主任设计师顾荃莹喜出望外。

  2018年年初,“慧眼”卫星通过成功发射后的所有在轨“大考”,正式交付用户。“慧眼”是我国首颗X射线天文观测卫星,通过接收宇宙中的X射线,研究黑洞与中子星活动特性。这个明眸善睐的“宇宙星探”让国人得以睁开自己的“慧眼”,洞见惊心动魄的宇宙。而这背后,五院卫星研制团队已专注前行了十年。

  面对技术难度,始终选择“Hard”模式

  “慧眼”的全名叫硬X射线调制望远镜(Hard X—ray Modulation Telescope,HXMT)卫星。“Hard”这个关键词,既彰显了卫星的技术特点,又象征着卫星团队的闯关精神——在无数个技术“拦路虎”面前,团队始终选择了最难的模式。

  顾荃莹至今仍对一个重大的选择印象深刻。那是在卫星研制的方案阶段,大家遇到了一个在中国航天领域前所未有的难题。由于“慧眼”要随时眼观六路,捕捉宇宙中的蛛丝马迹,因此,遥感和通信卫星对地球固定指向的设计思路在这里行不通——如何确保卫星在任何姿态、任意天线面向地球时,都能准确而快捷地往“家里”传递数据呢?

  必须让“慧眼”更智能!这是团队成员的一致观点。但具体如何实施则有两种意见:其一是半自主地计算、选择最佳的天线,技术难度相对小,但需要地面始终有人在操作;其二是全自主智能,用户更加好用易用,但攻关难度非常大。面对这样的分歧,卫星总指挥兼总设计师潘腾坚决地选择了后者。

  卫星总体主任设计师张龙对此十分佩服。这个选择意味着他们要在精确性、机动性等方面开展艰苦的攻关和试验。最终,他们用交叉布局、自主选择算法等创新性方法,圆满实现了需求。从卫星出色的在轨表现看,当时的选择虽“苦”了自己,却为用户节省了大量的时间和人力成本,也带动了我国空间科学技术创新的步伐。

  2016年2月,已完成力学试验的“慧眼”,马上就要钻进真空罐开展热试验。卫星团队却接到了来自用户“脑洞大开”的需求:加入观测伽马暴的功能。从航天器工程的角度来说,在最后时刻添加需求,简直是天方夜谭。

  可是“慧眼”生来就是为了探索宇宙奥秘的,错过这个,就意味着在空间科学俱乐部里缺少话语权。因此,潘腾丝毫没有试着向科学家们解释各种“不可能”,咬定牙关埋头苦干。

  为此,潘腾带着团队成员,与科学载荷展开深入的沟通,牵引着相关分系统展开了艰苦的论证。他们和时间赛跑,用不到两个月的时间,就实现了科学家们的需求,创下我国航天领域又一个佳绩。

  就这样,“慧眼”一跃成为国际上硬X射线和伽马射线能段最大面积的探测器,也是这一能段天空中最灵敏的探测器。在轨的前7个月内,“慧眼”就探测到数十个伽马射线暴,其中有几个是独家发现。用户评价道,“目前取得的初步成果已远远超过预期。”

  这样的故事,在“慧眼”卫星团队有很多。凭借闯关精神,团队攻破了一个个难题。“慧眼”虽采用的是成熟的平台,但是为了科学目标的实现进行了大量个性化定制,不论是平台设计、姿态控制,还是温度控制设计,都体现了世界一流水平,多项技术填补了国内空白。

  面对十字路口,毅然赶赴“慧眼之约”

  “慧眼”的研制历程并非一路高歌猛进。更多的时候,卫星团队享受的是“冷板凳”,甚至数次被按下“暂停键”。每次遇到这样的时刻,团队成员都做出了坚定的选择。

  顾荃莹是2006年从北京理工大学控制专业毕业后进入五院总体部工作的,她的职业生涯几乎和“慧眼”同步。在经历了两年的预研之后,本应顺利立项的“慧眼”却因为种种原因被暂时搁置。

  此时,团队中的“老航天人”发挥了“定海神针”的作用。据张龙回忆,曾任多颗返回式卫星总设计师的唐伯昶,带领大家紧锣密鼓地继续开展“慧眼”的论证。“在他身上,丝毫看不出懈怠,带领大家以周例会的方式滚动推进工作。”张龙坦言,“开始的时候我们还有些不解,但是2011年真的立项之后,我们已经把方案论证得很深入了,并没有因‘暂停’而荒废,很庆幸一直坚持下来了。”

  那时顾荃莹面临着新的选择:探月三期的队伍也在向她招手。她选择了“慧眼”。“还是对这个卫星感情深。”她说,“慧眼”卫星于她而言,早已成为工作和生活的一部分。

  同样的感情流淌在团队成员之间。2011年毕业于北京邮电大学的梁中坚,刚入职就赶上了“慧眼”卫星立项,最初参与嫦娥研制的他被安排加入“慧眼”卫星团队。和他同批入职的同事们,不少人在北斗、嫦娥、遥感卫星团队里,短短几年间就经历了数次研制流程,频繁尝到了成功发射的甘甜。对此,梁中坚有过羡慕,却没有嫉妒。他那时已深陷“慧眼之恋”。

  “这是我们的第一颗‘星’,大家都像对待孩子一样去呵护她,一心盼着她成功。”梁中坚说。由于团队充分授权和信任,他在6年间接受了系统而全面的历练,测控数传总体、数据记录分系统、应用系统……很多时候他都独当一面,成为受到团队上下一致认同的“多面手”。

  为了心中的这份情怀,测试指挥王清泉曾推迟婚约和蜜月,赶赴“慧眼之约”。团队还有很多成员,都默默在人生的“选择题”中选择了“慧眼”。

  在坚守多年后,他们终于盼来成功的喜悦时刻。“发射后,我紧张地看着指控大厅屏幕上的曲线,一开始还以为没有信号呢,后来才发现,那是因为数据完全按照预设的步骤,沿着曲线在走,太完美了!”这一刻已深深定格在梁中坚脑海中。

  面对使命召唤,全力走向下一个十年

  “这颗卫星携带的载荷都是大宝贝,凝结着国内众多科学家近20年心血,我们绝不让它们有丝毫损伤!”梁中坚说出了大家的心声。为此,他们坚定地拒绝了很多存有质量隐患的外协产品,帮助外协厂家一起想办法提升质量,将航天质量管理的规范传授给对方,甚至花费许多心血去对方单位授课。面对各类科学目标,以及伽马暴探测模式等后续增加的需求,他们向科学家虚心求教,几年下来,他们深入用户部门沟通协调数百次。

  五院王希季院士曾对卫星团队成员说,“要站在国家和使命的高度帮助有效载荷上天。”他们做到了!

  作为我国空间事业的主力军,团队所在的五院“家底”雄厚,孕育了航天三大里程碑和航天“三大精神”的五院,创新的步伐不断加快——从“东方红”一号到成功发射第100颗卫星,五院用了41年时间;而发射接下来的100颗卫星,五院仅用了6年时间。“慧眼”的成功,无疑彰显了五院多领域、多平台、全方位服务科学探测的能力。

  如今,“慧眼”卫星团队成员正式将“孩子”交给了科学家们。“那感觉真像把闺女的手交给爱她的人,非常不舍,却又满怀喜悦。”张龙说道。此时,他已为“二闺女”忙活很久了——按照我国空间X射线探测“探索、详测、深巡”三步走战略,五院早已开展了扎实的论证工作,张龙正在论证的“eXTP”将是继“慧眼”之后具有世界领先水平的空间X射线探测项目。

  引力波、系外行星、地外生命、宜居星球探测……这些科幻小说中的情景,已在五院的系统规划和论证中一步步向我们走来。现在,顾荃莹被纳入深空探测的预研队伍,梁中坚则加入嫦娥四号研制团队。更艰巨的使命在召唤他们,他们将全力以赴地走向下一个异彩纷呈的10年。

【编辑:罗攀】
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