——我國首顆X射線天文衛(wèi)星研制團(tuán)隊(duì)的故事

潘 晨 蔣建科

習(xí)近平總書記在黨的十九大報(bào)告中指出，創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力，是建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系的戰(zhàn)略支撐。

近年來，我國創(chuàng)新型國家建設(shè)成果豐碩：“慧眼”衛(wèi)星遨游太空，“海翼”號深海滑翔機(jī)完成深海觀測，洋山四期自動化碼頭開港……科技創(chuàng)新、重大工程建設(shè)捷報(bào)頻傳的背后，是一批精于專業(yè)、勤于奉獻(xiàn)的科研團(tuán)隊(duì)。

本欄目今起推出“創(chuàng)新在路上”系列報(bào)道，通過講述真實(shí)生動的創(chuàng)新故事，為中國人民迸發(fā)出來的創(chuàng)造偉力鼓勁加油！

——編 者

“我為中國人民迸發(fā)出來的創(chuàng)造偉力喝彩！”當(dāng)航天科技集團(tuán)五院“慧眼”衛(wèi)星研制團(tuán)隊(duì)從電視里收看了習(xí)近平總書記2018年新年賀詞時(shí)，大家頓時(shí)沸騰起來！團(tuán)隊(duì)研制的衛(wèi)星被總書記點(diǎn)贊，這個(gè)好消息讓35歲的衛(wèi)星總體副主任設(shè)計(jì)師顧荃瑩喜出望外。

2018年年初，“慧眼”衛(wèi)星通過成功發(fā)射后的所有在軌“大考”，正式交付用戶。“慧眼”是我國首顆X射線天文觀測衛(wèi)星，通過接收宇宙中的X射線，研究黑洞與中子星活動特性。這個(gè)明眸善睞的“宇宙星探”讓國人得以睜開自己的“慧眼”，洞見驚心動魄的宇宙。而這背后，五院衛(wèi)星研制團(tuán)隊(duì)已專注前行了十年。

面對技術(shù)難度，始終選擇“Hard”模式

“慧眼”的全名叫硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡(Hard X—ray Modulation Telescope，HXMT)衛(wèi)星。“Hard”這個(gè)關(guān)鍵詞，既彰顯了衛(wèi)星的技術(shù)特點(diǎn)，又象征著衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)的闖關(guān)精神——在無數(shù)個(gè)技術(shù)“攔路虎”面前，團(tuán)隊(duì)始終選擇了最難的模式。

顧荃瑩至今仍對一個(gè)重大的選擇印象深刻。那是在衛(wèi)星研制的方案階段，大家遇到了一個(gè)在中國航天領(lǐng)域前所未有的難題。由于“慧眼”要隨時(shí)眼觀六路，捕捉宇宙中的蛛絲馬跡，因此，遙感和通信衛(wèi)星對地球固定指向的設(shè)計(jì)思路在這里行不通——如何確保衛(wèi)星在任何姿態(tài)、任意天線面向地球時(shí)，都能準(zhǔn)確而快捷地往“家里”傳遞數(shù)據(jù)呢？

必須讓“慧眼”更智能！這是團(tuán)隊(duì)成員的一致觀點(diǎn)。但具體如何實(shí)施則有兩種意見：其一是半自主地計(jì)算、選擇最佳的天線，技術(shù)難度相對小，但需要地面始終有人在操作；其二是全自主智能，用戶更加好用易用，但攻關(guān)難度非常大。面對這樣的分歧，衛(wèi)星總指揮兼總設(shè)計(jì)師潘騰堅(jiān)決地選擇了后者。

衛(wèi)星總體主任設(shè)計(jì)師張龍對此十分佩服。這個(gè)選擇意味著他們要在精確性、機(jī)動性等方面開展艱苦的攻關(guān)和試驗(yàn)。最終，他們用交叉布局、自主選擇算法等創(chuàng)新性方法，圓滿實(shí)現(xiàn)了需求。從衛(wèi)星出色的在軌表現(xiàn)看，當(dāng)時(shí)的選擇雖“苦”了自己，卻為用戶節(jié)省了大量的時(shí)間和人力成本，也帶動了我國空間科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新的步伐。

2016年2月，已完成力學(xué)試驗(yàn)的“慧眼”，馬上就要鉆進(jìn)真空罐開展熱試驗(yàn)。衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)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。從航天器工程的角度來說，在最后時(shí)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的，錯(cuò)過這個(gè)，就意味著在空間科學(xué)俱樂部里缺少話語權(quán)。因此，潘騰絲毫沒有試著向科學(xué)家們解釋各種“不可能”，咬定牙關(guān)埋頭苦干。

為此，潘騰帶著團(tuán)隊(duì)成員，與科學(xué)載荷展開深入的溝通，牽引著相關(guān)分系統(tǒng)展開了艱苦的論證。他們和時(shí)間賽跑，用不到兩個(gè)月的時(shí)間，就實(shí)現(xiàn)了科學(xué)家們的需求，創(chuàng)下我國航天領(lǐng)域又一個(gè)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。在軌的前7個(gè)月內(nèi)，“慧眼”就探測到數(shù)十個(gè)伽馬射線暴，其中有幾個(gè)是獨(dú)家發(fā)現(xiàn)。用戶評價(jià)道，“目前取得的初步成果已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過預(yù)期。”

這樣的故事，在“慧眼”衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)有很多。憑借闖關(guān)精神，團(tuán)隊(duì)攻破了一個(gè)個(gè)難題。“慧眼”雖采用的是成熟的平臺，但是為了科學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了大量個(gè)性化定制，不論是平臺設(shè)計(jì)、姿態(tài)控制，還是溫度控制設(shè)計(jì)，都體現(xiàn)了世界一流水平，多項(xiàng)技術(shù)填補(bǔ)了國內(nèi)空白。

面對十字路口，毅然趕赴“慧眼之約”

“慧眼”的研制歷程并非一路高歌猛進(jìn)。更多的時(shí)候，衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)享受的是“冷板凳”，甚至數(shù)次被按下“暫停鍵”。每次遇到這樣的時(shí)刻，團(tuán)隊(duì)成員都做出了堅(jiān)定的選擇。

顧荃瑩是2006年從北京理工大學(xué)控制專業(yè)畢業(yè)后進(jìn)入五院總體部工作的，她的職業(yè)生涯幾乎和“慧眼”同步。在經(jīng)歷了兩年的預(yù)研之后，本應(yīng)順利立項(xiàng)的“慧眼”卻因?yàn)榉N種原因被暫時(shí)擱置。

此時(shí)，團(tuán)隊(duì)中的“老航天人”發(fā)揮了“定海神針”的作用。據(jù)張龍回憶，曾任多顆返回式衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師的唐伯昶，帶領(lǐng)大家緊鑼密鼓地繼續(xù)開展“慧眼”的論證。“在他身上，絲毫看不出懈怠，帶領(lǐng)大家以周例會的方式滾動推進(jìn)工作。”張龍?zhí)寡裕伴_始的時(shí)候我們還有些不解，但是2011年真的立項(xiàng)之后，我們已經(jīng)把方案論證得很深入了，并沒有因‘暫停’而荒廢，很慶幸一直堅(jiān)持下來了。”

那時(shí)顧荃瑩面臨著新的選擇：探月三期的隊(duì)伍也在向她招手。她選擇了“慧眼”。“還是對這個(gè)衛(wèi)星感情深。”她說，“慧眼”衛(wèi)星于她而言，早已成為工作和生活的一部分。

同樣的感情流淌在團(tuán)隊(duì)成員之間。2011年畢業(yè)于北京郵電大學(xué)的梁中堅(jiān)，剛?cè)肼毦挖s上了“慧眼”衛(wèi)星立項(xiàng)，最初參與嫦娥研制的他被安排加入“慧眼”衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)。和他同批入職的同事們，不少人在北斗、嫦娥、遙感衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)里，短短幾年間就經(jīng)歷了數(shù)次研制流程，頻繁嘗到了成功發(fā)射的甘甜。對此，梁中堅(jiān)有過羨慕，卻沒有嫉妒。他那時(shí)已深陷“慧眼之戀”。

“這是我們的第一顆‘星’，大家都像對待孩子一樣去呵護(hù)她，一心盼著她成功。”梁中堅(jiān)說。由于團(tuán)隊(duì)充分授權(quán)和信任，他在6年間接受了系統(tǒng)而全面的歷練，測控?cái)?shù)傳總體、數(shù)據(jù)記錄分系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)……很多時(shí)候他都獨(dú)當(dāng)一面，成為受到團(tuán)隊(duì)上下一致認(rèn)同的“多面手”。

為了心中的這份情懷，測試指揮王清泉曾推遲婚約和蜜月，趕赴“慧眼之約”。團(tuán)隊(duì)還有很多成員，都默默在人生的“選擇題”中選擇了“慧眼”。

在堅(jiān)守多年后，他們終于盼來成功的喜悅時(shí)刻。“發(fā)射后，我緊張地看著指控大廳屏幕上的曲線，一開始還以為沒有信號呢，后來才發(fā)現(xiàn)，那是因?yàn)閿?shù)據(jù)完全按照預(yù)設(shè)的步驟，沿著曲線在走，太完美了！”這一刻已深深定格在梁中堅(jiān)腦海中。

面對使命召喚，全力走向下一個(gè)十年

“這顆衛(wèi)星攜帶的載荷都是大寶貝，凝結(jié)著國內(nèi)眾多科學(xué)家近20年心血，我們絕不讓它們有絲毫損傷！”梁中堅(jiān)說出了大家的心聲。為此，他們堅(jiān)定地拒絕了很多存有質(zhì)量隱患的外協(xié)產(chǎn)品，幫助外協(xié)廠家一起想辦法提升質(zhì)量，將航天質(zhì)量管理的規(guī)范傳授給對方，甚至花費(fèi)許多心血去對方單位授課。面對各類科學(xué)目標(biāo)，以及伽馬暴探測模式等后續(xù)增加的需求，他們向科學(xué)家虛心求教，幾年下來，他們深入用戶部門溝通協(xié)調(diào)數(shù)百次。

五院王希季院士曾對衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)成員說，“要站在國家和使命的高度幫助有效載荷上天。”他們做到了！

作為我國空間事業(yè)的主力軍，團(tuán)隊(duì)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，創(chuàng)新的步伐不斷加快——從“東方紅”一號到成功發(fā)射第100顆衛(wèi)星，五院用了41年時(shí)間；而發(fā)射接下來的100顆衛(wèi)星，五院僅用了6年時(shí)間。“慧眼”的成功，無疑彰顯了五院多領(lǐng)域、多平臺、全方位服務(wù)科學(xué)探測的能力。

如今，“慧眼”衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)成員正式將“孩子”交給了科學(xué)家們。“那感覺真像把閨女的手交給愛她的人，非常不舍，卻又滿懷喜悅。”張龍說道。此時(shí)，他已為“二閨女”忙活很久了——按照我國空間X射線探測“探索、詳測、深巡”三步走戰(zhàn)略，五院早已開展了扎實(shí)的論證工作，張龍正在論證的“eXTP”將是繼“慧眼”之后具有世界領(lǐng)先水平的空間X射線探測項(xiàng)目。

引力波、系外行星、地外生命、宜居星球探測……這些科幻小說中的情景，已在五院的系統(tǒng)規(guī)劃和論證中一步步向我們走來。現(xiàn)在，顧荃瑩被納入深空探測的預(yù)研隊(duì)伍，梁中堅(jiān)則加入嫦娥四號研制團(tuán)隊(duì)。更艱巨的使命在召喚他們，他們將全力以赴地走向下一個(gè)異彩紛呈的10年。