寰宇蒼穹，星河遨游。2020年8月6日12時01分，由清華大學(xué)航天航空學(xué)院研制的我國首個重力與大氣科學(xué)衛(wèi)星在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。在發(fā)射結(jié)束后的現(xiàn)場，團隊負責(zé)人王兆魁老師說了這樣一句話——“做科研還是要有做大事情的決心。如果一個問題很快、很容易就被解決了，那它就不能叫一個重大問題。”而這顆重力與大氣科學(xué)衛(wèi)星的研制也是如此。
“我們的基礎(chǔ)研究已經(jīng)做了十年左右了。花上十年時間，做一件有影響、能解決關(guān)鍵問題的大事。這是我們團隊共同堅持的理念。”
這顆重達22kg衛(wèi)星的主要目標(biāo)，一是測量太空中存在的稀薄大氣的密度，二是測量地球長波重力場、驗證重力衛(wèi)星設(shè)計方法。
長期以來，太空大氣測量模型多由國外科研團隊研發(fā)，且存在精度不高的問題。而此顆由我國自主研發(fā)的科學(xué)衛(wèi)星，進一步提高了全球大氣測量模型的精度水平。衛(wèi)星所獲得的數(shù)據(jù)能為我國高空飛行器的飛行軌道矯正提供更加精確的支持，對于我國航天工業(yè)具有十分重要的意義。
在新型衛(wèi)星分離機構(gòu)的研發(fā)過程中，團隊進行了數(shù)百次的分離實驗，自主創(chuàng)新，首創(chuàng)了電磁型點式分離機構(gòu)。在軌分離遙測數(shù)據(jù)顯示，其性能達到國際先進水平，是航天器機構(gòu)設(shè)計技術(shù)的重要突破。
2017年，團隊原本計劃采用英國克萊德公司提供的電源系統(tǒng)。但在設(shè)計方案通過之后的實施過程中，克萊德公司對中國實行了禁運。面對這種情況，團隊最終使用了完全自主設(shè)計的電源控制器，與合作單位共同攻克了小曲率球面貼裝工藝的難題。
將基礎(chǔ)研究和工程實踐相結(jié)合，是王兆魁老師一直以來對于航天等工程類學(xué)科發(fā)展的想法。“把自己的科研工作和國家的重大需要結(jié)合起來。”他說。
早在上世紀(jì)50年代的北京密云水庫設(shè)計建設(shè)工作中，清華大學(xué)“真刀真槍”做科研的實踐育人理念就已初步形成，并在長期的教學(xué)實踐中被不斷運用。
“大學(xué)，重要的是培養(yǎng)人才。在我們這個重力與大氣科學(xué)衛(wèi)星的項目中，大量的博士生、碩士生甚至本科生都參與了進來，對于學(xué)生成長是具有很重要意義的。”
回憶起全力完成衛(wèi)星研發(fā)任務(wù)的那段時光，博士生方青云印象最深刻的是“我們平均每天睡眠時間不足5小時”的那一周。進行衛(wèi)星熱控實驗時，團隊曾在噪聲高達100多分貝的測試廠房中，連續(xù)6天24小時不間斷地輪流監(jiān)測衛(wèi)星狀態(tài)。團隊成員還打趣說，“衛(wèi)星在進行熱循環(huán)測試，我們也在進行人體疲勞測試。”
“發(fā)射衛(wèi)星的時候，從點火到分離，真的是我人生最緊張的10分35秒。”今年已經(jīng)博士生四年級的何云瀚說，“回想起來，從上學(xué)到現(xiàn)在經(jīng)歷的那么多考試、答辯，和衛(wèi)星成功發(fā)射相比都是太輕松了。在學(xué)生時代有機會為國家的科研事業(yè)作一點貢獻，是非常寶貴的經(jīng)歷。”
“搞科學(xué)衛(wèi)星工程，和在實驗室里寫論文、做仿真是截然不同的。”何云瀚說。在科學(xué)衛(wèi)星研發(fā)的過程中，同學(xué)們不但掌握了航天工程的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，還利用理論知識，對試驗測試規(guī)范進行了大量的改進創(chuàng)新，工程實踐能力和學(xué)術(shù)研究水平都得到了顯著的提高。方青云說：“有些經(jīng)驗?zāi)钦媸侵挥型ㄟ^實踐鍛煉才會獲得的。”而深厚的理論功底，則是把經(jīng)驗升華為標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。
每一次科研成果的成功取得，都是一座創(chuàng)新的里程碑。而探索太空的征程不會止步。“我們下一階段的目標(biāo)是研發(fā)空間站內(nèi)智能機器人，包括將來探索月球、火星的伴隨機器人。”這顆已經(jīng)發(fā)射成功的重力與大氣科學(xué)衛(wèi)星，屬于空間科學(xué)研究的領(lǐng)域，而空間科學(xué)又與航天技術(shù)相輔相成。“如果未來有與空間科學(xué)相關(guān)的好的創(chuàng)意，我們也會繼續(xù)按照‘以老師為帶領(lǐng)、以學(xué)生為主力’的模式去做。”王兆魁老師說。
寰宇蒼穹中，多了一顆承載著科學(xué)探索重任的衛(wèi)星。蒼茫天地間，添了幾分航天精神的正氣凜然。
對于航天人來說，征途是遙遠的星辰大海，拼搏是執(zhí)著的風(fēng)雨兼程。而勇于攻堅創(chuàng)新，則是他們最純粹的對科學(xué)的叩問和對國家的回答。
