幫“北理工1號”減肥 他給衛(wèi)星穿上“帆布服”
發(fā)布日期： 2019-09-02 供稿：科技日報
編輯：吳楠 審核：王征 閱讀次數(shù)：原文標題：幫“北理工1號”減肥 他給衛(wèi)星穿上“帆布服”
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科技日報記者第一次見到張曉敏,，是在北京理工大學(xué)（以下簡稱北理工）的校園里,。采訪期間正值暑假，當(dāng)大部分師生還在享受假期時,，這位宇航學(xué)院教授依舊堅持天天到?！按蚩ā保幢闼麪款^的“北理工1號”衛(wèi)星項目剛剛圓滿收官,。
從18歲上大學(xué)起,，張曉敏就開始和飛行器打交道。如今,，48歲的他滿腦子想的還是“大氣層外的那些事”,。
過去30年間，他牽頭研制出我國第一顆專門為青少年研制的衛(wèi)星“希望一號”,；研制出小巧實用,、應(yīng)用廣泛的CAST100衛(wèi)星平臺；僅用9個月便將一枚承載多項新技術(shù)的“北理工1號”小衛(wèi)星送入太空……
不斷突破自我才最重要
1989年,，張曉敏考入北京航空航天大學(xué)（以下簡稱北航）飛行器設(shè)計與應(yīng)用力學(xué)系應(yīng)用力學(xué)專業(yè),。大三時，該校宇航學(xué)院第一次面向校內(nèi)招收本科生,。
因從小就對飛行器感興趣,，于是張曉敏提出了轉(zhuǎn)院申請，后成為北航宇航學(xué)院首屆本科畢業(yè)生,。之后,，他又在這里取得了碩士和博士學(xué)位,。
2001年，張曉敏踏進清華大學(xué)的校園,，開始博士后研究工作,。兩年后，他博士后出站,，進入現(xiàn)中國航天科技集團下屬的航天東方紅衛(wèi)星有限公司（以下簡稱東方紅）。
“之所以選擇進入公司而非其他科研機構(gòu),，是因為我想做點更實用的技術(shù),，企業(yè)會給我更大的舞臺去實現(xiàn)這個目標?！睉{此初心,，他在這家公司埋頭苦干了15年。
15年間,，張曉敏從一名普通的技術(shù)員干到了總設(shè)計師,，期間參與了“希望1號”、CAST100微小衛(wèi)星平臺等多項科研任務(wù),。
2007年,，也是張曉敏在東方紅工作的第4年，他承接了研制“希望1號”的任務(wù),?！斑@是我第一次承擔(dān)型號項目，那時有10余家單位,、近百人參與到該項目中,。由于工期緊、任務(wù)重,，到后期大家?guī)缀跆焯臁仭谝黄?，男人們在一起的時間比跟自己老婆孩子在一起的時間都長?！焙臅r兩年,，這顆承載著新型計算機芯片、新型鋰離子電池等多項創(chuàng)新技術(shù)的衛(wèi)星騰空而起,，它也被列入2009十大科普事件,。
對過去的成績，張曉敏不愿多談,，他說的最多的一句話就是“多聊聊現(xiàn)在”,。“過去的成就是光環(huán),，也可能是枷鎖,，甚至可能會成為讓人不愿離開的溫室,。”在張曉敏看來,，過去的就過去了,，面向未來、活在當(dāng)下,、不斷突破自我,，才是最重要的。
張曉敏這樣的表態(tài),，不是喊口號,、說說而已。47歲那年,，他做了令所有人都意外的決定——離開東方紅,、入職北理工。
“可能有人覺得,，人快到50歲,，已是準備退休的年紀，但我覺得自己還有很多潛力可挖,。選擇去北理工,，我的想法很簡單，就是想在另一條軌道上拓展人生,，嘗試其他的可能性,。”張曉敏說,。
就想做點和別人不一樣的
張曉敏加入北理工時,，該校宇航學(xué)科建設(shè)處在飛速發(fā)展階段，學(xué)校正嘗試將宇航工程實踐和技術(shù)創(chuàng)新相結(jié)合,，探索工科人才培養(yǎng)的新模式,。這也為張曉敏提供了大展拳腳的機會。
2018年11月,，并入“新軌”的張曉敏接到了第一個任務(wù)——牽頭研制“北理工1號”,。
作為北理工新技術(shù)驗證衛(wèi)星系列的第一顆衛(wèi)星，“北理工1號”究竟要驗證哪些新技術(shù),？以什么形式驗證,？這是張曉敏和他的團隊需要解決的首個難題。
在宇航學(xué)院的會議室里,，張曉敏曾和團隊成員多次探討過“北理工1號”的技術(shù)清單,。“我們的終極目標是,，想讓衛(wèi)星在保留功能的同時,，盡可能輕一點,。”張曉敏解釋道,，“傳統(tǒng)的衛(wèi)星大多使用金屬材料,，如果能盡可能多地使用復(fù)合材料、柔性材料,，便可將質(zhì)量大幅降低,。”
順著這個思路,，張曉敏提出了把衛(wèi)星外觀設(shè)計成為“帆球”的創(chuàng)意,。“不用傳統(tǒng)的金屬外殼,，多用柔性材料，進而實現(xiàn)給衛(wèi)星‘減肥’的目的,?！彼f，“我就想做點和別人不一樣的,?！?/p>
按照張曉敏的想法，發(fā)射前,，衛(wèi)星的主體薄膜球體將被折進一個“小匣子”內(nèi),；當(dāng)星箭分離后，衛(wèi)星會自動充氣變成直徑為500毫米的球體,。這看似天馬行空的創(chuàng)意,，是否能成真？
如今回想起來,，團隊成員之一,、北理工宇航學(xué)院副教授翟光還很為張曉敏捏一把汗?！皬垥悦衾蠋煂夹g(shù)研發(fā)很執(zhí)著,，也很有自己的想法。不過當(dāng)‘帆球’創(chuàng)意剛剛被提出時,，團隊里很多人還是很擔(dān)心,，畢竟太新了，大家怕實現(xiàn)有難度,?！钡怨庹f。
有了好想法,，接下來需要的就是實踐,。從2018年11月到2019年7月,，這9個月，“北理工1號”成了張曉敏工作的主要內(nèi)容之一,，他時常奔走于學(xué)校,、合作單位和發(fā)射場之間。他帶領(lǐng)團隊先后設(shè)計出10種方案,，而這些方案很多要在衛(wèi)星“出廠地”蘭州空間技術(shù)物理研究所進行測試,，于是他幾乎每周都往返于蘭州、北京兩地,。
期間,，他們還常遇到意想不到的困難，比如,，怎樣證明“帆球”能在太空中順利展開,？
“其實驗證也很簡單，裝個照相機就成,，很多人都提出這么干,，但我不想這樣?！痹诮o自己找難題上,，張曉敏從不手軟，找難題再拆解,，這種類似“左右手互搏”的科研方式讓他樂此不疲,。經(jīng)過多次論證，他提出了3種技術(shù)方案可以佐證“帆球”能否順利展開,。
2019年7月26日,，“北理工1號”升空的第2天，“帆球”能否順利展開的答案將于當(dāng)日揭曉,。
當(dāng)時,，相關(guān)工作人員特意在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心架設(shè)了臨時電臺，張曉敏就守在電臺旁,?！罢f不緊張是假的，感覺‘帆球’充氣的那5分鐘比5小時還慢,?！彼f。
突然,，電臺傳來信號,，帆球順利展開！后續(xù)，其余兩種技術(shù)方案也證實“帆球”充氣成近乎完美的球形,。守在電臺旁的團隊成員相擁歡呼,，張曉敏也難掩激動，和成員擊掌慶祝這一階段性勝利,。
從動漫影片汲取創(chuàng)新營養(yǎng)
有趣的是,，位于低軌道的“北理工1號”，由于易受軌道上稀薄大氣的擾動阻力,，因此相比“硬”衛(wèi)星,，這顆膨脹得更大的“柔”衛(wèi)星的軌道下降速度較快。而這一現(xiàn)象,，引起了美國,、歐洲和國內(nèi)研究機構(gòu)以及業(yè)余愛好者極大的關(guān)注。
一“星”激起千層浪,，張曉敏怎么也沒想到,，一時間團隊的科研項目成為全球衛(wèi)星、航天愛好者們討論的熱門話題,。不過,，這個意外之喜，也恰好與他多年來堅持的航天科普理念不謀而合,。“我國作為航天大國,，不僅要在技術(shù)上力爭做到世界一流,，還要在航天科普上作出應(yīng)有的貢獻?！彼f,。
在張曉敏的推動下，“北理工1號”項目團隊還吸納了很多本科生,、研究生,，部分人甚至參與到核心的技術(shù)任務(wù)?！皬垥悦衾蠋熀茏⒅厝说呐囵B(yǎng),，為學(xué)生盡量提供創(chuàng)新實踐、學(xué)以致用的機會和平臺,?！钡怨庹f。
在學(xué)生眼里,，張曉敏是一位博學(xué)又平易近人的導(dǎo)師,。“40多歲的張老師會看年輕人喜歡看的電影,，還能從中發(fā)現(xiàn)科學(xué)問題,?！眳⑴c“北理工1號”項目的博士生鄭鶴鳴告訴記者，在項目例會上,，張曉敏老師常旁征博引,，他能從工程問題談到基礎(chǔ)科學(xué)，也能從學(xué)習(xí)方法談到《碟中諜》《天地大沖撞》等影片,，從而啟發(fā)學(xué)生從多個角度思考問題,。
不工作時，張曉敏喜歡通過看動漫來放松,?！翱磩勇茏屛疑硇姆潘桑瑫r我能從中汲取到創(chuàng)新的營養(yǎng),。每部動漫影片都能展現(xiàn)創(chuàng)作者的想象力,，而對于科研工作者來說，想象力就是創(chuàng)新的源泉,?！薄洱堌垺贰赌愕拿帧贰洞笫w來》……這些電影熱映時，張曉敏會拽上讀中學(xué)的兒子,，父子二人一起坐在電影院,，享受難得的休閑時光。
也許正是這份“童真”,，讓張曉敏一直走在技術(shù)創(chuàng)新的路上,。
“我的下一個目標是把‘帆球’衛(wèi)星做大，將其直徑做到100米甚至500米,；同時也希望帶領(lǐng)團隊將這種輕型,、柔性技術(shù)能應(yīng)用到更多的航天器上，為減少空間碎片,、深空探測等提供更好的解決方案,。”張曉敏說,。
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