幫“北理工1號(hào)”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?qǐng)?bào)
編輯：吳楠 審核：王征 閱讀次數(shù)：原文標(biāo)題：幫“北理工1號(hào)”減肥 他給衛(wèi)星穿上“帆布服”
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科技日?qǐng)?bào)記者第一次見到張曉敏，是在北京理工大學(xué)（以下簡(jiǎn)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(shí),，這位宇航學(xué)院教授依舊堅(jiān)持天天到?！按蚩ā?，即便他牽頭的“北理工1號(hào)”衛(wèi)星項(xiàng)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(guó)第一顆專門為青少年研制的衛(wèi)星“希望一號(hào)”,；研制出小巧實(shí)用、應(yīng)用廣泛的CAST100衛(wèi)星平臺(tái),；僅用9個(gè)月便將一枚承載多項(xiàng)新技術(shù)的“北理工1號(hào)”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(jiǎn)稱北航）飛行器設(shè)計(jì)與應(yīng)用力學(xué)系應(yīng)用力學(xué)專業(yè)。大三時(shí),，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(duì)飛行器感興趣，于是張曉敏提出了轉(zhuǎn)院申請(qǐng),，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(jìn)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(jìn)入現(xiàn)中國(guó)航天科技集團(tuán)下屬的航天東方紅衛(wèi)星有限公司（以下簡(jiǎn)稱東方紅）,。
“之所以選擇進(jìn)入公司而非其他科研機(jī)構(gòu)，是因?yàn)槲蚁胱鳇c(diǎn)更實(shí)用的技術(shù),，企業(yè)會(huì)給我更大的舞臺(tái)去實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),。”憑此初心,，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(jì)師,，期間參與了“希望1號(hào)”,、CAST100微小衛(wèi)星平臺(tái)等多項(xiàng)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(hào)”的任務(wù)?！斑@是我第一次承擔(dān)型號(hào)項(xiàng)目,，那時(shí)有10余家單位、近百人參與到該項(xiàng)目中,。由于工期緊,、任務(wù)重,，到后期大家?guī)缀跆焯臁仭谝黄穑腥藗冊(cè)谝黄鸬臅r(shí)間比跟自己老婆孩子在一起的時(shí)間都長(zhǎng),?！焙臅r(shí)兩年，這顆承載著新型計(jì)算機(jī)芯片,、新型鋰離子電池等多項(xiàng)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(duì)過去的成績(jī),，張曉敏不愿多談,，他說(shuō)的最多的一句話就是“多聊聊現(xiàn)在”?！斑^去的成就是光環(huán),，也可能是枷鎖，甚至可能會(huì)成為讓人不愿離開的溫室,?！痹趶垥悦艨磥?lái)，過去的就過去了,，面向未來(lái),、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(hào),、說(shuō)說(shuō)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(zhǔn)備退休的年紀(jì),，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(jiǎn)單,，就是想在另一條軌道上拓展人生，嘗試其他的可能性,?！睆垥悦粽f(shuō)。
就想做點(diǎn)和別人不一樣的
張曉敏加入北理工時(shí),，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(shí)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(jī)會(huì),。
2018年11月,，并入“新軌”的張曉敏接到了第一個(gè)任務(wù)——牽頭研制“北理工1號(hào)”。
作為北理工新技術(shù)驗(yàn)證衛(wèi)星系列的第一顆衛(wèi)星,，“北理工1號(hào)”究竟要驗(yàn)證哪些新技術(shù),？以什么形式驗(yàn)證？這是張曉敏和他的團(tuán)隊(duì)需要解決的首個(gè)難題,。
在宇航學(xué)院的會(huì)議室里,，張曉敏曾和團(tuán)隊(duì)成員多次探討過“北理工1號(hào)”的技術(shù)清單?！拔覀兊慕K極目標(biāo)是,，想讓衛(wèi)星在保留功能的同時(shí)，盡可能輕一點(diǎn),?！睆垥悦艚忉尩溃皞鹘y(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,?！?/p>
順著這個(gè)思路，張曉敏提出了把衛(wèi)星外觀設(shè)計(jì)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(jìn)而實(shí)現(xiàn)給衛(wèi)星‘減肥’的目的?！彼f(shuō),，“我就想做點(diǎn)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(jìn)一個(gè)“小匣子”內(nèi),；當(dāng)星箭分離后,，衛(wèi)星會(huì)自動(dòng)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(lái),，團(tuán)隊(duì)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?duì)技術(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(shí),，團(tuán)隊(duì)里很多人還是很擔(dān)心，畢竟太新了,，大家怕實(shí)現(xiàn)有難度,。”翟光說(shuō),。
有了好想法,，接下來(lái)需要的就是實(shí)踐。從2018年11月到2019年7月,，這9個(gè)月,，“北理工1號(hào)”成了張曉敏工作的主要內(nèi)容之一，他時(shí)常奔走于學(xué)校,、合作單位和發(fā)射場(chǎng)之間,。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)先后設(shè)計(jì)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(jìn)行測(cè)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(shí)驗(yàn)證也很簡(jiǎn)單,，裝個(gè)照相機(jī)就成，很多人都提出這么干,，但我不想這樣,。”在給自己找難題上,，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(hào)”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(shí)，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(shí)電臺(tái),，張曉敏就守在電臺(tái)旁,。“說(shuō)不緊張是假的,，感覺‘帆球’充氣的那5分鐘比5小時(shí)還慢,。”他說(shuō),。
突然,，電臺(tái)傳來(lái)信號(hào)，帆球順利展開,！后續(xù),，其余兩種技術(shù)方案也證實(shí)“帆球”充氣成近乎完美的球形。守在電臺(tái)旁的團(tuán)隊(duì)成員相擁歡呼,，張曉敏也難掩激動(dòng),，和成員擊掌慶祝這一階段性勝利。
從動(dòng)漫影片汲取創(chuàng)新營(yíng)養(yǎng)
有趣的是,，位于低軌道的“北理工1號(hào)”,，由于易受軌道上稀薄大氣的擾動(dòng)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(guó),、歐洲和國(guó)內(nèi)研究機(jī)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(shí)間團(tuán)隊(duì)的科研項(xiàng)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(gè)意外之喜，也恰好與他多年來(lái)堅(jiān)持的航天科普理念不謀而合,?！拔覈?guó)作為航天大國(guó)，不僅要在技術(shù)上力爭(zhēng)做到世界一流,，還要在航天科普上作出應(yīng)有的貢獻(xiàn),。”他說(shuō)。
在張曉敏的推動(dòng)下,，“北理工1號(hào)”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)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(shí)踐,、學(xué)以致用的機(jī)會(huì)和平臺(tái),。”翟光說(shuō),。
在學(xué)生眼里,，張曉敏是一位博學(xué)又平易近人的導(dǎo)師?！?0多歲的張老師會(huì)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(hào)”項(xiàng)目的博士生鄭鶴鳴告訴記者,，在項(xiàng)目例會(huì)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(gè)角度思考問題,。
不工作時(shí),，張曉敏喜歡通過看動(dòng)漫來(lái)放松?！翱磩?dòng)漫能讓我身心放松,，同時(shí)我能從中汲取到創(chuàng)新的營(yíng)養(yǎng)。每部動(dòng)漫影片都能展現(xiàn)創(chuàng)作者的想象力,，而對(duì)于科研工作者來(lái)說(shuō),，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(lái)》……這些電影熱映時(shí),，張曉敏會(huì)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(shí)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(gè)目標(biāo)是把‘帆球’衛(wèi)星做大,，將其直徑做到100米甚至500米,；同時(shí)也希望帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)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(cè)等提供更好的解決方案?！睆垥悦粽f(shuō),。
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