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(biāo)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?，即便他牽頭的“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(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(jìn)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(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,。”耗時兩年，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”?！斑^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,?！痹趶垥悦艨磥恚^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(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。
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?！拔覀兊慕K極目標(biāo)是,，想讓衛(wèi)星在保留功能的同時，盡可能輕一點,?！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,。”
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(jìn)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(jìn)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,。“張曉敏老師對技術(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,，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,。”翟光說,。
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(jìn)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,。”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”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,。“說不緊張是假的,，感覺‘帆球’充氣的那5分鐘比5小時還慢,。”他說,。
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,?！拔覈鳛楹教齑髧粌H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(xiàn),。”他說,。
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,。”翟光說,。
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?，同時我能從中汲取到創(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(biāo)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,?！睆垥悦粽f,。
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