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：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（以下簡稱北理工）的校園里,。采訪期間正值暑假，當大部分師生還在享受假期時,，這位宇航學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（以下簡稱北航）飛行器設計與應用力學系應用力學專業(yè),。大三時，該校宇航學院第一次面向校內招收本科生,。
因從小就對飛行器感興趣,，于是張曉敏提出了轉院申請，后成為北航宇航學院首屆本科畢業(yè)生,。之后,，他又在這里取得了碩士和博士學位。
2001年,，張曉敏踏進清華大學的校園,，開始博士后研究工作。兩年后,，他博士后出站,，進入現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,，是因為我想做點更實用的技術,，企業(yè)會給我更大的舞臺去實現這個目標,。”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員干到了總設計師,，期間參與了“希望1號”,、CAST100微小衛(wèi)星平臺等多項科研任務。
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?！斑@是我第一次承擔型號項目,，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?！痹趶垥悦艨磥?，過去的就過去了，面向未來,、活在當下,、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,，該校宇航學科建設處在飛速發(fā)展階段，學校正嘗試將宇航工程實踐和技術創(chuàng)新相結合,，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——牽頭研制“北理工1號”,。
作為北理工新技術驗證衛(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,？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?！睆垥悦艚忉尩?，“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合材料,、柔性材料,，便可將質量大幅降低?！?/p>
順著這個思路,，張曉敏提出了把衛(wèi)星外觀設計成為“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,；當星箭分離后,，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,、北理工宇航學院副教授翟光還很為張曉敏捏一把汗,。“張曉敏老師對技術研發(fā)很執(zhí)著,，也很有自己的想法,。不過當‘帆球’創(chuàng)意剛剛被提出時，團隊里很多人還是很擔心,，畢竟太新了,，大家怕實現有難度?！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容之一,，他時常奔走于學校,、合作單位和發(fā)射場之間,。他帶領團隊先后設計出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,。經過多次論證，他提出了3種技術方案可以佐證“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日揭曉,。
當時,，相關工作人員特意在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心架設了臨時電臺，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。而這一現象,，引起了美國,、歐洲和國內研究機構以及業(yè)余愛好者極大的關注。
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要在技術上力爭做到世界一流,，還要在航天科普上作出應有的貢獻,。”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任務,。“張曉敏老師很注重人的培養(yǎng),，為學生盡量提供創(chuàng)新實踐,、學以致用的機會和平臺?！钡怨庹f,。
在學生眼里，張曉敏是一位博學又平易近人的導師,?！?0多歲的張老師會看年輕人喜歡看的電影，還能從中發(fā)現科學問題,?！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科學，也能從學習方法談到《碟中諜》《天地大沖撞》等影片,，從而啟發(fā)學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,；同時也希望帶領團隊將這種輕型,、柔性技術能應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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