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我的老師

為祖國(guó),,他在浩瀚宇宙“牧”星

  在北理工有這樣一位教師,,他從18歲上大學(xué)起,,就開(kāi)始和飛行器打交道,如今,,48歲的他滿(mǎn)腦子想的還是“大氣層外的那些事”,30年來(lái),,為祖國(guó)他在宇宙深空點(diǎn)亮一顆顆“中國(guó)星”,,他就是“北理工1號(hào)”研發(fā)團(tuán)隊(duì)領(lǐng)頭人——北京理工大學(xué)宇航學(xué)院教授張曉敏。

  過(guò)去30年間,,他牽頭研制出我國(guó)第一顆專(zhuān)門(mén)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……

  2019年夏天,,雖然天氣炎熱,,依然能看到他一如既往地堅(jiān)持天天到校“打卡”的身影,,即便他牽頭的“北理工1號(hào)”衛(wèi)星項(xiàng)目剛剛圓滿(mǎn)收官,。

不斷突破自己才最重要

  2003年,博士后出站的張曉敏,,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(chēng)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)?!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(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?,男人們?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年度中國(guó)十大科普事件,。

  對(duì)過(guò)去的成績(jī),張曉敏不愿多談,,他說(shuō)的最多的一句話(huà)就是“多聊聊現(xiàn)在”,。“過(guò)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(kāi)的溫室,。”在張曉敏看來(lái),,過(guò)去的就過(guò)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。2018年,,他做了令所有人都意外的決定——離開(kāi)東方紅,、入職北理工。

  “雖然已近知命之年,,但我覺(jué)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)。

想做點(diǎn)和別人不一樣的

  張曉敏加入北理工時(shí),,學(xué)校的宇航學(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(guò)“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(guān)設(shè)計(jì)成為“帆球”的創(chuàng)意,?!安挥脗鹘y(tǒng)的金屬外殼,多用柔性材料,,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)給衛(wèi)星‘減重’的目的,。”他說(shuō),,“我就想做點(diǎn)和別人不一樣的,。”

“北理工1號(hào)”

  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(guò)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(chǎng)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(kāi)?

  “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,?!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(lèi)似“左右手互搏”的科研方式讓他樂(lè)此不疲。經(jīng)過(guò)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(kāi),。

“北理工1號(hào)”在軌飛行效果圖

  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(kāi)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?!罢f(shuō)不緊張是假的,,感覺(jué)‘帆球’充氣的那5分鐘比5小時(shí)還慢?!彼f(shuō),。

  突然,電臺(tái)傳來(lái)信號(hào),,帆球順利展開(kāi),!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)作營(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,因此相比迎風(fēng)面積小的“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(ài)好者極大的關(guān)注,。

  一“星”激起千層浪,張曉敏怎么也沒(méi)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(ài)好者們討論的熱門(mén)話(huà)題。不過(guò),,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),?!彼f(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(wèn)題。”參與“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(wèn)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(wèn)題。

  不工作時(shí),,張曉敏喜歡通過(guò)看動(dòng)漫來(lái)放松,。“看動(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,。”《龍貓》《你的名字》《大圣歸來(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),。

 

  (本文內(nèi)容根據(jù)《科技日?qǐng)?bào)》報(bào)道《幫“北理工1號(hào)”減肥 他給衛(wèi)星穿上“帆布服”》整理)

發(fā)表時(shí)間:2020-08-24 供稿: 黨委宣傳部 (審核:$curArticle.auditInfo)