作者:倪思洁 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2017/12/6 19:13:46
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暗物质卫星工程总师
艾长春:让科学目标牵引中国空间科学卫星研制取得不断成功

 

11月30日,暗物质粒子探测卫星(“悟空”)第一批研究成果在英国《自然》杂志上发表。从2015年12月17日发射至今,“悟空”探寻了近两年,巡天4遍,捕捉和分析了35亿个高能粒子,获得了高能电子宇宙线能谱。

两年前,就在“十二五”最后一年的最后一个月,“悟空”成功摆脱地心引力飞入宇宙。在冰天雪地的酒泉卫星发射中心,卫星工程总师艾长春松了一口气。那时有无数双眼睛盯着中国的这颗空间科学系列卫星首发星,容不得一丝失误。

“卫星发射成功后,我的工作基本结束了,但责任远没有结束。”在接受《中国科学报》专访时,仍关注着卫星运行情况的艾长春笑言,“但是这两年我做的工作很少,因为卫星在轨运行状态很好。”

在回顾空间科学卫星的研制管理实践时,艾长春总结出了“悟空”成功的这几条经验——

“科学目标是第一位的”

从2003年“双星计划”启动到“悟空”发射之前,我国未曾发射一颗空间科学卫星。当时,国际上共完成了5000多项空间科学实验项目,而中国只进行了100项左右。

有感于中国空间科学研究的基础薄弱,原本就对空间科学问题感兴趣的艾长春接受了中国科学院的聘请,出任暗物质粒子探测卫星工程总师。

“那时候我心里也是打鼓的。”艾长春说。因为这颗卫星带有太多“第一次”:中科院第一次主持卫星大工程,微小卫星工程中心第一次承担超过1000公斤的卫星研制,而且还是国内第一次研制这种以载荷为中心的一体化结构的卫星;紫金山天文台第一次负责载荷总体,中国科学技术大学和兰州近代物理所第一次承担航天任务……

在艾长春看来,最后的成功得益于对任务目标的准确把握。“科学目标是第一位的。”艾长春说。

科学卫星在管理方式上与应用卫星有着显著差别。“应用卫星一旦发射上天,能按性能要求长期运行即可。而且,应用卫星有稳定连续的项目支持,如果第一次应用不理想,后面还有条件改进。但对于科学卫星来说,它的成功更加依赖于‘机会’。”艾长春说。

这样的“机会”既是指发现重大空间科学成果的机会,也是指未来空间科学卫星可持续发展的机会。“首先,科学卫星的研究方向和目标针对基础科学,而基础科学研究的产出通常只有‘第一’没有‘第二’。如果没有世界公认的科研成果产出,任务就不能算作成功,因此,要根据空间科学的研究需要研发最前沿的技术。其次,国家重视科学卫星,并为科学卫星的研制设立了专项,机会难得,一旦没抓住,再想申请后续支持可能性就会小很多。”艾长春感慨。

“让首席科学家有更大的发言权”

有人说,暗物质粒子探测卫星能够在“十二五”首发成功,凭的是“运气”。但艾长春心里明白,所谓的“运气”从根本上说是来自“人气”:“大家凝心聚力,都为了科学目标的实现。”

空间科学系列卫星包括暗物质粒子探测卫星都采取了“1+2”的工程管理模式,即“首席科学家+航天工程两条指挥线”。以往的卫星研制时虽然会听取卫星用户意见,但后者并不直接参与研制过程的管理。

在暗物质粒子探测卫星研制建设的过程中,艾长春与首席科学家常进的合作十分融洽。“我们在年龄上相差二十多岁,可以说是两代人了,在工作中我们非常尊重彼此。常进同志年轻有为,勇于探索和创新,我要多向他学习,多支持他。”满头银发的艾长春笑着说。

在他看来,在“1+2”模式中,“1”和“2”的职责不同,分工明确,“首席科学家就是要凝炼和把握科学目标,时刻关心工程研制是否能实现科学目标;而工程建设和工程两总就是为实现科学目标服务的。‘1’和‘2’互相尊重,围绕一个共同的科学目标协同工作”。

他告诉记者,这样的模式不仅没有影响到卫星研制的效率,反倒是有利于将工程向前推进。“首席科学家的参与有助于把科学目标这一核心因素快速渗透到卫星工程研制建设的各个层面、各个环节。”艾长春建议,“卫星工程‘两总’要经常与首席科学家沟通,让首席科学家有更大的发言权。”

“担当服务是对工程总师的要求”

回顾以往,艾长春将暗物质卫星工程的成功总结为20个字——担当服务、着眼大局、抓住关键、综合平行、协调发展。“担当服务是对工程总师的基本要求,工程总师在面对工程的重大问题时要勇于承担责任,要有强烈的服务意识。”艾长春强调。

为了保证科学目标的实现,在暗物质卫星研制的四年时间里,方案阶段就用了16个月。之所以方案论证和方案设计时间长,是因为暗物质卫星采取了以载荷为中心的卫星一体化设计,卫星平台围绕载荷而建。最终,卫星的载荷平台比达到了3.2:1。

特殊的设计让暗物质粒子探测卫星从一开始就“不走寻常路”,而每一步都需要工程总师能够负责任地“拍板”。通常,人造卫星在方案阶段很少做结构力学星,但暗物质粒子探测卫星在方案阶段就集中载荷和卫星的研制力量,率先设计研制出结构力学星并进行了力学试验,把风险降到最低。“我们商议后决定在方案阶段就开始做,发现问题后采取措施对薄弱环节进行加强,确保了卫星新型结构合理可行。”艾长春说。

暗物质粒子探测卫星的成果发布,让艾长春倍感欣慰。“我分享了科学家在这个任务中的成功和喜悦,也预祝他们不断有新的发现。”艾长春说。

后续暗物质粒子探测卫星将从巡天观测模式转成定点观测模式,对重点区域开展针对性的观测。与科学家一起,艾长春也期待着暗物质粒子探测卫星能够为人类认识宇宙做出更大的贡献。

 
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