□本报记者 丁佳
“六七年了,无论是总体部还是分系统,大家基本上没有休过假。空间应用系统团队项目新,指标高,难度大,对人的体力、精神的考验极大,团队成员都挺过来了。这些年,我们给团队提了不少‘苛刻’的要求,大家一直非常支持总体的工作,感谢总体室和分系统全体参研人员,感谢大家!”
坐在酒泉卫星发射中心某招待所的会议室里,空间应用系统总设计师助理、中科院空间科学与应用总体部总体室主任吕从民接受《科学时报》记者专访时,一定要借此机会对自己的同事表示感谢。
9月29日,天宫一号顺利发射升空,这个为交会对接任务忙碌了多年的科学工作者终于能睡个好觉了。而第二天,他就将和同事们返回北京飞控中心,开始新一轮的紧张工作。
系统集成应对资源限制
由于资源条件非常有限,实验项目的选择和布局着实让吕从民等科研人员绞尽了脑汁。
“从总体层面来说,我们与载人航天工程一期相比,在设计方法上作了一些创新。”吕从民说,此次应用系统整体设计,采用了系统集成的思想,把原本一台台独立的有效载荷进行了有机整合,把它们有机地集成在一起。
这就是有效载荷上层的在轨支持系统。这项系统能够为有效载荷提供公共的供电、测控、数据采集和运行管理。其中包括有效载荷数据处理单元,是两台互为冷备份的单机;有效载荷配电器,以及X波段数传设备等,共同为有效载荷支持和服务。
“这样做之后,我们不但简化了与飞行器之间的接口,与它形成清晰的分层关系,也把自己的资源需求整合了,避免每一个载荷都要去研制自己的供电、测控功能,有利于整个系统的优化。”
有了这个系统,天宫一号在轨运行阶段,就可以按照一定时序,通过载荷之间的相互配合,保证每个载荷都能产出相应的应用成果,而不会产生竞争和干扰。
在载荷层面,与一期工程相比也有了很大进步。比如空间环境监测分系统引入了多传感器集成技术。一期的时候,探测器都是一台一台的小盒子,有多个分散的单机。这次轨道大气探测器把大气密度、大气成分、微质量的探测全部集中到一台单机中。带电粒子探测装置也是如此。
吕从民也为同事们的攻关工作感到由衷的骄傲:“这些都是总体部对分系统的要求,有些显得非常苛刻,但都是必要的。同志们克服了很多困难,现在证明还是很成功的。”
专啃“硬骨头”
吕从民博士学的是空间物理学,属于很基础的理论学科。但专业“出身”却挡不住他对载人航天的热爱。
“应用系统需要的知识面是很广的。”吕从民感觉自己需要学习的东西太多了,他开始不断地请教相关的专家,也自学了很多东西,“啃”下来好多大部头。
渐渐地,爱啃“硬骨头”的吕从民发现,自己和这项工作简直是“天作之合”。
“我们国家的载人航天其实就一直在啃硬骨头。载人航天工程对我们应用系统的要求,就是要在国内空间科学和研究领域做到领先。如果我们的实验项目不是领先的,不能起到引领作用,是不能上天的,这是我们的职责。”
目前,载人航天工程中安排的实验项目在国内都是非常领先的。比如,这次新安装的在轨支持系统,首次采用了光纤总线和超大规模集成电路系统技术,它在数据采集速率、数据存储、数据管理功能方面处于国内领先水平。
空间科学取得长足进步
1959年,北京大学地球物理学系成立了全国第一个空间物理专业,开启了中国空间科学的研究历程。但由于条件的限制,研究范围主要是在地球空间附近,比如中高层大气、电离层等。
经过半个多世纪的发展,我国空间科学逐渐与国际接轨。以载人航天工程空间科学为例,目前这一系统主要划分为三大领域,包括空间材料、空间生命和微重力流体物理,与国际上的划分基本一致。
“从载人航天工程一期开始,我们主要就是按照这三大领域进行布局的。这些年下来,载人航天工程对国内空间科学发展的促进作用非常大,整个空间科学研究队伍和基础都有了长足的进步,具备了一定实力。”
吕从民表示,虽然现在中国的空间科学实验还没有欧美发达国家数量那么多、规模那么大,但也要让这些精挑细选出来的项目在各自的领域取得比较好的成果,争取在国际上要达到同等甚至是领先水平。
吕从民6月份就进入酒泉卫星发射中心了,中间只回去过一天。可他说自己并不是待在这里时间最长的,“还有的同事一天都没有回去过”。
天宫一号交会对接任务是2005年正式进入工程阶段的,几乎从那时候开始,整个应用系统团队就开始了“5+2”、“白+黑”的工作方式。
但在每一个加班的深夜里,吕从民并不孤独,因为和他并肩奋战的,还有承研单位的近1000位科研人员。为了他们所热爱的载人航天事业,他们无怨无悔。
《科学时报》 (2011-09-30 A2 中科院助力天宫寻梦专题报道)