作者:韩姗杉 王征 温才妃 来源: 中国科学报 发布时间:2019-4-17
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杨春华:“载荷”博士成长记

 杨春华

■本报通讯员 韩姗杉 王征 记者 温才妃

“北理工烙印”鲜明的杨春华不受外界叨扰,在研究之外经常想的事情却是,“如何更好地进行资源分配,让后来人不像我们这样艰难,让后续工作更加高效,更好地服务国家重大战略”。

“今天,我们召开的是‘神舟八号’飞船搭载微流控芯片基因扩增装置空间载荷项目的每周例行会议,欢迎新来的同学加入项目组!”回想起本科时第一次得知即将参与重大科研项目的场景,国际宇航科学院院士、北理工生命学院教授邓玉林的话语,至今都让北理工生物医学工程博士生杨春华记忆犹新。“当时的心情很忐忑,觉得不可思议,但是又非常向往!”

从此,实验室、食堂、宿舍,早出晚归,三点一线;操作实验、整理数据,发现问题、解决问题,周而复始,循序渐进;“神八搭载”“长七搭载”“天舟搭载”“SpaceX龙飞船搭载登陆国际空间站”,亲手研制载荷,四次登入太空,亲历中美太空合作“零的突破”,参与中国空间生命科学研究的多项第一……成了杨春华的生活“常态”。

“小本”扛大任

2010年10月,距离中国“神舟八号”飞船发射仅有一年的时间,北理工争取到在此次发射任务中搭载科学载荷的机会——将自主研制的基因扩增装置送入太空,以实现中国首次太空基因扩增实验。

机会总是垂青有准备的人。彼时还是大三学生的杨春华因为参加北京市大学生电子设计大赛,结识了自己保研后的导师李晓琼。杨春华生物医学工程的专业背景,以及在硬件设计、软件开发方面的兴趣和基础,特别是细致缜密的性格,引起了李晓琼的关注。

“有一段时间,李老师总会给我布置一些小课题,但是和当时的研究关联并不大。”加入课题组之初,杨春华完成老师布置的每个“超纲题”,也一步一步走进了国家“大项目”。“后来才发现,小课题其实都是之后空间载荷项目会遇到的技术问题,老师是在借此考察和培养我。”

基因扩增,原理类似于DNA的天然复制过程,分为94℃的高温变性、50℃到60℃的低温退火和72℃的中温延伸三个阶段,若想在太空中实现,则要在狭小的空间内,将基因扩增芯片、供电电池及控制系统等所有部件置于其中,可谓“螺蛳壳里做道场”。

对于杨春华这个“小本”来说,如何在有限的资源条件下,实现快速精准地温度控制是一项不小的挑战。时间紧迫,已容不得任何试错,他作为该环节的主要负责人,顶住压力、对症下药,在载荷温控组件与承载结构之间增加了特定材质隔热片,最终实现了升温与降温性能的良好平衡。“那段时间,自己就跟魔怔了一样,吃饭时想、睡觉时也想。”每当回想起自己第一次参与载荷项目就碰上严峻挑战,他都唏嘘不已。

2011年11月1日,伴随着“神舟八号”飞船成功发射,由北京理工大学作为总体牵头单位设计制造的“微流控芯片基因扩增装置”终于遨游太空,实现了北理工实验装置载荷登入太空、中国微流控芯片技术太空应用、中国在空间环境下开展基因实验三项“零的突破”。

医工融合显优势

在第一次参与空间载荷任务之后,杨春华便将空间生命科学载荷研究作为了自己追求的方向。2011年,杨春华保研本校继续学习。2014年,他又成为一名生物医学工程专业的博士生,师从邓玉林。

读研期间,杨春华相继参与了2016年6月“长征七号”运载火箭首飞搭载“空间细胞和微生物培养实验装置”、2017年4月“天舟一号”货运飞船搭载“空间微流控芯片生物培养与分析载荷”的研制任务。难得的实战锻炼,使得他迅速成长为团队的青年骨干。

“在‘天舟一号’项目中,我确实感觉自己生物医学工程专业的交叉融合背景优势明显。”杨春华解释说,在这个项目中,需要由团队生物技术组的研究人员提出在轨试验的详细需求,再由载荷技术组的人员逐一完成支持相关功能的硬件及软件设计,此时,他的交叉学科背景便发挥了很好的作用。杨春华既具备生物学科知识背景,又掌握了工程化实现方法,最终,他与团队设计出了一套集温度控制的可自动化分层调焦的在轨显微观测系统,很好地解决了难题。

功夫不负有心人,在“天舟一号”搭载项目研制总结评审会上,北理工载荷被给予“最先进最复杂的空间生命科学实验载荷”的高度评价。

完成“天舟一号”载荷任务后不到半个月,杨春华和伙伴们又跨越太平洋,连续作战,交上了另一份满意的答卷——2017年6月6日,由北京理工大学研制的“空间环境下在PCR反应中DNA错配规律研究的科学载荷”搭乘SpaceX公司“龙飞船”,成为首个登入国际空间站的中国空间科学项目,标志着中美空间科学合作取得了“零”的突破。

小载荷的大坚持

“杨春华已经熟知了国内和国际常规科学实验载荷项目的实施流程及相关航天产品的质量管理办法,他是我们团队的一个宝!”采访中,邓玉林对杨春华称赞有加。

“过师兄这关,从来都是我们各阶段工作的最后一道工序。”与杨春华同一个实验室的博士生樊云龙这样形容,“无论是写文档还是出图纸,只有他审核通过,我们才会心里有底。而他也从不会计较给他看的东西是否与己有关,尽可能地为我们提供帮助。”

“上天的事不能出半点差错。”这是杨春华经常挂在嘴边的话。无论参与载荷哪个部分的研究工作,他都会严格按照时间节点,就整个工作过程的不同阶段,撰写详尽的设计报告和分析报告,将出现的问题彻彻底底探讨清楚,同时为其他同伴阐明整个装置的详细状态。

除了科研上的严谨细致,杨春华在“天舟一号”货运飞船搭载试验项目最后冲刺阶段的组织管理工作也是运筹帷幄。作为两个载荷任务团队的骨干力量,他事后笑称“再没有比这更紧张刺激的了”。

杨春华的履历背景可谓难得。“如果他愿意,完全可以过上不一样的生活,向他伸出橄榄枝的单位不在少数,高薪不是问题。”李晓琼说。

然而,“北理工烙印”鲜明的杨春华不受外界叨扰,在研究之外,他经常想的事情却是,“如何更好地进行资源分配,让后来人不像我们这样艰难,让后续工作更加高效,更好地服务国家重大战略”。因为面向未来,“每一个北理工人都有一颗报国心!”

《中国科学报》 (2019-04-17 第8版 校园)
 
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