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年終策劃|航天專家史青:為火箭“體檢”給火星車裝“耳朵”

年終策劃|航天專家史青:為火箭“體檢”給火星車裝“耳朵”

2021年是中國航天大年:中國空間站在軌組裝建造全面展開;“天問一号”探測器成功着陸火星;神舟十二号乘組在“天和”核心艙中生活三個月;首顆太陽探測科學技術試驗衛星“羲和号”順利升空;神舟十三号出征,3位航天員開啟為期6個月的飛行任務……

這一年也是中國航天科技集團九院704所技術專家史青在704所工作的第11個年頭。對于這位在航天領域做精密器件的設計者來說,“太快了,一晃而過”的感慨,把攻關難題時的嚴謹和産品傳遞前的緊張都濃縮在了一起。

史青在追光逐夢的崗位上一幹就是十幾個春秋。10個月前她晉升為媽媽,新生命的到來,讓她重新認識到了工作和生活的界限。現在,史青經常告訴從事科研設計的年輕人,“工作完了就出去玩玩,别老待在實驗室裡”。

年終策劃|航天專家史青:為火箭“體檢”給火星車裝“耳朵”

12月21日,航天九院704所,史青在實驗室調節光路。新京報記者 王嘉甯 攝

最崩潰的是産品傳遞前出現問題

2010年,史青博士畢業。畢業的前一年,正好是中國航天科技集團成立十周年,也是“中國航天之父”錢學森逝世的一年。

學生時代的史青,聽了很多關于錢學森的故事,錢老所著的《工程控制論》《論系統工程》等書籍,也曾是她的精神食糧。她把錢老當作由衷敬佩的偶像。

2009年從澳洲做通路學者回國後,史青就直接奔向中國航天科技集團的高校招聘。

她清晰記得自己面試時說的那句話:“我希望能把我的所學,給中國航天做一份貢獻。能成為一個中國航天人,我會感到非常光榮和驕傲。”

入職不到兩年,史青就參與了一個重要立項項目的研發。從籌備實驗室,到配全關鍵裝置,再到設計關鍵器件,他們逐漸組成了一個4人小團隊。隊員們一頭紮進實驗室,不分白天黑夜地工作。

“那段時間,我感覺最清閑的時候就是開會,因為終于能坐下來休息一會兒了。”史青開玩笑地說。

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12月21日,航天九院704所,史青在進入超淨間前紮頭發,避免頭發掉落在超淨間内。新京報記者 王嘉甯 攝

新産品的研發,不僅要實作産品功能,還要經過嚴格的環境考核。奮戰一年後,産品完成傳遞,但沒到把産品護送上天的那一刻,懸着的心始終惴惴不安。

在史青看來,理論聯系實際,就是把課本上學到的知識變成實驗室的産品真正送到天上去,并且是不出差錯地送上去。

第一次送研發的産品上天,除了攻克技術難題外,克服心理壓力也是個巨大的挑戰。

最令人崩潰的階段是産品傳遞期。“傳遞産品前,必須100%通過全部環境實驗,然而,這次出乎所有人意料,産品性能受環境影響非常大,這讓所有人的神經都緊繃了起來。”

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12月21日,航天九院704所,史青正在檢視樣件殼體。新京報記者 王嘉甯 攝

傳遞前産品出現了問題,意味着要修正設計方案,重新驗證。經過争分奪秒的5天,史青團隊準确找出了錯誤的原因,從根本上解決了問題,最終讓所有的資料都穩定下來。

2015年1月,由史青團隊研發設計的産品首次在某型号上成功飛行。這也是她第一次切身體會到身為航天人的那份感動與驕傲。

為長征五号、北鬥系統等解決難題

在704所二樓辦公室的壁櫃裡,擺放着史青以及團隊科研成果的獲獎證書。其中有史青個人榮獲的全國各行業傑出的女人榮譽稱号和帶領團隊獲得的國際QC大會鉑金獎、金獎。

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12月21日,航天九院704所,史青辦公室的壁櫃裡擺放着史青及其團隊榮獲的獎章和證書。新京報記者 王嘉甯 攝

一天下來,“史青創新工作室”201的這扇門就沒怎麼關過。同僚們會陸續走到她的工位,讨論科研實踐的方案。史青藏不住自己的情緒。她每次都聚精會神細聽,認真研讨,但話題一結束,她又一臉笑容,開起玩笑。

“在專業技術領域的問題上,史主任是有一說一。但技術以外的事兒,大家聊天都是很歡樂的。”辦公室的黃博士說。

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12月21日,航天九院704所,史青和同僚們開項目讨論會。新京報記者 王嘉甯 攝

史青的團隊逐漸壯大,從原先的4人小組,變成了如今擁有三個工程組共30人,且平均年齡在30歲的智囊團。

十幾年來,史青牽頭多項新技術新課題的研發攻關,為長征五号、北鬥系統等多個重點型号項目提供了新方法、新原理的測量産品,解決了傳統方法不能解決的難題。

長征五号運載火箭是我國目前運載能力最大的運載火箭,史青帶領團隊在火箭上創新性地采用了光纖傳感技術,有效完成了箭上結構體的全周期健康監測。

“它是一個測量的系統,就像體檢一樣,哪兒出現了問題,可以實時輸出結果。”史青介紹,在時間緊、難度大的前提下,他們充分考慮箭上特殊工況、狹小空間、大沖擊強振動等特點,突破多項技術難題,為箭上結構安全性和健康性提供了判斷依據。

通過提煉通用工序,史青團隊自行開發了光纖傳感類産品的自動化加工裝置,将産品加工,名額測試同時完成,産品的成品率由50%提升到98%,并降低了因人為因素引起的誤差,用最少的勞工保證了高品質的快速加工。

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12月21日,航天九院704所,實驗室内,史青和同僚檢視工裝内部結構。新京報記者 王嘉甯 攝

同樣令人振奮的是,今年5月,“祝融号”火星車駛離着陸平台,到達火星表面開始巡視探測,火星車前後避障相機記錄了駛離過程,錄音裝置擷取了駛離過程的聲音資料。音頻中包括火星車驅動機構加電開始移動、坡道行駛、駛上火星表面等過程現場聲音。

而成功探測到這組聲音資料的火星聲音傳感器,就是由航天九院704所研制,具備完全自主知識産權。

“聲音傳感器就像火星車的耳朵一樣,‘傾聽’火星上的風聲等自然聲音,以及火星車自身發出的諸如車身運動、桅杆旋轉等聲音,讓我們能從聽覺次元感受到火星。”史青介紹,考慮到火星苛刻的環境條件,團隊創新性地提出了基于光纖傳感原理的抗寬溫區的聲音傳感器方案,成功擷取了火星上真實的聲音信号。

做研發既要有創新意識 也要讓産品可靠

年終策劃|航天專家史青:為火箭“體檢”給火星車裝“耳朵”

12月21日,史青家中,下班後的史青抱起了孩子,她說孩子喜歡“飛”的感覺。新京報記者 王嘉甯 攝

704所一樓的潔淨室,是科研設計人員們的陣地。他們往往要穿上密不透風的潔淨服在實驗桌前待一天。潔淨室内有各種各樣自動化的裝置,根據相關項目的配置設定,他們各自為營,盯緊資料,擺弄器件。

除了跟進項目進度外,史青還會關心實習生們的畢業情況。“你趕緊問問學校的畢業要求,理論的知識最好有實踐的結果,免得到時候要東西,自己這邊沒有。有困難跟我直接說。”史青對一名博士後實習生說。

從學生到航天人是有轉變階段的。“高校的碩博士發論文,他們做了十次實驗,把成功一次的論文成果發表出去,這就是創新。但從航天領域來說,我們做實驗,做了一百次,隻要裡面有一次不成功,那都是失敗。這就是差别。”史青說。

在這個轉變階段裡,老一輩同僚鑽研刻苦的精神也給史青帶來了很多力量。如今她也把這種敬業的精神慢慢浸染給即将從學生轉變為航天人的年輕同僚們。

創新對于航天研發來說極其重要。“有時候我看到這些年輕的同僚們能力特别強,我也會很佩服,誇他們聰明。”史青說,聰明是個很進階的評價,在她這兒,說一個人聰明,是絕對的贊美。

産品的可靠性是史青在每個月的例會上必須要提到的一件事。她想經常提醒年輕同僚們:做航天産品研發這一行,要有責任意識。團隊的年輕為創新研發提供了動力條件,但又因為缺乏經驗,也會帶來一些失誤。

因為經曆過,是以史青覺得,這也是一個逐漸成熟的過程,“學習是一輩子的事,也是永無止境的事。”

新京報記者 張建林 攝影記者 王嘉甯

編輯 張磊 校對 李立軍

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