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許諾:給微納衛星裝上高性能“發動機”

作者:光明網
許諾:給微納衛星裝上高性能“發動機”

許諾在做實驗中國航天科工集團有限公司供圖

許諾 中國航天科工集團第二研究院206所應用實體技術中心主任

“80後”航天科研工作者許諾常和微觀物質打交道。從尺度上來講,這位中國航天科工集團第二研究院206所應用實體技術中心主任所研究的微流體,其大小隻有一滴水的十萬分之一,她通過操控這個尺度的液體,來研發各種新材料和新器件。

就是在這樣的微觀世界裡,許諾找尋着宏觀世界的奧秘。過去十多年,許諾從事智能微機電領域前沿及基礎技術研究工作,帶領十幾位青年博士集智攻關核心技術不斷獲得創新突破。

今年,憑借突出貢獻,許諾獲得了2021年度全國各行業傑出的女人稱号。

為國家需要勇闖新領域

2008年3月,從北京理工大學獲得博士學位後,許諾開啟了她的航天征程。十多年間,航天人的使命和榮耀一直激勵着她披荊斬棘、奮力前行。

作為機關裡最年輕的副總師,許諾研究的微系統技術,在國際上屬于全新的科研領域,這與她原本所學的專業并無太多關聯。新領域中的太多未知,如泰山一般橫亘在面前,她自覺壓力極大。

微系統能否讓隐身技術成為現實、能否讓繁雜的生物檢測流程變得簡單、能否讓深空中的航天器動力系統變得更加高效……這些颠覆性的創新及應用讓她癡迷不已,帶着對未來的憧憬,她與團隊成員迅速投入到這場全新領域的“戰鬥”中。

她沉下心來,一頭紮入微系統的微觀世界,在小結構、微液滴、納器件之間漫步,努力建構通往未知前沿世界的入口。

十多年來,通過不斷的研究驗證,許諾巧妙地将微系統與傳統航天機電液專業有機融合,将微流體控制這一颠覆性前沿技術融入航天領域,通過對微尺度液體的精準控制,實作可颠覆傳統的系列化新材料與新器件,并成功将這些新材料與新器件應用在了空間推進、醫療診斷、環境安檢等領域。

“當時沒有太多猶豫,國家需要我,我義無反顧。”談及當年轉換研究方向,許諾表示,“我選擇進入微系統前沿領域做研究,就是想把自己所學的專業知識用于祖國所需要的領域中,為大陸航天事業的發展解決一些實際問題,為科技自立自強貢獻出自己的一份力量。”

十多年間,許諾和團隊成員緻力于空間微動力、生物微機電、智能傳感等領域核心技術的自主可控,科研成果頻出。“這既是我個人的光榮,也是我們團隊的驕傲,這些成果來源于整個科研團隊團結一心、不負使命、攻堅克難。”許諾說。

研制高性能微電推進器

近年來,商業航天快速發展,衛星網絡部署逐漸成為未來航天發展的趨勢之一。建構衛星網絡的微納衛星,需要一種可以執行高精度姿态調整、軌道轉移、退役離軌等任務的“發動機”。許諾率先看到了微系統技術的新應用方向,用其研制微電推進器,作為微納衛星的“發動機”。

推進器是保證航天器能夠順利完成運作任務不可或缺的關鍵裝置。微電推進器,是一種大比沖、高效能微納衛星動力系統,能夠為微納衛星具備精确高效的姿态及軌道控制能力、延長低軌衛星軌道壽命提供重要的支撐。

“誰掌握了這種新一代空間動力解決方案,誰就能在商業航天領域擁有更多競争力。”看着國外日趨領先的研究成果,許諾暗下決心,誓要帶着團隊成員在這條創新之路幹出一番名堂。

研制初期,許諾團隊提出的空間推進動力新技術方案遭到了多方質疑,領域内的專家在評審時懷疑這條新路可能走不通。由于設計方案新穎、現有的材料無法滿足研制需求,生産制造更是無從談起,團隊陷入了困境。

然而,從不服輸的許諾選擇相信自己。她與團隊成員從研究新材料入手,逐漸确定技術方案;從最微小構型的設計破題,研制高壓、高功率密度、高可靠性的“三高”空間電源。幾年來,許諾與團隊成員反複推演技術路徑并完成了仿真、試驗等工作。

為了尋找難以被發現的隐性問題,許諾及其團隊成員反複進行了24小時連續不間斷的試驗。有時,為了随時跟蹤分析試驗結果,大家幾天幾夜在實驗場地不合眼,而每天盯在實驗室最久的人便是許諾。

寒來暑往,一個隻有巴掌大小、性能卻比同類産品高出十幾倍的微電推進器成功面世。

2019年1月21日,許諾團隊研制的離子液體微電推進器搭載技術試驗衛星在酒泉衛星發射中心發射入軌,并成功完成多次在軌點火試驗,使大陸成為繼美國之後,世界上第二個在立方體衛星平台開展離子液體微電推進空間驗證試驗的國家。

“每一次科研的成功,都需要付出常人難以想象的辛勞,但這一切都是值得的。”許諾微笑道。

跨界走上醫工結合之路

用微系統技術做惡性良性腫瘤細胞的醫學篩查,是許諾團隊在醫工結合領域的一次創新嘗試。

2017年,微流體控制技術在醫療檢測領域的應用方案得到了相關上司“要加快研究、好好幹、快點幹”的訓示。此後三年,許諾與團隊成員跨界到生物醫療領域,走上了醫工結合的創新之路。

從細胞的凍存、培養、計數、鑒定到全血樣本的處理識别,從核酸的提取檢測到免疫抗原抗體篩選識别……這支生物領域的“門外”團隊,靠着航天人的擔當和拼搏,将自己曆練成為可以與醫生、生物醫學專家無障礙溝通,可以熟練完成所有生物流程操作的醫工“跨界者”。

為了突破這項技術,許諾将“陣地”從實驗室搬到了醫院,嘗試從患者的血液樣本中捕捉到循環惡性良性腫瘤細胞,做癌症的早篩,以及配合術後治療。三年的時光裡,許諾帶領團隊成員夜以繼日地辛勤探索,終于在該領域成功研發出生物晶片産品,并先後通過了兩家醫院的倫理審查,進入臨床樣本試驗階段。

“回首那段曆程,充滿了艱辛與挑戰。不過,用‘微’力量築起守護人民健康的科技長城,是我一直努力奮鬥的方向與目标。”許諾回憶道。

2020年新冠肺炎疫情來襲時,許諾和團隊成員迅速響應,把微流體技術應用到環境氣溶膠檢測上,僅用一年半的時間便打造出了首台原型機,實作了多種環境下樣本的有效檢定。

談及未來,許諾表示:“我會和團隊成員一起,在我們擅長和熱愛的事業裡繼續深耕細作,在航天的大舞台上,為祖國的繁榮富強貢獻力量,也希望未來有更多的女同志能夠加入我們的行列,做擁有夢想的新時代巾帼英雄。”

何 亮

來源: 科技日報

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