攀登空間高速信息世界之巔

譚立英

2017年4月12日，我們哈爾濱工業(yè)大學團隊研制的激光通信終端隨高軌衛(wèi)星中星十六號發(fā)射入軌。在近4萬公里遠的衛(wèi)星與地面站之間，攻克光束“針尖對麥芒”般的高精度捕獲難題，成功實現(xiàn)光束信號的快速鎖定和穩(wěn)定跟蹤?，F(xiàn)在回憶起那一刻，我仍激動不已。

在丈夫的配合下，我用近30年歲月的堅守，攻克了讓衛(wèi)星快速實時傳回海量信息這一世界難題，實現(xiàn)了高軌衛(wèi)星對地高速激光雙向通信試驗的圓滿成功。通過空間激光通信，可以實現(xiàn)對語言、文字、數(shù)據(jù)、圖像等信息的高速傳輸，在理論上，可同時傳送1000萬路電視節(jié)目和100億路電話。由于激光的保密性強，還可在軍工和高新技術等領域大量應用，這一成功意味著建立了一條上通天下對地的雙向信息高速公路，使我國的信息技術實現(xiàn)了萬里眼、順風耳，標志著我國在空間高速信息傳輸這一航天戰(zhàn)略尖端領域站在了世界之巔！

緣起——一個“大膽”的課題

30多年前，用激光光束在空間架設傳輸“光纜”在國人看來無異于天方夜譚。當時27歲的我卻憑著一股子銳氣迎難而上。中國需要衛(wèi)星激光通信，我就要做好衛(wèi)星激光通信科研工作。

我的這個選擇，得到了丈夫馬晶（哈工大航天學院教授）的支持。當時，他作為歐洲訪問學者剛剛回國，正在確立自己的科研方向。當他看到我的科研方向，覺得很有前景，也非常具有挑戰(zhàn)性，決定與我一起選擇這個具有前瞻性的課題。沒有外界的支持，就意味著沒有科研經(jīng)費來源。我倆從學校借來一間簡陋的地下室，將實驗室報廢的儀器撿來重新組裝，拿出家里的積蓄和微薄的工資向著心中的夢想邁進。

功夫不負有心人，我們靠著簡陋的設備完成了衛(wèi)星激光通信的概念研究和單元技術研究，并初步掌握了關鍵技術?！皟蓮椧恍枪转務隆鲍@得者陳芳允院士在了解我們的研究后，激動地說：“你們做得非常好！國家需要衛(wèi)星激光通信，希望你們能繼續(xù)做下去?！贝撕螅覀冴懤m(xù)獲得了來自哈爾濱工業(yè)大學和中國空間技術研究院的科研基金，我們的研究逐步進入正軌，組建了哈工大衛(wèi)星激光通信團隊。

成就——攻克光束“針尖對麥芒”高精度捕獲難題

在之后的20多年里，我為之傾盡全部心血?！昂Ｑ蠖枴毙l(wèi)星工程項目2007年獲得國家立項批復，并確定在“海洋二號”衛(wèi)星上進行星地激光通信試驗。在測試攻關階段，我們夜以繼日地一干就是幾個月。樣機對振動和溫度都非常敏感，我們只好選擇在后半夜調(diào)試。那時，大家經(jīng)常整夜睡在實驗室里，幾個人輪流調(diào)試……

成功了，地面終端成功捕獲到星上終端發(fā)出的光信號。2011年10月25日，我國首次星地激光通信試驗成功，“海洋二號”衛(wèi)星與地面站之間的星地雙向激光通信實現(xiàn)了“對得準、捕得快、跟得穩(wěn)、通得好”。我們率領的哈工大衛(wèi)星激光通信團隊因此摘得國家技術發(fā)明一等獎。

積年累月度寒窗，鋪就漫漫天光路。時隔6年，我們團隊再次創(chuàng)造了奇跡。2017年4月12日，載有團隊制造的激光通信終端的實踐十三號高軌衛(wèi)星發(fā)射入軌。我們攻克了多項國際難題，成功實現(xiàn)光束信號的快速鎖定和穩(wěn)定跟蹤，且傳輸速率高、通信質(zhì)量好，最高速率達每秒5吉比特，國際領先。我們?yōu)樽鎳鵂幜斯猓?/p>

未來——打造航天科技軍民融合創(chuàng)新新局面

30載執(zhí)著攻堅、自主創(chuàng)新，我們團隊實現(xiàn)了衛(wèi)星激光通信終端從無到有、從重到輕、從高速到更高速、從低軌到高軌的重大跨越，構建了高軌、低軌和地面的激光通信試驗試用體系。同時，該技術還將用于天地一體化信息網(wǎng)絡工程等重大航天工程任務，在帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時，打造航天科技軍民融合創(chuàng)新的新局面。2016年，我們帶領科研團隊創(chuàng)辦了哈工大衛(wèi)星激光通信技術股份有限公司。我們做出了全世界最好、最先進的航天高端產(chǎn)品，并可年產(chǎn)百余臺套衛(wèi)星激光通信終端，這在全世界還是首家。如今，美國、歐洲的許多國家都找我們購買激光通信產(chǎn)品。經(jīng)過20多年的相互磨合，我們不僅培養(yǎng)了一支過硬的科研團隊，也打造了衛(wèi)星激光通信產(chǎn)品的上下游產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)鏈。

為了我所鐘愛的科研事業(yè)，我從不覺得苦和難，卻深知虧欠家人太多。攻關期間親人的相繼離世，未能再給我床前盡孝的機會，這是我心中永遠的疼痛。父親生病，我沒有時間陪伴，在得知父親已經(jīng)處于彌留之際時，我們連夜冒雪開車趕到老家鞍山，見到父親最后一面。失去父親的傷痛還沒有愈合，僅兩個多月后，與我相處得親如母女的婆婆也離開了人世。然而，項目處在攻堅關鍵期，我們強忍悲痛，繼續(xù)奮戰(zhàn)在科研一線。那段時間，我白天鎮(zhèn)定地工作，晚上自己偷著哭。

能為國家的科研事業(yè)做出貢獻，這是我人生最大的滿足，盡管我為此犧牲了很多普通人的快樂。從30年前，我選擇了“衛(wèi)星激光通信”這個世界空白的研究領域開始，就為科研舍棄了所有的愛好。如今，許多老同學開始安享退休時光，我也曾憧憬自己的退休生活：陪陪女兒，出去旅游。這些都是我的奢望。當別人勸我健身的時候，我只想睡個好覺。

盡管目前我們的科研已經(jīng)達到了世界領先的水平，但這僅僅是序曲。下一步的任務更艱巨，我們的目標是在太空圍著地球建一個無線光網(wǎng)絡，實現(xiàn)全球?qū)崟r高速通信，讓我們國家整個信息傳輸能力處于世界領先地位，這就是我的夢想。我愿為實現(xiàn)這一夢想而不懈奮斗，無怨無悔！

（作者系哈爾濱工業(yè)大學航天學院教授）