“90后”航天博士和他的“小星星夜曲”

楊思琪

翻開《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)的建議》，關(guān)于科技創(chuàng)新、逐夢深空的內(nèi)容，讓“90后”吳凡感到強(qiáng)烈共鳴。

在過去幾年中，吳凡的許多快樂時(shí)光，都與一種“小星星”有關(guān)。

2013年，20歲的吳凡和一群小伙伴組隊(duì)參加歐盟面向全球高校征集50顆立方體衛(wèi)星的QB50項(xiàng)目；

2015年，吳凡參與設(shè)計(jì)的“紫丁香二號”納衛(wèi)星發(fā)射升空；

2018年，由吳凡擔(dān)任衛(wèi)星姿態(tài)與軌道控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的“龍江二號”微衛(wèi)星順利進(jìn)入環(huán)月軌道……

1993年出生的吳凡從小對航天知識有著濃厚興趣，不僅是哈爾濱工業(yè)大學(xué)（以下簡稱哈工大）航天學(xué)院的一名博士研究生，更是微納衛(wèi)星姿態(tài)與軌道控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)師。他所在的哈工大紫丁香學(xué)生微納衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)，被稱為“中國最年輕的航天力量”。

專研衛(wèi)星姿態(tài)控制

相比于普通衛(wèi)星動(dòng)輒上百公斤甚至上噸重的“大身板”，微納衛(wèi)星尺寸小、重量輕，適合執(zhí)行試驗(yàn)性航天任務(wù)，應(yīng)用廣泛。

“十三五”時(shí)期，載人航天、探月工程、超級計(jì)算、量子通信等領(lǐng)域取得一大批重大科技成果，其中也有吳凡的身影。

衛(wèi)星姿態(tài)控制，是吳凡的專長。他最常做的實(shí)驗(yàn)，就是在電腦前屏息凝視微納衛(wèi)星的運(yùn)行軌跡——在漆黑的實(shí)驗(yàn)室里，小衛(wèi)星模型緩緩前行、優(yōu)雅旋轉(zhuǎn)，每一絲變化都牽動(dòng)著他的心。

“衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)相當(dāng)于它的眼睛和四肢，其可靠性、穩(wěn)定性及精確度是安全飛行和成功執(zhí)行任務(wù)的重要保障?！边@位年輕航天人的追夢路上伴隨著一個(gè)個(gè)難題和挑戰(zhàn)。

2016年初，吳凡迎來大考——擔(dān)任“龍江二號”微衛(wèi)星的姿態(tài)與軌道控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)師?！褒埥枴敝亓恐挥?7千克，而當(dāng)時(shí)具備同樣獨(dú)立地月軌道轉(zhuǎn)移能力的衛(wèi)星重量都在它的4倍以上。這就意味著“龍江二號”要在嚴(yán)苛的重量、尺寸約束下完成任務(wù)，研制難度比之前高出好幾個(gè)量級。

成功無捷徑

為優(yōu)先保障“龍江二號”有效載荷，推進(jìn)系統(tǒng)、星箭分離機(jī)構(gòu)、天線等均采用全新設(shè)計(jì)，吳凡和團(tuán)隊(duì)師生不停分析計(jì)算，一個(gè)難點(diǎn)一個(gè)難點(diǎn)地破解。

2018年5月，“龍江二號”順利進(jìn)入環(huán)月軌道，成為全球首個(gè)獨(dú)立完成地月轉(zhuǎn)移、近月制動(dòng)、環(huán)月飛行的微衛(wèi)星。當(dāng)調(diào)度員播報(bào)這一信息時(shí)，吳凡如釋重負(fù)。

2019年2月4日，在與荷蘭、德國無線電愛好者的共同接收下，一張由“龍江二號”拍攝的地月合影傳輸?shù)綀F(tuán)隊(duì)電腦上。銀閃閃的月球，伴著藍(lán)瑩瑩的地球，在深邃星空的映襯下格外迷人……這張照片被《科學(xué)》雜志刊登，英國媒體稱“這可能是迄今為止最棒的地月合影之一”。

“這張地月合影是我們逐夢深空、探索未知的一個(gè)縮影?！鍟r(shí)期，我國科技實(shí)力躍上新的大臺階，自己有幸成為其中一名小小的參與者和見證者?！眳欠舱f。

四天四夜沒合眼“救回”微衛(wèi)星

很多人都知道“龍江二號”拍出了最美地月合影，但并不知道“龍江二號”升空后差點(diǎn)“失去控制”，正是靠著吳凡和哈工大紫丁香學(xué)生微納衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)成員的共同努力，才把“龍江二號”“救”了回來。

2018年5月21日5時(shí)，“龍江一號”“龍江二號”兩顆微衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，由長征四號丙運(yùn)載火箭成功發(fā)射升空。運(yùn)行近23個(gè)小時(shí)后，“龍江一號”突然與地面失聯(lián)，經(jīng)過各種搶救措施依然無效?！褒埥枴背蔀榱藞F(tuán)隊(duì)唯一的希望，經(jīng)過多次商談研究，團(tuán)隊(duì)決定對“龍江二號”進(jìn)行試變軌，千斤重壓落到了吳凡這位年輕的姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)師肩上。

吳凡立刻與隊(duì)友啟動(dòng)故障預(yù)案，利用事先準(zhǔn)備好的程序?qū)πl(wèi)星的殘余角動(dòng)量進(jìn)行分析計(jì)算，并準(zhǔn)確報(bào)出對應(yīng)需要啟動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)編號。在四小時(shí)的奮戰(zhàn)搶救過程中，團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)確播報(bào)了近500條指令。當(dāng)衛(wèi)星角速度由超過400度每秒慢慢降為0、調(diào)度員播報(bào)“龍江二號”恢復(fù)正常時(shí)，全場響起了雷鳴般的掌聲，幾乎四天四夜沒有合眼的吳凡終于松下了一口氣。最終，“龍江二號”微衛(wèi)星歷經(jīng)113個(gè)小時(shí)飛行進(jìn)入環(huán)月軌道，哈工大也因此成為世界上第一個(gè)將飛行器送入月球軌道的高校。

留校任教繼續(xù)耕耘

追尋吳凡背后的足跡，是一段段不為人知的寂寞時(shí)光。趕往自習(xí)室的匆匆腳步，假期泡在實(shí)驗(yàn)室的身影，熬夜等待的實(shí)驗(yàn)結(jié)果……都記錄著吳凡的追夢之路。

不馳于空想，不騖于虛聲，不要在奮斗的年紀(jì)選擇安逸——是吳凡在追夢途中領(lǐng)悟最深刻的道理。

如今，吳凡即將博士畢業(yè)，他的選擇是留校任教，繼續(xù)耕耘自己的航天夢。

一往無前的追夢路上，新藍(lán)圖讓吳凡更有前行的力量。強(qiáng)化推進(jìn)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，在空天科技等前沿領(lǐng)域?qū)嵤┮慌哂星罢靶?、?zhàn)略性的國家重大科技項(xiàng)目，健全科技人才評價(jià)體系，培養(yǎng)具有國際競爭力的青年科技人才后備軍……都讓他倍感振奮。

“看到浩瀚無垠的風(fēng)景，得益于我們站在巨人的肩膀上。身處最好的時(shí)代，最大的珍惜就是盡己所能，為這個(gè)時(shí)代作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。”吳凡說，他將努力在小衛(wèi)星領(lǐng)域提出更多原創(chuàng)性理論，讓小衛(wèi)星性能更優(yōu)、研制更快捷，帶領(lǐng)更多年輕人在逐夢航天的路上唱響“青春小夜曲”。