80后博士謝圓：操控“神十二”機械臂的“女司機”

王麗

“神十二”航天員出艙作業(yè)時，空間站核心艙機械臂猶如一只有力的巨“手”，首次托舉劉伯明到指定位置，圓滿完成出艙操作任務。它靈巧的大范圍轉移，令網友紛紛驚呼，“簡直成精了！”“像在看真實的科幻大片，這不會是電影特效吧？”很多人還不知道，在地面上遙控操作它的，是一位80后女博士謝圓。幾年前嫦娥三號探月時，她還承擔了探測器飛行控制及月面遙操作控制的任務。酷愛文學，勵志當作家的她，是如何成為科技先鋒的？生活中的她又有著怎樣的故事？

謝圓1983年出生于湖南省衡陽市，父母都是普通職工。她從小學、中學到高中，一直都是大家口中“別人家的孩子”。

2001年參加高考時，理科成績非常出眾的謝圓聽從父親的建議，報考了中國科技大學信息科學技術學院自動化系，并順利被錄取。憑借優(yōu)異的成績，她還有幸成為該校第一批直接招收的國防生。

進入中國科技大學，面對來自全國各地的理科高手，平時愛學習和鉆研的謝圓，依然出類拔萃。她說，興趣是最好的老師。她很喜歡嘗試一些新鮮事物，興趣愛好非常廣泛。在大學里，性格開朗的謝圓，先后加入了辯論社、合唱團、科考社等多個社團。由于酷愛文學，謝圓還曾夢想成為像冰心、張愛玲那樣的著名作家。

4年后，謝圓本科畢業(yè)時，已確定保送本校繼續(xù)讀研深造，恰好那一年北京航天飛行控制中心原總工程師——周建亮研究員，到中科大任兼職博導并擔任面試評委。他向謝圓描繪了中心以往完成的任務，言談之間豪情滿溢。這位科技先驅的一番話，讓謝圓不由得熱血沸騰，心生向往。

一想到能夠將自己今后的研究方向與國家的航天工程結合起來，謝圓便毫不猶豫地選擇周建亮為研究生導師，并確定把嫦娥三號月球車遙操作技術作為研究方向。同時，她還師從中科大王永教授，成為他們聯(lián)合培養(yǎng)的第一名博士生。

2011年取得博士學位后，謝圓進入了頗具神秘色彩的北京航天飛行控制中心工作。它成立于1996年，這里是中國載人航天任務的指揮調度、飛行控制、數據處理和信息交換中心，是中國載人航天的“神經中樞”，也是中國深空探測工程的飛行控制中心，承擔繞月探測衛(wèi)星飛行控制和長期管理任務。

走進這里，謝圓非常激動。她知道，測控通信系統(tǒng)是載人航天工程七大系統(tǒng)之一，飛控中心是測控系統(tǒng)的“神經中樞”。從神舟一號到神舟十二號，北京飛控中心的飛控成功率為百分之百?！氨本╋w控”的員工，都是專業(yè)技術頂尖的科技精英。能到這里工作，謝圓頗感自豪。

從組建嫦娥三號任務團隊開始，謝圓就一直參與其中，其實讀博期間她研究的也是與其相關的課題。2011年5月，她的博士論文《月球車遙操作中的任務規(guī)劃技術研究》順利通過答辯，而且一鳴驚人。該論文總結了我國在月球車遙操作方面的研究成果，涉及環(huán)境建模、路徑規(guī)劃、任務規(guī)劃、彈性計劃等方面的內容。

當時，相關的國外文獻資源缺乏，國內還沒有此類研究成果，謝圓的研究成果意義重大。這位嶄露頭角的80后女博士，理所當然地被推到了臺前，擔任嫦娥三號月面遙操作控制執(zhí)行團隊的技術負責人。

2013年12月14日，嫦娥三號成功落月，標志著中國成為繼美、俄之后，全球第三個實現(xiàn)月球軟著陸的國家。而落月的技術方案正是以謝圓的這篇論文為基礎。唯一讓謝圓感到遺憾的是，由于嫦娥三號計劃發(fā)射期從4月推遲到12月，剛好碰上她的第一個孩子出生，她沒能坐在飛控大廳見證嫦娥三號的發(fā)射。

從第一次參加任務以來，謝圓先后在北京飛控中心的上行控制、數據處理、國際聯(lián)網、遙控操作等不同崗位工作過。對于航天器的飛行，積累了豐富的地面遙控經驗。

在旁人看來，搞科學研究是艱深的、枯燥乏味的，但謝圓卻不這么認為。她說，做自己喜歡的事，再枯燥都會覺得很有趣。好在2012年，她與同為科技工作者的丈夫結婚了。有了自己的家庭后，丈夫對她非常體貼照顧，謝圓單調的科研生活，又平添了幾分生動的色彩。

2016年6月，我國發(fā)射長征七號運載火箭，謝圓負責遙測工作。在現(xiàn)場，她右手操作鼠標，左手輕柔撫摸著再次隆起的腹部，當時她已經懷孕5個月。由于平時的工作非常緊張，加班熬夜更是家常便飯，謝圓說，他們圈子里有個說法叫“脈沖式睡眠”，就是利用一切碎片時間睡覺。她經常沾床就能睡著，半個小時也能睡一覺。難得空閑的時間里，為保證最佳狀態(tài)，她喜歡和同事一起散散步曬曬太陽。謝圓帶著腹中寶寶參與發(fā)射長征七號運載火箭任務，被同事們贊為“最強胎教”。

幸福的一家四口

其實在謝圓看來，這根本不值得大驚小怪，她說在北京飛控中心，這是很正常的事情，她工作的團隊中女性很多，大家都是這樣過來的?！白鳛橐幻w控工程師，我的夢想是我國的飛控手段越來越先進和自動化，能用更少的人管理好更多的飛行器?！?/p>

這些年，謝圓先后參加了我國嫦娥系列深空探測任務、神舟系列載人航天任務、天宮系列空間站等任務的地面飛控工作。但讓她感到壓力最大的，卻是負責遙控操作2021年神舟十二號飛船的機械臂。

內行都知道，大型航天器上的機械臂，有“宇宙級”科技神器之稱，它融合了機、電、熱、控制、光學等多個專業(yè)，目前全球也只有美、俄等少數幾個國家能設計制造。機械臂就相當于空間站上一只力大無窮的巨“手”。航天員在太空中的很多重要作業(yè)活動，都離不開它的幫助。

2021年4月29日，中國空間站首個艙段——天和號核心艙發(fā)射入軌，緊接著就是進行各個系統(tǒng)的在軌測試。比如宇航員要完成對運輸系統(tǒng)的功能性驗證，空間站物質的補給驗證，還有長期太空飛行的各種技術穩(wěn)定性的驗證等。

這些驗證操作并不容易，來到太空中需要工具幫助宇航員們更好地完成任務，而這個工具，就是謝圓遙控操作的空間機械臂。

5月2日至5日，是謝圓和同事們在地面控制機械臂最緊張的時段，測試結果直接關系到后續(xù)機械臂支持的巡檢、出艙等工作是否能正常開展。

其實為了完成神舟十二號航天員出艙任務，謝圓和同事們此前已經備戰(zhàn)了大半年。提前一個月完成設計方案，開展多輪次桌面推演，檢查地面仿真系統(tǒng)，完善各項監(jiān)控手段……那幾天，謝圓和伙伴們直接“釘”在了操作大廳，執(zhí)行5次爬行、2次在軌辯識和6次末端捕獲。終于，在大家的精心準備和嚴密監(jiān)控下，空間站機械臂通過了測試，正式“上崗”了。

7月4日和8月20日，3名航天員先后進行了兩次出艙活動，謝圓和伙伴們控制空間站機械臂，成功完成了空間站巡檢、支持航天員出艙等各項既定任務。

“這外面太漂亮了！”劉伯明出艙后情不自禁地為美麗的太空發(fā)出贊嘆。此時，坐在飛控大廳執(zhí)行出艙任務的謝圓，遙控著空間機械臂，感覺像在看一場無比真實的科幻電影。

“出艙活動的成功，是前期多項關鍵技術攻關的碩果，也離不開任務中天地各系統(tǒng)間的密切配合?！敝x圓說，根據任務不同的需求，機械臂末端可以裝載不同的工具以完成不同的操作任務，相當于是空間站的一只手，可以延伸作業(yè)范圍。

謝圓的精準遙控，也使中國空間機械臂迅速引起國外的關注。

謝圓介紹說：“空間站核心艙機械臂，展開長度為10.2米，最多能承載25噸的重量。這也是我國首個可長期在太空軌道運行的機械臂，能真實模擬人手臂的靈活轉動，在前后左右的任何角度和部位抓取物體?！?/p>

因為靈活度很高，它甚至可以像蟲子那樣在天和號核心艙外“爬行”，外國網友稱它為“變形金剛”。也有人問：“它真的能像《太空部隊》中的機械臂那樣，捕獲敵方的衛(wèi)星嗎？真的有那么神奇嗎？”

謝圓解釋說，常見的空間機械臂分為艙內機械臂和艙外機械臂。而中國空間站上的這個機械臂，其實是一個有眼睛有手的“智能機器人”！很多人頗感好奇，這不就是兩根巨大的“筷子”嗎？哪兒來的眼睛和手呢？謝圓說，如果你這樣想，就是被機械臂“呆萌”的造型欺騙了，“眼睛”就是指它的視覺識別能力，“手”就是指它的操作能力。

她說：“機械臂可以借助空間站外的目標適配器，通過機械臂兩個末端的機構，像蚯蚓爬行一樣，抓住一邊，松開另一邊，實現(xiàn)機械臂在空間站上的爬行。它不僅具有高精度的操作能力和嗅覺，還擁有智能識別能力，可以自己完成數據分析，同時幫助宇航員完成出艙后的一系列工作?！?/p>

此外，機械臂還可以擔任“清潔工”的角色，收集太空中亂飛的各種金屬碎片等垃圾，當然也包括報廢的小衛(wèi)星，并將這些垃圾牽引到大氣層進行燃燒，從而消除事故隱患。

謝圓是“神十二”地面飛控總負責人，80后副總師，名副其實的科技先鋒，但閑暇時她喜歡做家務，尤其喜歡親自下廚房，為丈夫和孩子們做各種美食。朋友來家里小聚時，手腳麻利的她，常常是不一會兒的功夫就能弄出幾個色香味俱全的小炒來，讓大家頗感驚訝。這完全顛覆了普通人對科技工作者“不食人間煙火”的刻板印象。

巧合的是，她的兩個孩子，恰好都是在任務準備和實施階段出生的。

謝圓兩次懷孕，每次直到臨產都還在工作崗位上忙碌，連產檢都只能選擇在周末。女兒剛滿月，她就把孩子交給父母帶，自己卻心急火燎地回到工作崗位上。在謝圓心里，每個家庭都有自己的難處，遇到困難，家人可以同心協(xié)力來克服。

接到“神十二”的飛控任務后，為了準備用機械臂保障航天員的太空出艙作業(yè)，謝圓和同事們晝夜奮戰(zhàn)。那段時間，她每天上午8點上班，下午6點回家照看孩子和處理家務，晚上9點等孩子睡著后，她再返回單位繼續(xù)加班，工作到凌晨3點左右，直接睡在辦公室，第二天早上6點半，再回家給孩子們做早飯。盡管很忙，但一切卻顯得井然有序。

除此之外，她還非常重視對兩個女兒的陪伴。比如平時只要一有空，謝圓就會和孩子們一起玩游戲、做手工、背古詩，帶著她們逛逛游樂場，或到郊區(qū)游玩一番，給她們講動植物的相關知識。夜里，只要不加班，她都會給孩子們講睡前故事。很多朋友都不禁感嘆：“謝圓把事業(yè)和家庭都安排得井井有條，真是太不容易了！”

有人向她請教其中的“秘籍”，謝圓說，首先要提高工作效率，把一項工作分成多部分或多層次，善于用碎片時間去分步驟完成，并勤于記錄;其次是專注于當下。她認為，對孩子的陪伴并不能單純看時長，不是時間越長效果就越好，而是要有質量地陪伴，全身心地投入。尤其父母對于工作的認真和負責，同樣可以為孩子樹立好的榜樣，通過自身給孩子傳遞優(yōu)秀的性格品質也很重要。

神舟十二號飛船發(fā)射那天，女兒的班主任給謝圓發(fā)來一段視頻。孩子在視頻里說：“雖然這段時間媽媽不能陪我們睡覺，總是要去辦公室加班，但我會安慰妹妹說媽媽是去為祖國的航天事業(yè)努力了。我們也要做好自己的事情，要乖乖的?！敝x圓看了視頻后覺得女兒特別懂事，心里有說不出的高興。

難怪領導表揚說，謝圓不僅是一位優(yōu)秀的青年科學家，有中國航天人的執(zhí)著和堅定，她更是一位好媽媽的典范！

責編/伊和和

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