空间科学领域里那些“最闪亮的星”

2022-10-31 09:44
科学之友 2022年10期
关键词:大气卫星空间

“一个不知道仰望星空的民族是没有希望的民族。”从我国第一颗人造卫星“东方红一号”成功发射,到空间科学先导专项部署的系列科学卫星闪耀太空,一代又一代空间科学人筚路蓝缕,砥砺前行,接续奋斗,为探索浩翰宇宙未知的奥秘,为科技事业发展壮大和祖国富强,奉献了智慧、汗水和青春。

吴季:为空间科学“代言”

从在湖北沙洋农场仰望星空的少年,到空间科学领域资深科学家,吴季亲历并见证了我国空间科学发展的许多重要节点。为空间科学“代言”,成了他日常工作的一部分。

1970年,中国第一颗人造地球卫星——“东方红一号”顺利升空,这在当时可是件引人瞩目的大事。听着收音机里播放的《东方红》乐曲声,在夜空里捕捉“东方红一号”的身影,成了吴季儿时记忆里的一抹亮色。他清楚地记得,晚上七八点钟,天刚黑的时候,最适合在天上找人造卫星,和别的星星不一样,人造卫星会动,而且“跑”得很快。人造卫星为什么会发光?为什么“跑”得那么快?为什么有时能看见,有时又看不见?一个个待解的问题在少年吴季心里埋下了好奇的种子。

1997年,以刘振兴院士为首的科学团队提出了“地球空间双星计划”。在吴季的推动下,该计划最终于2001年正式立项。该计划是首个由中国科学家提出,并以中方为主的空间探测国际合作计划。它利用两颗以大椭圆轨道绕地球运行的小卫星,探测地球近赤道区和极区的地球磁场及其波动情况。“这是我国第一次明确地以探索空间科学问题为目标来设立卫星项目,也是我国第一个真正意义上的科学卫星项目。”吴季说。

吴季

自2006年开始,在吴季的领导下,由中科院空间中心牵头,联合国内空间科学领域的专家学者,对空间科学要解决的重大科学问题进行了梳理。由吴季负责的中科院空间科学先导专项一期启动,“悟空”“实践十号”“墨子号”“慧眼”等多颗科学实验卫星先后升空。

在为空间科学鼓与呼的同时,如何让空间科学任务的价值最大化,也是吴季十分关心的问题。

作为中科院空间科学先导专项一期的负责人,吴季对空间科学任务从遴选、实施到评估的全程有着深入的体察。“在任务建议和遴选阶段,始终遵循‘自下而上’的任务建议征集原则和公开、公平和公正的遴选程序;在立项论证阶段,确保科学任务通过技术和经济可行性的论证,并为首席科学家确定应有的监督职责,等等,这些都是确保科研产出最大化的重要方面。”吴季指出。

204 168千米——2018年全年的飞行里程,这也从侧面反映出了吴季的忙碌程度。他坚信,在推动空间科学发展的路上,只要坚持,梦想就会实现。

都亨:与空间环境结缘一生

在常人看来,我们头顶的太空浩渺无边又神秘莫测,而在都亨眼中,太空中特别是近地空间里神秘莫测的风险都已被一一具化。中性气体、等离子体、高能带电粒子(包括太阳宇宙线、银河宇宙线和辐射带)、地球磁场、流星体还有空间碎片,以上种种组合起来就构成了地球外的空间环境。作为我国空间环境预报学科的创始人之一,都亨与空间环境结下了不解之缘。

1986年以后,空间环境研究迎来了科学发展的契机。在都亨等人一再呼吁与争取下,“863”计划航天领域专家委员会设立了“空间站外环境和空间物理研究专题”,由都亨牵头负责进行论证。1989年3月,《空间站外环境和空间物理概念研究报告》完成,成为我国第一份空间环境研究的顶层设计报告,得到了专家组的认可和采纳。

都亨

“863”计划始终是我国空间环境研究的重要支持者。在1999年和2000年连续两年设置了以都亨为组长的“空间探测发展战略研究”和“空间探测发展战略深化研究”课题,要求在对国外空间环境研究态势和我国的需求进行充分调研的基础上,提出我国空间探测的基本方针、发展目标、关键技术和进度安排;内容涵盖空间环境探测、月球探测、人工空间天气及其应用等方面。在短短几年内,“863”计划还持续助力了“大气一号”和“实践四号”卫星的研制和发射,有力支持了空间环境模式研究。

1990年9月3日,利用“长征四号”运载火箭发射“风云一号”B星的机会,都亨作为负责人的两颗气球卫星——“大气一号”和“大气二号”被送入了900千米高的太阳同步轨道。这两颗卫星为50微米厚镀铝聚脂薄膜的气球,面积大(直径分别为2.5米和3米)、重量轻(分别为2.6千克和3.3千克)。“大气一号”和“大气二号”发射时折叠装于容器内,进入预定轨道后弹出,借其中剩余气体和升华物而膨胀成球形,在高层大气的阻力作用下,快速陨落。根据地面监测设备获得的轨道变化数据,获得了900~500千米高度范围内的大气密度数据;所测得的高层大气密度,可用以了解高层大气密度结构,并有利于研究高层大气对宇航器运行的影响和太阳辐射对高层大气密度的影响。

进入90年代以后,随着我国航天事业的发展,空间环境也日益受到重视。当载人航天工程还在方案论证阶段的时候,空间环境就被列为安全保障的重要条件之一并在白皮书中得到确认。在计划实施之初,空间中心建立了“空间环境监测和预报分系统”。在都亨看来,承担这项任务有两方面的意义:第一,经费有保障,得到稳定的支持,就能改变以往单一、短期承担课题的形式,可以全面地、长期地安排研究工作。第二,任务明确,保证载人航天活动的安全,可以促使空间环境研究工作快速从“研究型”向“工程型”“应用型”转化。

朱光武:为空间环境探测奋斗

一生只做一件事,从风云卫星、载人航天到探月工程、萤火一号,朱光武从事空间环境探测工作50多年来,独立设计、开发了16款专用集成电路,打破了空间环境探测领域专用集成电路依赖国外的危局,这在当前国外电子元器件对我国禁运的严峻形势下,更加突显出其前瞻布局的战略眼光。基于这些自主集成电路开发的20多种空间环境探测仪器,广泛应用于各航天型号的空间环境探测任务,共获29项国家发明专利授权,其中2项获中国专利优秀奖,为我国以航天工程应用为目的的天基空间环境探测仪器从无到有、从有到精奠定了坚实的基础。

朱光武

朱光武工作勤奋、学风严谨,在科学研究的同时亦不忘实验室的发展与年轻一辈的成长,积极培养并严格锻炼年轻的科研队伍。朱光武有一份特殊的礼物传给后辈年轻人,那就是他那倾注几十年心血,记录每一次成功失败经验和详细数据、几十次型号任务心得体会的笔记。这份半米高的手稿被亲切地称为“探测红宝书”,完美记录了他的知识、经验及良好的工程习惯。研究室的后辈年轻人,手捧“探测红宝书”,在朱光武的精心呵护下得以站在他肩膀上快速成长。

茫茫神州大地,中华代代英才。老一辈探测人艰苦奋斗谋开拓,中生代探测人秉志守节夯基础,新时期探测人扶摇而上竞前行。一代又一代探测人将不断砥砺奋斗、踏浪而行,为我国空间科学事业发展继续贡献力量,在中华民族伟大复兴的征程上留下自己的传奇。

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