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加快打造原始創(chuàng)新策源地,加快突破關(guān)鍵核心技術(shù),努力搶占科技制高點(diǎn),為把我國(guó)建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國(guó)作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康,率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展,率先建成國(guó)家創(chuàng)新人才高地,率先建成國(guó)家高水平科技智庫(kù),率先建設(shè)國(guó)際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國(guó)科學(xué)院辦院方針

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為了世界首顆量子衛(wèi)星送上太空

陳有梅 微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院

2017-06-30
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語音播報(bào)

尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)、同志們:

  大家好!我是量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)主任設(shè)計(jì)師陳有梅。

  2017年,總書記的新年賀詞中也專門提到了“墨子號(hào)”飛向太空。很榮幸今天在這里給大家講講我和墨子號(hào)的故事。

  以潘建偉院士為首席科學(xué)家,由中國(guó)科學(xué)院研制的世界首顆量子衛(wèi)星,墨子號(hào),2016年8月16日在酒泉發(fā)射成功,由此開啟了人類探尋星地量子通信的新征途。

  我們微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院正是負(fù)責(zé)了這顆量子衛(wèi)星平臺(tái)的研制,回首衛(wèi)星立項(xiàng)以來的1700多個(gè)日日夜夜,有太多的攻堅(jiān)克難,太多的辛酸笑淚。激勵(lì)我們走下去的唯一信念就是:不忘初心,繼續(xù)前進(jìn)。為實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng)、航天夢(mèng)而奮斗。

  “墨子號(hào)”是我們小衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)第一顆有數(shù)傳數(shù)據(jù)上行的衛(wèi)星,比起其它衛(wèi)星型號(hào),不僅在數(shù)傳技術(shù)、星地光路對(duì)準(zhǔn)、偏振保持與基矢校正、量子糾纏源等技術(shù)上有很多創(chuàng)新突破,而且整體系統(tǒng)要復(fù)雜很多。

  雖然早有心理準(zhǔn)備,做量子衛(wèi)星很難,但沒想到難度會(huì)那么大。

  請(qǐng)大家想象一下,太空里的衛(wèi)星,以第一宇宙速度7.9km/s高速飛行。而地面的望遠(yuǎn)鏡為了跟上衛(wèi)星,在地球自轉(zhuǎn)的帶動(dòng)下也在轉(zhuǎn)動(dòng)。我們要把衛(wèi)星上的兩束激光同時(shí)對(duì)準(zhǔn)地面兩個(gè)相聚千公里的天文望遠(yuǎn)鏡光軸,誤差必須控制在3.5個(gè)微弧度,這好比你坐在離地萬米的飛機(jī)上,往地面兩個(gè)儲(chǔ)蓄罐里扔硬幣,而每一枚都必須準(zhǔn)確地扔到地面上一個(gè)巴掌大儲(chǔ)蓄罐的小縫里。

  影響星地對(duì)準(zhǔn)的因素有很多,比如衛(wèi)星上任何一個(gè)細(xì)微的振動(dòng)都可能影響到星地的對(duì)準(zhǔn)。方案階段進(jìn)行了衛(wèi)星結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和微振動(dòng)仿真分析,衛(wèi)星上任何微小的振動(dòng)對(duì)對(duì)準(zhǔn)精度影響小于0.5微弧度。2012年的夏天,也正是單位一年一度的高溫假,我們加班測(cè)試衛(wèi)星結(jié)構(gòu)上微小振動(dòng)對(duì)對(duì)準(zhǔn)精度的影響,這也是我們小衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)第一次做這樣的試驗(yàn)。為了避免周圍工地、地鐵、馬路上的重型卡車等外部環(huán)境,而造成測(cè)試數(shù)據(jù)的噪聲,只能晚上11點(diǎn)以后等夜深人靜的時(shí)候,開始試驗(yàn),就這樣連續(xù)幾周的通宵奮戰(zhàn),試驗(yàn)終于完成。試驗(yàn)結(jié)果也證明衛(wèi)星結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、微振動(dòng)仿真準(zhǔn)確可信,微振動(dòng)對(duì)星地對(duì)準(zhǔn)的精度影響只有0.3微弧度。

  在此基礎(chǔ)上,從方案階段到正樣階段,針對(duì)其他的影響因素,還進(jìn)行了數(shù)十次平臺(tái)載荷的聯(lián)合跟瞄試驗(yàn)。最終在國(guó)際上,首次實(shí)現(xiàn)了能控制兩個(gè)設(shè)備運(yùn)動(dòng)、對(duì)雙站進(jìn)行準(zhǔn)確捕獲和光路對(duì)準(zhǔn)。

  更讓我們感到自豪的是,最終達(dá)到了2.5微弧度的對(duì)準(zhǔn)精度,比設(shè)計(jì)要求的精度還更高。

  大家還記得,唐僧西天取經(jīng),途徑九九八十一難最后的一難嗎?因?yàn)榻贁?shù)不夠,離修成正果還差一點(diǎn),所以才有了師徒駕云東歸跌落通天河的一幕。

  量子衛(wèi)星也有同樣的經(jīng)歷。2016年6月,衛(wèi)星順利通過出廠評(píng)審,準(zhǔn)備進(jìn)行最后一次測(cè)試,然后就可以打包裝箱,運(yùn)往發(fā)射基地。然而就在測(cè)試中,我們發(fā)現(xiàn)載荷信標(biāo)光功率下降的現(xiàn)象,這本可能是性能方面出現(xiàn)的波動(dòng),假如不以高標(biāo)準(zhǔn)的要求,放在其他地方也許就過去了。

  眼看著發(fā)射在即,總指揮王建宇、總師朱振才果斷提出,絕不能讓衛(wèi)星帶任何問題上天。指揮系統(tǒng)與鐵路、運(yùn)載、發(fā)射系統(tǒng)協(xié)調(diào)溝通,爭(zhēng)取到了25天解決問題的時(shí)間。然而如果在這不到一個(gè)月的時(shí)間里,不能徹底解決問題,衛(wèi)星發(fā)射時(shí)間就要向后推遲一年??茖W(xué)衛(wèi)星沒有第二,只有第一,我們必須力爭(zhēng)第一個(gè)發(fā)射量子衛(wèi)星,為實(shí)現(xiàn)科技發(fā)展和創(chuàng)新而努力。

  我們只能咬緊牙關(guān),分秒必爭(zhēng),與上海光機(jī)所、中科大、上海技物所等單位聯(lián)合開展攻關(guān)。解決問題的關(guān)鍵在于找到問題的原因所在。我們先從外部因素找原因,影響得因素紛繁復(fù)雜,比如外界溫度、單機(jī)可工作時(shí)間等等數(shù)十個(gè),我們對(duì)衛(wèi)星連夜進(jìn)行測(cè)試,逐個(gè)排查可能導(dǎo)致這一問題的原因。但是一個(gè)星期下來一無所獲。外部原因找不到,只能從單機(jī)自身找原因了,拆單機(jī)、解體找原因這是有風(fēng)險(xiǎn)的,但是原因找不到,問題不解決,衛(wèi)星一樣上不了天。最后大家咬咬牙還是決定拆單機(jī)找出原因,我們對(duì)可能的幾十個(gè)因素再一一排查,經(jīng)過一周的通宵達(dá)旦,終于找到原因所在,解決了問題,確保了衛(wèi)星按時(shí)發(fā)射。

  “泰山不拒細(xì)壤,故能成其高,江海不擇細(xì)流,故能就其深。”我們明白,成功靠的不是運(yùn)氣,而是扎實(shí)的技術(shù)和不忘初心誓保成功的信念。

  2016年8月16日凌晨1時(shí)40分,在酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地,伴隨著隆隆巨響和地面震顫,火箭升空、星箭分離、衛(wèi)星太陽翼展開,每一步都讓我們既緊張又興奮。在地面收到遙測(cè)信號(hào)的那一刻,堅(jiān)守在衛(wèi)星測(cè)試間的我們,歡呼雀躍、熱淚盈眶,開心、驕傲和自豪,五六年的辛苦在這一刻終于收獲了滿滿的幸福。

  為了這一刻,團(tuán)隊(duì)中的每個(gè)人都付出了太多太多。

  去基地前,衛(wèi)星星務(wù)主任設(shè)計(jì)師陳蕞,查出膽結(jié)石,醫(yī)生建議他立刻動(dòng)手術(shù)。然而,發(fā)射任務(wù)在即,他堅(jiān)持等發(fā)射完后再動(dòng)手術(shù)。

  衛(wèi)星熱控主任設(shè)計(jì)師王慧元,右手意外骨折,醫(yī)生建議他休息三個(gè)月,不要使用右手。而當(dāng)時(shí)正是衛(wèi)星大型熱試驗(yàn)階段,他是負(fù)責(zé)人。為了不影響工程進(jìn)度,他用左手,笨拙卻一絲不茍地完成了熱試驗(yàn)的所有工作。

  我是有著兩個(gè)孩子的媽媽,為了工作,我總覺得對(duì)孩子有許多的愧疚。懷二寶八個(gè)多月時(shí),正好是量子衛(wèi)星方案階段力學(xué)試驗(yàn)的節(jié)點(diǎn),這是驗(yàn)證衛(wèi)星結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性的關(guān)鍵試驗(yàn),作為負(fù)責(zé)人,我一直堅(jiān)守在第一線指揮試驗(yàn),直到試驗(yàn)結(jié)束。女兒出生后,我雖然休著產(chǎn)假,但工作卻沒有真正停止過。衛(wèi)星最后的關(guān)鍵研制階段,年初三就開始上班,一直到發(fā)射,沒有一個(gè)周末,沒有休過一個(gè)假期,經(jīng)常是早上出門孩子未醒晚上回去孩子早已入睡,為此兒子還給我取名為“逃家媽媽”,激勵(lì)我走下來的唯一信念就是:不忘初心,誓保衛(wèi)星成功,為我國(guó)的科技發(fā)展盡微薄之力。

  衛(wèi)星的成功正是因?yàn)橛辛讼窨傊笓]王建宇、總師朱振才、周依林這樣一批老黨員的幫帶,有了像陳蕞、王慧元這樣一批年輕主任設(shè)計(jì)師的潛心致研,還有許許多多默默奉獻(xiàn)的設(shè)計(jì)師們?nèi)找剐量喔冻觥?/p>

  這一切付出都是值得的,2016年,《華爾街日?qǐng)?bào)》發(fā)表了一篇標(biāo)題為“沉寂了一千年,中國(guó)誓回發(fā)明創(chuàng)新之巔”的專題文章,將“墨子號(hào)”的成功作為中國(guó)創(chuàng)新能力提升的重要標(biāo)志。同時(shí)入選2016《環(huán)球科學(xué)》十大科學(xué)新聞和中國(guó)十大科技進(jìn)展,在世界科學(xué)領(lǐng)域掀起了一陣波瀾。

  我記得總書記賀詞里有這樣一句話:“努力奮斗才能夢(mèng)想成真”。我想我們是一群有夢(mèng)想的年輕人,這就是我們奮斗的故事。

  希望我們努力研制的量子星,能在今后遨游太空的歲月里,為人類探索新知為我國(guó)的科技發(fā)展不斷做出貢獻(xiàn),成為天地間一顆璀璨奪目的科學(xué)之星、希望之星!

  謝謝大家!

打印 責(zé)任編輯:侯茜

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