東北網11月5日訊 題:一路風雨一路情——記哈工大『試驗衛星三號』研制歷程
吉星 東北網記者 朱丹鈺
大漠星河,金秋胡楊。2008年11月5日,浩渺深邃的夜空又多了一顆人造衛星,這一天由哈爾濱工業大學抓總研制的技術試驗小衛星『試驗衛星三號』在『長征二號丁』運載火箭的托舉下從中國酒泉衛星發射中心,一飛衝天,直刺蒼穹,創下國內高校兩度研發小衛星、連戰連捷的記錄。如今在『試驗衛星三號』遨游太空之際,我們一起來了解一下這顆小衛星的研制始末和其中的故事。
心系航天再續前緣
由哈工大自主研制的我國第一顆技術試驗衛星『試驗衛星一號』,於2004年4月18日23時59分,在西昌衛星發射中心成功發射。從『試驗衛星一號』到『試驗衛星三號』的現實意義是什麼?哈工大科學研究院院長、『試驗衛星三號』副總指揮付強給出了一個形象而有趣的比喻:好比研制一輛汽車,第一次研制幫助我們建立了『造車』規范和條件,鍛煉了工程科研隊伍。第二次研制則注重『造車』的質量與特色,給乘坐的『載荷』提供更可靠和『舒適』條件。我們哈工大小衛星的研制也是這樣,第一顆『試驗衛星一號』是顆『入門星』,尚停留在小衛星技術實現的層面上,而此次『試驗衛星三號』小衛星的意義則是,建造一個成熟可靠高水平的小衛星平臺,有效地完成相關載荷和元器件的搭載試驗任務。
『試驗衛星三號』由衛星平臺和有效載荷兩大部分組成,衛星平臺包括7個分系統:結構和機構分系統、熱控分系統、姿態控制分系統、星務管理分系統、測控分系統、電源分系統和總體電路分系統。『試驗衛星三號』攜帶的試驗載荷數量多,且載荷采用的新技術多,接口關系復雜,整星測試工作量大。
談起研制小衛星,哈工大衛星技術研究所所長、『試驗衛星一號』和『試驗衛星三號』兩顆小衛星的總設計師曹喜濱教授說,研制小衛星是哈工大學科建設、技術創新、人纔培養的需要。哈工大是被國家認可研制小衛星的高校,小衛星體現了哈工大的科研綜合實力和重大工程組織實施能力,目前國內高校小衛星研制競爭激烈,作為國內第一個自主研制小衛星的高校,哈工大擔起高校自主研制小衛星的重擔責無旁貸。
不畏艱辛勇挑重擔
沒有一個成功是隨隨便便完成的。在『試驗衛星三號』試驗任務圓滿完成的美麗光環背後凝結了衛星所團隊說不完的苦澀和辛酸,只是這麼多年衛星所的老師們風雨兼程,遇到的困難雖然多得數不清,可在他們看來已經不算什麼了,工作中這些堅強的哈工大人舉重若輕,許多問題都在談笑間得到解決。
曹喜濱介紹說,小衛星本身的研制難度不低於大衛星——指標要求高、新技術多、技術風險大;小衛星代表哈工大的形象,既要保成功又要有大的創新;單顆星生產導致單機產品備份難度大,增加了技術風險、成本也難以降低;經費少,但單機生產單位的合同價格與大衛星沒有差別。此外,衛星研制是一項特殊的系統工程,無論是在管理和保障上,還是在隊伍的專業分工和體系的配套建設上,都是其它非航天科研工程項目所不能相比的。
『這幾年的工作任務一直都比較緊張,節奏也很緊湊,平時根本沒有周末,過年過節也難得休息,甚至有時候還不能得病,否則自己負責的工作就沒有別人來做了。』徐國棟教授認為,雖然研制過程中出的問題都是想不到的問題,不過並不可怕,出了事故去分析、去定位,然後解決就得了,唯一的問題就是時間。
衛星所出差不像一般單位事先都有計劃和安排,好多時候討論完工作,需要出差解決的話他們抬腿就走。有一年,衛星所的老師們臘月二十九凌晨3點鍾出差回來,8點鍾還要到衛星所按時上班。衛星所一年到頭沒休過星期六、星期天,也沒有寒暑假,即使過春節的時候,也是大年三十纔休息,正月初三又開始上班,而有的老師更是過完大年初一就到單位工作了。
時間緊迫,無法預料的困難卻是層出不窮。衛星所葉水馳教授說:『衛星研制過程中經常會處在兩難的境地,有時候都感到進行不下去了。』用『試驗衛星三號』總指揮韓傑纔副校長的話是『就差掉眼淚了』。
『古之立大事者,不惟有超世之纔,亦必有堅忍不拔之志』,正是由於衛星所團隊不懼艱辛,十年磨一劍,鍾情小衛星,懷著必勝的信念,纔一步一步走到今天,讓哈工大小衛星兩度閃在耀璀璨的星空上。
開拓進取 矢志創新
『對於一個想要有所成就的人,堅持學習積累、努力超越自我是永恆的任務;對於一個求生存謀發展的行業,著眼改革實踐、不斷探索創新是一個不變的主題。』這是曹喜濱教授所贊賞的話,也是他和衛星所十幾年來在航天領域和教育戰線上拼搏進取、不斷創新的真實寫照。
沒有創新就沒有發展,『試驗衛星三號』作為技術試驗類衛星,基於『試驗衛星一號』衛星平臺進行一體化設計,圍繞各試驗載荷的不同特點和特殊需求,進行了衛星結構、總體布局、熱控的一體化設計,對衛星平臺資源進行了系統優化,對部分功能部件進行了重新配置,進一步加強了衛星的可靠性和安全性設計。同時,『試驗衛星三號』實現了圍繞有效載荷的柔性化集成,具有較高的功能密度。『試驗衛星三號』采用柔性化平臺技術,解決了各試驗載荷對衛星平臺設計約束多的問題,實現了在小衛星平臺上集成多數量、多品種試驗載荷的設計目標,具有開放性和可擴展性。與同類衛星相比,『試驗衛星三號』在功能和性能指標方面都達到了國內領先、國際先進水平。
張迎春副總師介紹說,這顆小衛星最大的特點就是載荷多,這麼多雞蛋放在一個筐裡,筐得很結實纔行,因此衛星平臺必須是可靠的,要為有效載荷創造良好的環境。而我們作為工程總體單位要對各個分系統、有效載荷提出具體設計要求,還得把好關,管理好,這些都是新的挑戰。
質量是水 成功是舟
支持國家航天事業有3支缺一不可的隊伍——技術隊伍,質量管理,指揮隊伍。同航天單位相比,高校最薄弱的就是質量管理體系。作為航天任務的一個重要組成部分,質量管理體系非常重要,航天部門建立這個體系是多年的經驗不斷完善積累的結果,學校借鑒了他們的模式來建立自己的體系。
1999年,我校在全國高校中率先建立起質量管理體系,並通過了ISO9001質量體系認證,成為國內第一所具有科研質保體系的高校。此次『試驗衛星三號』的研制過程建立有效的衛星研制質量管理體系。實現了『不帶問題轉入下一程序,不帶問題轉場,不帶隱患上天』的目標,使試驗任務全過程的質量管理一直處於受控狀態。
『那個時候天天打電話,天天催著去要元器件報告。』哈工大科研院王曉林說,高校做航天工程,標准並不降低,都得嚴格按照航天規范來做。元器件的采購本來就很困難,所選元器件的來源、篩選情況、篩選條件,來龍去脈所有的信息都要知道。有一次某關鍵模塊的制作單位在一次評審中被查出沒有航天資格認證。衛星所毅然將其換下,寧可損傷財力、延誤進度,也要保證工程的安全性、可靠性。
風流人物還看今朝
『世界上最寶貴的是人,只要有了人,什麼人間奇跡都可以創造出來。』這句話可以看作是對當今社會人纔重要性的闡述。在哈工大就有這麼一個團隊,他們一步一個腳印,十年艱辛工作,從無到有,終於使得兩顆衛星遨游太空。
『乾大事的人』曹喜濱和衛星所的成員們都有一股子勁兒,愈挫愈奮、歷苦彌堅。作為小衛星總設計師,曹喜濱一直處在壓力的『風頭浪尖』上,當年有人說哈工大衛星所是小衛星研制隊伍裡的『土八路』,曹喜濱當即樂觀地表示,只要能打仗,『土八路』怎麼了,我們願意做『土八路』。
從睜開眼睛到睡覺前,曹喜濱經常不是看紙質材料就是盯著計算機,時間長了眼睛特別累,尤其是右眼看東西很費力。2006年底纔40多歲的曹喜濱教授做了白內障手術,但是由於工作需要,他還要繼續不停地和各種材料、報告打交道,無法安心靜養,用眼過度導致病情加重,現在視力又開始模糊了。
『有一次機場安全檢查時,我跟在王老師後面,他大包小包拿出的都是藥,看著就讓人覺得心酸。』衛星所老師介紹說,副總指揮王本利在小衛星隊伍裡年齡最大,身體也一直不太好,可每次評審會、測試、對接、出差幾乎都能看到他的身影。今年6月『試驗衛星三號』小衛星由哈爾濱轉到上海之後,『熱真空試驗』一做就是十多天,王本利一直堅持著跟了下來,7月18日回到哈爾濱終於支橕不住了,一下飛機就直接去了醫院。隨試驗隊來到酒泉衛星發射中心之後,王本利教授身體尚未完全康復,不得不在東風航天城接受針灸治療,後來由於工作任務緊,不方便就醫而停止了針灸治療。
2006年正式留在衛星所參加工作的邢雷、李冬柏、陳健也跟著大家在默默無聞地工作,『說加班就加班,說出差就出差,今天回來明天有事就得走。』李冬柏10月2日剛舉辦完婚禮,10月3日就奔赴酒泉衛星發射中心承擔自己的工作。兒子出生的時候,陳健卻在上海出差,孩子滿月那天他還是在上海。