神州8號與天宮1號對接吳嗣亮功不可沒

2019-10-03   至德傳媒吳蜀豐

發布時間:2019-10-02 07:24 來源:中國報道

天下吳氏網(吳亞卿推薦)原標題《吳嗣亮教授——為天神(天宮和神州)對接穿針引線的績溪人》說起吳嗣亮教授,已經家喻戶曉了。但在神州8號與天宮1號對接之前,很少有人知道吳嗣亮教授。吳嗣亮教授,績溪縣板橋鄉蜀馬村人,揚溪中學畢業、燕山大學本碩、哈工大博士、北京理工大學教授、博導,因在天神對接工作中的突出貢獻,榮獲2013年度國家技術發明獎一等獎。


榮獲2013年度國家技術發明獎一等獎。六位獲獎者的合影,從左至右依次為王旭、魏國華、毛二可院士、吳嗣亮教授、侯舒娟和陳剛。榮獲2014年度何梁何利基金:科學與技術進步獎。


神州9號與天宮2號對接交會對接技術是一項有高度風險的技術,在人類航天史上,此類事故多有發生。即便是已經掌握成熟空間對接技術的美國和俄羅斯,失敗仍然無法避免。1971年肩負登月任務的阿波羅14號就曾發生過對接事故;1997年俄羅斯進步M號飛船,在對接試驗中重傷和平號空間站;2005年美國一艘飛船更是在對接過程中直接撞上了衛星;就在2010年,俄羅斯飛船在與國際空間站對接過程中,還曾發生事故。對接最關鍵的步驟——交會對接,就是指太空中兩個太空飛行器在空間軌道上會合併在結構上連成一個整體的技術。


這個技術有多難?想像一下,在幾百公里外的茫茫外天空,有兩個小小的高速航行的太空飛行器,通過地面遙控把它們連成一體,無異於遙控幾百公里外的「穿針引線」。這個技術號稱載人航天三大基本技術之一,是國際公認的技術難題,目前只有三個國家掌握完整的交會對接技術——美國、俄羅斯,還有就是中國。我們已經在太空里玩了七次「穿針引線」,全都成功了。此後又玩出新高度——天宮二號與神舟十一號交會對接的軌道比以前高了50公里,與未來我國空間站運行的軌道高度基本相同。交會對接實際上分為交會和對接兩個過程。從技術上來說,交會對接難度比神七時候的航天員出艙難度大。打個比喻,有點像在太空穿針。在每小時約2.8萬公里(約8倍子彈速度,每秒鐘8000米左右)的速度下,如果控制不准,非常容易發生太空飛行器相撞事故。


吳嗣亮教授長期從事雷達、航天測控與衛星導航定位等無線電動態定位測量技術研究,帶領團隊研製出海/陸/空系列高速交會目標相對軌跡測量雷達、我國第一部星載空間目標測量雷達、第一部星載告警雷達、載人航天交會對接微波雷達信號處理機與應答機信號處理機、國家863某高軌飛行器測控應答機、多型軍用北斗衛星導航接收機等。獲1項國家技術發明獎一等獎、8項部級科技進步獎, 已發表SCI/EI檢索期刊論文150餘篇,授權國防發明專利48項。


他是全國「五一」勞動獎章獲得者、全國模範教師、北京市師德標兵、國防科技工業有突出貢獻中青年專家、國防科技工業「511人才工程」學術技術帶頭人、教育部跨世紀優秀人才、國家863某重大項目「傑出貢獻先進個人」。


2011年11月3日凌晨,神舟八號飛船在跨越了近130萬公里的追逐歷程之後,與天宮一號目標飛行器在茫茫太空緊緊「相擁」,載人航天工程首次空間交會對接圓滿成功。記得當時在看電視直播的時候,曾目不轉睛的對著電視螢幕,生怕天上的兩個衛星有一丁點兒差錯,出現對接失誤。如果當時知道為神州8號和天宮1號對接的帶路人是咱績溪的吳嗣亮的話,估計就不用那麼緊張了。在這場代表國家最高科學技術水平的展示中,由吳嗣亮教授牽頭研製的交會對接微波雷達信號處理機與微波應答機信號處理機,全程提供了神舟八號和天宮一號之間的相對位置和運動參數測量信息。


隨後的兩年,神舟九號、神舟十號與天宮一號載人交會對接任務的圓滿完成,一次又一次給吳教授和他的團隊帶來高強度拼搏後成功的喜悅和自豪。面對研製周期短、攻關任務重、技術難度大、質量要求高等多重困難,吳嗣亮教授帶領研究團隊弘揚「德以明理,學以精工」的北理工校訓精神,按照載人航天產品的高標準、嚴要求完成了全部研製工作,為我國載人航天工程交出了一份完美答卷。


2014年,新年伊始,又一份來自吳教授及其團隊的完美答卷呈現在世人面前。吳嗣亮教授等發明的一套高速交會目標相對定位測量技術,讓吳教授站在了國家科學技術獎勵大會的領獎台上。國家技術發明獎一等獎分量很重,吳教授及其團隊「用這套技術研製出的海、陸、空、天系列測量裝備,為飛彈命中精度的全天時、全天候定量評估提供了一種有效手段。這個項目從原理、方法到實現技術,所用的全是我們自己獨特的一套思路,完全不同於國外。也正因為這種原始創新,這個項目的主要技術指標才達到了比國外同類技術高出幾倍的水平。」本次獲獎的這項「高速交會相對定位測量技術」從開始研究到現在持續時間長達22年。在這不經意間伴著青春逝去的歲月中,吳教授無數次找尋到了「山窮水盡疑無路,柳暗花明又一村」的感覺,而正是這種感覺讓他體驗到了研究工作的魅力。


吳教授最擅長打攻堅戰,在他看來,解決技術上的難題已經是習以為常,他從來不會對技術問題有畏懼或者猶豫。當然,除了技術方面,工程上還會有時間進度、質量等方面的壓力和困難,一場場攻堅戰打下來,作為項目負責人,吳教授更感到最終的勝出不僅需要過硬的技術,還需要「科學的管理,他必須在責任心、毅力、拼勁上實實在在地做出表率。要求別人做到的,自己首先應該做好。」


說起吳教授的「敢為人先」,他有兩個特點:敢做別人不敢做的;敢想別人不敢想的。 「強地、揚信、拓天」是北理工的發展路徑,這一特色註定了學校的很多科研都必須在艱苦環境下去完成。吳教授的科研項目也都不例外。茫茫大海,蒼蒼戈壁,無際草原,到處都留下了他們的身影。在吳教授看來,這樣艱苦的條件並不算什麼,他的團隊早已適應了這樣的環境,最後成功的喜悅終會將艱苦的經歷化作美好的記憶。吳教授在科學實踐的道路上,給他留下最深刻印象的是那種完全把自己交給大自然的無助感。有一次在海上執行任務,出海前預報6級風,出海後風力實際上達到了8-9級,一百多噸的小船猶如狂風中的一片落葉,連船上的老鼠都難以承受洶湧的波濤,上大學時坐火車都暈車的吳教授第一次感到了生不如死。當時船上兩台主機還壞了一台,這更增加了隨時遭遇滅頂之災的危險。海上三天三夜的歷險,伴隨著技術難題的逐一解決,最終留存於吳教授內心的反而不是九死一生之中的險象環生,而是任務圓滿完成之後的無盡喜悅。

至今,吳教授已獲發明專利45項(第一發明人31項)(備註:2014年左右的數據),一項項的發明背後折射出的都是吳教授敢為人先的創新意識。科學上必須要敢想別人不敢想的。2009—2011年間,軍方要在某個新領域遴選出技術優勢單位,為了能夠在最後的「實物比測」中勝出,吳教授提出了一種大膽的方案,擬通過將學術界對信號處理的相關前沿理論成果系統化、實用化來解決其中的關鍵問題。當時團隊中所有人都覺得太冒險,而且在規定的時間節點內很難完成,但是吳教授詳細分析可行性後,告訴大家:「我們如果沿用常規方法,大家都照著國外公開的路子走,儘管可以達到基本要求,但是很難形成特色和優勢,更不可能超越國外。我們要做就要做到最好,要做就做這個領域的技術引領者。」最終,團隊所有成員在吳老師的激勵和帶領之下,按照既定的時間節點攻克了所有技術難題,依靠技術自主創新取得了遙遙領先的成績。在軍事應用需求爆炸式增長的這一領域,北理工的技術水平在國內目前依然無可匹敵,並在多個國家重點型號上得到成功應用。

從吳教授的學習和工作的經歷上,我們可以看到他一個不同尋常的人生軌跡。從東北重型機械學院(現在的燕山大學)自動檢測技術專業畢業後留校任教,兩年後又攻讀燕山大學工業自動化專業的碩士學位,從事控制理論方面的課題研究;畢業留校後,從事教學和計算機測控技術的工程應用研究;三年後,又去攻讀哈工大電磁測量技術及儀器專業的博士學位,從事現代信號處理理論方面的課題研究和計算機測控技術應用研究;博士畢業後來北理工電子學與通信博士後流動站,師從毛二可院士從事雷達技術研究。這種多學科的經歷、理論與工程實踐研究交替的過程,鍛鍊了吳教授多學科、多視角、理論聯繫實際分析解決問題的能力,培養了通過主動學習快速進入新領域的能力。不同學科知識交叉融合、思維方法互相借鑑,好的創新點就油然而生。吳教授記得當年承擔的某項科研任務中,需要解決磁羅盤羅差盲校準這個跨學科的問題,正是多學科知識的融合,使這個當時國外最新產品都沒能有效解決的難題得到突破,乃至這家美國生產商反過來發電子郵件詢問他的解決辦法。跨學科的經歷和優勢經常能夠幫助他們的團隊在一次又一次的技術挑戰中取勝。

「神舟」與「天宮」的成功對接只在剎那間完成, 而對於吳嗣亮的團隊而言,為了「天神」的順利對接,他們卻是要「十年磨一劍」。

2003年,某研究所面向載人航天交會對接需求,吳教授自籌經費開始研究交會對接微波測量雷達技術。鑒於毛院士團隊在特種測量雷達方面的良好技術積累和嚴謹務實的科研作風,對方把其中關鍵的信號處理機研製任務交給了吳嗣亮教授。在有限的自籌經費支持下,經歷了原理樣機、工程樣機一輪輪的艱苦攻關,但依然遲遲等不到納入載人航天工程計劃的消息。面對這種困難,吳教授選擇了堅持,選擇了與合作夥伴風雨同舟,因為他相信先進的技術總會有用武之地。2009年初,載人航天工程終於將微波雷達作為測量手段納入研製計劃,但留給他們走完初樣電性件、鑑定件到正樣件全流程的時間已不到兩年。在慶幸沒有放棄的同時,巨大的壓力讓一向配合默契的吳教授在第一次計劃協調會上就與合作夥伴發生了爭執。同樣是堅持,讓吳教授的團隊在不到兩年時間內按載人航天的高標準走完了工程化的全過程,為「神八」、「神九」、「神十」與「天宮」在茫茫太空中找尋到對方。未來的一艘艘「神舟」、「天舟」,在吳教授這種「咬定青山不放鬆」的精神下,也會更加自如地遨遊於太空,咬住「天宮」不放鬆。

在吳教授看來,「學術是無國界的,而技術是有國界的。」「學術講求共享,需要互通有無;而技術講求先進,存在相互競爭。」 團隊將自己定位為相關領域學術界與工業界之間的橋樑、學術成果向尖端實用技術的轉化器。為此,吳教授要求團隊成員既要了解學術前沿、掌握學術進展,又要思考和了解國家、社會的需求,通過不斷吸收學術性成果基礎上的系統化、實用化創新,不斷產出高水平的實用技術。在他看來,高校工科老師未必人人都去做前沿學術研究,但是了解和掌握學術動態,想著國家相關行業的需求,則是尖端技術創新所必須的。利用學術成果不斷創造新技術、引領相關行業的技術進步,也應是高校義不容辭的一份責任。

不論是對團隊成員還是對他的學生,吳教授最常說的話是:「要實事求是,不自以為是」,「不要想當然」。這一學風體現到吳教授的教學科研中,他會一反生活中隨和的一面變得異常嚴厲。本次成果的第6獲獎人侯舒娟老師,在接受記者採訪時談到:「吳教授特別執著,凡事都講求盡善盡美,他對學生是出名的嚴厲,也正是這種對科學精益求精的精神和態度讓我當年毅然決然地決定投靠吳教授門下,如今看來真的是不失為一種正確的選擇。」

身處信息學院雷達所毛二可院士及其創新團隊這樣的一個集體中,吳教授取得的任何成就都不忘是毛老師把他帶到了雷達領域,他在毛二可精神的感召和鼓舞下,踏踏實實做事。正如吳教授在給毛二可院士即將到來的八十華誕賀詞中寫到的那樣「是毛老師把我帶入了雷達技術領域、帶入了無線電技術領域,讓我體驗到了電磁波的無限魅力和操縱電磁波的無限樂趣」,吳嗣亮教授及其團隊就是在這種「電磁波魅力」的吸引下 ,懷著對祖國無限的熱愛,瞄準國家重大戰略需求,「多少春秋風雨改,多少崎嶇不變愛」,堅定而自信地走在國防科技的前沿。

【衍生閱讀】何梁何利基金是香港愛國金融家何善衡、梁銶琚、何添、利國偉先生於1994年3月30日依據香港普通法捐資創立的、以獎勵中華人民共和國傑出科技工作者為宗旨的科技獎勵基金。據何梁何利基金評選委員會介紹,今年獲獎科學家的科技成果和創新業績均達到世界先進水平,其中,78%的獲獎科學家成果居於國際領先地位。北理工王越院士(1999年)、毛二可院士(2001年)、劉吉平教授(2005年)、朱鶴孫教授(2005年)、孫逢春教授(2007年)、胡海岩院士(2012年)、吳鋒教授(2012年)都曾獲此殊榮。【北理工官方網站】