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爲國追夢
——記國家技術發明獎一等獎獲得者馬晶譚立英團隊
馬晶、譚立英團隊用20餘年的堅守與執着,實現了星地激光鏈路快速捕獲、穩定跟蹤和高質量通信,爲我國建立空間激光高速實時信息網絡奠定了工程和技術基礎。
1月9日,北京人民大會堂,國家科學技術獎勵大會舉行。哈爾濱工業大學教授馬晶走上領獎臺,從李克強總理手中接過了大紅的國家技術發明獎一等獎獲獎證書。
馬晶、譚立英團隊成功進行了“星地激光鏈路通信試驗”,是我國衛星通信技術發展史上的一個重要里程碑,標誌着我國在空間高速信息傳輸這一航天高技術尖端領域走在了世界前列。
“瞄得準”——挑戰大課題
實現星地激光通信到底有多難?想象一下,在時速高達2.8萬公里高速運動的衛星與地面站之間,在近2000公里的距離下實現微弧度量級精確雙向極窄光束相互對準。
所謂衛星激光通信,就是用“激光光束”把衛星與衛星、衛星與地面鏈接起來,通過激光進行高速信息傳遞。衛星激光通信的信息傳輸能力遠大於微波衛星通信,能夠有效解決現代衛星技術發展所帶來的數據傳輸瓶頸,可以形成空間激光高速實時信息網絡,使衛星具有前所未有的極大信息傳輸能力。
爲搶先建立空間高速信息公路,在空間信息領域掌握主動權,20世紀60、70、80年代,美國、歐洲、日本先後啓動該項目,全力進行衛星激光通信技術的研究,而那時中國這一領域尚屬空白。
衛星激光通信的關鍵技術有哪些?突破口在哪裏?當初,哈工大物理系青年教師譚立英選擇衛星激光通信作爲研究方向時,還不知道從哪兒着手。她在北京圖書館蒐集了所有能夠找到的相關資料後回到哈工大,迫不及待地把自己的想法告訴了丈夫馬晶。
馬晶畢業於哈工大物理系,曾在世界上最大的粒子物理實驗室——歐洲核子中心做訪問學者。雖然留在國外會有很好的發展空間,但他覺得自己的事業在中國,毅然放棄了優越的科研和生活條件,回到哈工大,成爲物理系的一名講師。
在分析了妻子帶回來的有限資料後,馬晶說:“咱們一起來做吧。”從此,兩人一起走上了衛星激光通信研究的道路——這是一條在中國還沒有人走過的充滿荊棘和險阻的道路,但又是一條必須有人去探索的路。
那一年,馬晶35歲,譚立英34歲。
“抓得緊”——成就大影響
20年看起來很長,但在很多專家眼中,從基礎研究到工程化研究,再到空間試驗,僅用20年已經很快了。馬晶說這比自己最初想象的時間要短,他原本做好了打30年或者50年持久戰的準備。
從1991年到1995年,1000多個日日夜夜,無數次的論證和試驗,他們終於完成了衛星激光通信的概念研究和單元技術研究,並初步掌握了關鍵技術。
但困難再一次擺在了他們面前。前期的研究已經讓他們傾其所有,投入了自家多年積蓄的兩萬多元,如果繼續投入,真的就要傾家蕩產了。1995年秋天,就在快要走投無路的時候,譚立英決定主動出擊。她揹着20袋方便麪,來到當時的航天部爭取支持。
“真是兩眼一抹黑,找誰都不知道,只能在樓道里來回溜達……”譚立英的舉動引起了工作人員的注意。幾經輾轉,她找到了中國衛星測量、控制技術的奠基人之一,“兩彈一星功勳獎章”獲得者陳芳允院士。在瞭解了他們所做的工作之後,陳芳允激動地說:“你們做得非常好!國家需要激光通信,也一定會支持你們的研究工作。希望你們能繼續做下去,不要有任何顧慮。”
1996年學校向他們提供了5000元的科研基金,支持前期項目探索研究,解了燃眉之急。1997年學校又拿出2.5萬元的航天基金支持他們的研究工作。同年,他們獲得了航天五院8萬元的預研基金支持。有了堅強的後盾,他們的動力更足了。
單絲不成線,獨木不成林。馬晶和譚立英逐漸組建起了屬於自己的科研團隊。歷經20年,團隊已經從最初的兩個人發展成爲由百餘名師生組成的科研基地。在測試攻關階段,大家常常夜以繼日地一干就是幾個月。“樣機對振動和溫度都非常敏感,只好選擇在後半夜調試。那時,我們經常整夜睡在實驗室裏,幾個人輪流調試。”團隊成員們表示,雖然條件艱苦,但大家只覺得這是個挑戰,並且一定要挑戰成功。
2007年1月,“海洋二號”衛星工程項目獲得國家立項批覆,並確定在“海洋二號”衛星上進行星地激光通信試驗。在這項試驗中,馬晶擔任“海洋二號”衛星副總設計師,負責星地激光通信試驗,譚立英任星地激光鏈路系統總指揮。經過4年多日日夜夜的刻苦攻關,2011年8月16日6時57分,我國“海洋二號”衛星在太原衛星發射中心成功升空。2011年10月25日,我國首次星地激光鏈路試驗取得了圓滿成功。
哈工大副校長安實感慨地說:“20多年的堅持,中間要克服多少想象不到的困難,要拋棄多少榮譽和利益的東西。馬晶和譚立英做到了。在他們身上,可以看到中國當代知識分子的風骨。”
這一年,馬晶55歲,譚立英54歲。
“跟得牢”——凝聚大力量
星地激光通信鏈路數據傳輸試驗期間,由於當初對試驗的複雜性及各部分工程任務量等估計不足,科研經費又一次出現了短缺。參與試驗的團隊成員們自帶行李,擠進了租來的簡易房。馬晶、譚立英把家裏的電視機、窗簾、大米、土豆等一股腦兒地搬來了。爲了節省經費,所有研究人員每天中午都只吃6元的盒飯。到了晚上,忙碌了一天的譚立英又變身爲廚師爲大家準備晚飯。“我每次做的菜總會被大家哄搶一空。”譚立英笑着說。
是什麼力量支撐他們如此樂觀地堅守理想呢?
“是哈工大,是衛星激光通信,是我們這個不計得失與名利的科研團隊,讓我們捨不得也放不下。”團隊裏的年輕人給出了這樣的答案。
團隊成長的過程,也是國家急需人才的培養過程。團隊骨幹成員于思源教授在1996年剛剛讀碩士時,還不知道衛星激光通信爲何物,後來成長爲我國首次星地激光鏈路試驗的現場總指揮。團隊中的很多年輕人像于思源一樣已經成爲能夠獨當一面的技術骨幹。“我們團隊的學生現在真是供不應求,很多研究院所都點名要。”馬晶、譚立英如是說。馬晶、譚立英隊伍帶得好,年輕人“跟得牢”。
一直以來,哈工大堅持“面向國家重大需求,面向國際學術前沿”,馬晶、譚立英研究團隊的成功恰恰體現了這一辦學特色。他們是哈工大衆多團隊和教授中的優秀代表。一代又一代哈工大人紮根在祖國的大地上,秉承航天精神,爲了國家的安全和富強辛勤耕耘。這一方面,哈工大同樣“跟得牢”。
“什麼叫愛國敬業?馬晶和譚立英就叫愛國敬業。”黑龍江省委組織部部務委員陳哲說,“雖然長期默默無聞,但他們正是社會主義核心價值觀的忠誠踐行者,是新時期知識分子精神的真實代表。”
雄關漫道真如鐵,而今邁步從頭越。雖然星地激光通信鏈路新技術試驗的工程任務圓滿完成了,但在馬晶和譚立英看來,這僅僅是序曲,“下一步的骨頭更難啃,目標是實用性更強、壽命更長、鏈路更遠、數據傳輸量更大,最終在天上建光網,實現天地一體化,這就是我們的夢想”。