空间探测 有双“慧眼”——我国首颗X射线天文卫星研制团队的故事

“慧眼”卫星研制团队。南勇 摄

　　习近平总书记在党的十九大报告中指出，创新是引领发展的第一动力，是建设现代化经济体系的战略支撑。

　　近年来，我国创新型国家建设成果丰硕：“慧眼”卫星遨游太空，“海翼”号深海滑翔机完成深海观测，洋山四期自动化码头开港……科技创新、重大工程建设捷报频传的背后，是一批精于专业、勤于奉献的科研团队。

　　本栏目今起推出“创新在路上”系列报道，通过讲述真实生动的创新故事，为中国人民迸发出来的创造伟力鼓劲加油！

　　——编 者

　　“我为中国人民迸发出来的创造伟力喝彩！”当航天科技集团五院“慧眼”卫星研制团队从电视里收看了习近平总书记2018年新年贺词时，大家顿时沸腾起来！团队研制的卫星被总书记点赞，这个好消息让35岁的卫星总体副主任设计师顾荃莹喜出望外。

　　2018年年初，“慧眼”卫星通过成功发射后的所有在轨“大考”，正式交付用户。“慧眼”是我国首颗X射线天文观测卫星，通过接收宇宙中的X射线，研究黑洞与中子星活动特性。这个明眸善睐的“宇宙星探”让国人得以睁开自己的“慧眼”，洞见惊心动魄的宇宙。而这背后，五院卫星研制团队已专注前行了十年。

　　面对技术难度，始终选择“Hard”模式

　　“慧眼”的全名叫硬X射线调制望远镜（Hard X—ray Modulation Telescope，HXMT）卫星。“Hard”这个关键词，既彰显了卫星的技术特点，又象征着卫星团队的闯关精神——在无数个技术“拦路虎”面前，团队始终选择了最难的模式。

　　顾荃莹至今仍对一个重大的选择印象深刻。那是在卫星研制的方案阶段，大家遇到了一个在中国航天领域前所未有的难题。由于“慧眼”要随时眼观六路，捕捉宇宙中的蛛丝马迹，因此，遥感和通信卫星对地球固定指向的设计思路在这里行不通——如何确保卫星在任何姿态、任意天线面向地球时，都能准确而快捷地往“家里”传递数据呢？

　　必须让“慧眼”更智能！这是团队成员的一致观点。但具体如何实施则有两种意见：其一是半自主地计算、选择最佳的天线，技术难度相对小，但需要地面始终有人在操作；其二是全自主智能，用户更加好用易用，但攻关难度非常大。面对这样的分歧，卫星总指挥兼总设计师潘腾坚决地选择了后者。

　　卫星总体主任设计师张龙对此十分佩服。这个选择意味着他们要在精确性、机动性等方面开展艰苦的攻关和试验。最终，他们用交叉布局、自主选择算法等创新性方法，圆满实现了需求。从卫星出色的在轨表现看，当时的选择虽“苦”了自己，却为用户节省了大量的时间和人力成本，也带动了我国空间科学技术创新的步伐。

　　2016年2月，已完成力学试验的“慧眼”，马上就要钻进真空罐开展热试验。卫星团队却接到了来自用户“脑洞大开”的需求：加入观测伽马暴的功能。从航天器工程的角度来说，在最后时刻添加需求，简直是天方夜谭。

　　可是“慧眼”生来就是为了探索宇宙奥秘的，错过这个，就意味着在空间科学俱乐部里缺少话语权。因此，潘腾丝毫没有试着向科学家们解释各种“不可能”，咬定牙关埋头苦干。

　　为此，潘腾带着团队成员，与科学载荷展开深入的沟通，牵引着相关分系统展开了艰苦的论证。他们和时间赛跑，用不到两个月的时间，就实现了科学家们的需求，创下我国航天领域又一个佳绩。

　　就这样，“慧眼”一跃成为国际上硬X射线和伽马射线能段最大面积的探测器，也是这一能段天空中最灵敏的探测器。在轨的前7个月内，“慧眼”就探测到数十个伽马射线暴，其中有几个是独家发现。用户评价道，“目前取得的初步成果已远远超过预期。”

　　这样的故事，在“慧眼”卫星团队有很多。凭借闯关精神，团队攻破了一个个难题。“慧眼”虽采用的是成熟的平台，但是为了科学目标的实现进行了大量个性化定制，不论是平台设计、姿态控制，还是温度控制设计，都体现了世界一流水平，多项技术填补了国内空白。

　　面对十字路口，毅然赶赴“慧眼之约”

　　“慧眼”的研制历程并非一路高歌猛进。更多的时候，卫星团队享受的是“冷板凳”，甚至数次被按下“暂停键”。每次遇到这样的时刻，团队成员都做出了坚定的选择。

　　顾荃莹是2006年从北京理工大学控制专业毕业后进入五院总体部工作的，她的职业生涯几乎和“慧眼”同步。在经历了两年的预研之后，本应顺利立项的“慧眼”却因为种种原因被暂时搁置。

　　此时，团队中的“老航天人”发挥了“定海神针”的作用。据张龙回忆，曾任多颗返回式卫星总设计师的唐伯昶，带领大家紧锣密鼓地继续开展“慧眼”的论证。“在他身上，丝毫看不出懈怠，带领大家以周例会的方式滚动推进工作。”张龙坦言，“开始的时候我们还有些不解，但是2011年真的立项之后，我们已经把方案论证得很深入了，并没有因‘暂停’而荒废，很庆幸一直坚持下来了。”

　　那时顾荃莹面临着新的选择：探月三期的队伍也在向她招手。她选择了“慧眼”。“还是对这个卫星感情深。”她说，“慧眼”卫星于她而言，早已成为工作和生活的一部分。

　　同样的感情流淌在团队成员之间。2011年毕业于北京邮电大学的梁中坚，刚入职就赶上了“慧眼”卫星立项，最初参与嫦娥研制的他被安排加入“慧眼”卫星团队。和他同批入职的同事们，不少人在北斗、嫦娥、遥感卫星团队里，短短几年间就经历了数次研制流程，频繁尝到了成功发射的甘甜。对此，梁中坚有过羡慕，却没有嫉妒。他那时已深陷“慧眼之恋”。

　　“这是我们的第一颗‘星’，大家都像对待孩子一样去呵护她，一心盼着她成功。”梁中坚说。由于团队充分授权和信任，他在6年间接受了系统而全面的历练，测控数传总体、数据记录分系统、应用系统……很多时候他都独当一面，成为受到团队上下一致认同的“多面手”。

　　为了心中的这份情怀，测试指挥王清泉曾推迟婚约和蜜月，赶赴“慧眼之约”。团队还有很多成员，都默默在人生的“选择题”中选择了“慧眼”。

　　在坚守多年后，他们终于盼来成功的喜悦时刻。“发射后，我紧张地看着指控大厅屏幕上的曲线，一开始还以为没有信号呢，后来才发现，那是因为数据完全按照预设的步骤，沿着曲线在走，太完美了！”这一刻已深深定格在梁中坚脑海中。

　　面对使命召唤，全力走向下一个十年

　　“这颗卫星携带的载荷都是大宝贝，凝结着国内众多科学家近20年心血，我们绝不让它们有丝毫损伤！”梁中坚说出了大家的心声。为此，他们坚定地拒绝了很多存有质量隐患的外协产品，帮助外协厂家一起想办法提升质量，将航天质量管理的规范传授给对方，甚至花费许多心血去对方单位授课。面对各类科学目标，以及伽马暴探测模式等后续增加的需求，他们向科学家虚心求教，几年下来，他们深入用户部门沟通协调数百次。

　　五院王希季院士曾对卫星团队成员说，“要站在国家和使命的高度帮助有效载荷上天。”他们做到了！

　　作为我国空间事业的主力军，团队所在的五院“家底”雄厚，孕育了航天三大里程碑和航天“三大精神”的五院，创新的步伐不断加快——从“东方红”一号到成功发射第100颗卫星，五院用了41年时间；而发射接下来的100颗卫星，五院仅用了6年时间。“慧眼”的成功，无疑彰显了五院多领域、多平台、全方位服务科学探测的能力。

　　如今，“慧眼”卫星团队成员正式将“孩子”交给了科学家们。“那感觉真像把闺女的手交给爱她的人，非常不舍，却又满怀喜悦。”张龙说道。此时，他已为“二闺女”忙活很久了——按照我国空间X射线探测“探索、详测、深巡”三步走战略，五院早已开展了扎实的论证工作，张龙正在论证的“eXTP”将是继“慧眼”之后具有世界领先水平的空间X射线探测项目。

　　引力波、系外行星、地外生命、宜居星球探测……这些科幻小说中的情景，已在五院的系统规划和论证中一步步向我们走来。现在，顾荃莹被纳入深空探测的预研队伍，梁中坚则加入嫦娥四号研制团队。更艰巨的使命在召唤他们，他们将全力以赴地走向下一个异彩纷呈的10年。