原標(biāo)題:“自主創(chuàng)新要敢下先手棋、善打主動仗”
——從三個故事看我國航天事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展
中國航天,建立在自主創(chuàng)新的根基之上。
“自主創(chuàng)新要敢下先手棋、善打主動仗”“探索浩瀚宇宙,發(fā)展航天事業(yè),建設(shè)航天強(qiáng)國,是我們不懈追求的航天夢”。習(xí)近平總書記心系航天事業(yè),作出一系列重要論述,引領(lǐng)中國航天接力騰飛。
牢記殷殷囑托,航天工作者主動作為、自力更生、奮力攀登,啃下一塊塊“硬骨頭”,讓中國人探索太空的腳步更加自信從容。
完成“從0到1”的創(chuàng)新跨越,除了志氣,更需要實力
2月11日,距離海南文昌發(fā)射場較遠(yuǎn)處,我國南海海面上,由200余人、十幾條船組成的海上回收打撈團(tuán)隊待時而動,中國航天科技集團(tuán)一院彭越是其中一員。
11時整,烈焰噴涌,長征十號系列運(yùn)載火箭一子級從文昌發(fā)射場騰空而起,托舉夢舟飛船開啟逃逸試驗。約300秒后,一子級箭體回收程序啟動。
“來了!”彭越聽到船艙中控室外的甲板上,有人突然喊起來,說肉眼看到一團(tuán)火光,飛奔而來。
彭越盯著屏幕上火箭飛行的實時數(shù)據(jù),手心有點出汗。盡管已經(jīng)和火箭打了十幾年交道,但見證火箭海上回收,他是頭一回。
“有了!”無人機(jī)回傳的畫面顯示,長征十號系列運(yùn)載火箭一子級在距離海面約5米處穩(wěn)穩(wěn)懸停,然后降落在海面預(yù)定回收點,濺起水花。彭越聽到船上的隊友們爆發(fā)出歡呼聲。
“我提醒自己,不能過于激動,還有很多事要做。”彭越深吸一口氣,找到稍微安靜的角落,準(zhǔn)備接聽總師的電話。“請確認(rèn)火箭狀態(tài),報告準(zhǔn)確海上回收坐標(biāo)。”總師容易的聲音一如往常般平靜。報告完畢后,彭越也聽到了電話那頭,文昌發(fā)射場指揮大廳里持續(xù)不斷的掌聲和歡呼聲。
稍后,工程總體宣布,長征十號系列運(yùn)載火箭系統(tǒng)低空演示驗證與夢舟飛船系統(tǒng)最大動壓逃逸飛行試驗成功實施。火箭一子級在空中完成一系列復(fù)雜動作后,精準(zhǔn)落于預(yù)定海域。這是我國在重復(fù)使用火箭技術(shù)領(lǐng)域取得的重大進(jìn)展。
時間拉回至2022年的一天。院里接到上級要求,啟動我國火箭可回收項目。作為業(yè)務(wù)骨干,彭越和同事們立即投入預(yù)研工作。
“把一個概念變成一項工程,這是‘從無到有’的創(chuàng)新。”在工作第十二年參與如此重大的項目,挑戰(zhàn)攻克關(guān)鍵核心技術(shù),彭越覺得很幸運(yùn),同時也深感責(zé)任重大。
彼時,國外火箭可重復(fù)使用技術(shù)已走在前列。“別人能做成,我們中國人一定也能做成”,流淌在航天人血液里的拼勁,很快凝聚成了一支敢拼敢上的隊伍。
完成“從0到1”的創(chuàng)新跨越,除了志氣,更需要實力。
“整件事最難的部分,就是我們永遠(yuǎn)不知道,最難的時刻到底在哪里。”彭越說,每當(dāng)試驗出了麻煩,他們向前輩求助,回復(fù)往往都是“我們以前沒遇到過這個問題”。
原理設(shè)計、仿真分析、縮比試驗……一枚新火箭首飛,就算試驗100遍,點火那一刻,仍是未知。還好,辦法總比困難多。
“要不我們試試把發(fā)動機(jī)噴管換個角度,載荷就下來了”“飛行姿態(tài)沒準(zhǔn)能這么調(diào)整”……4年來,彭越和同事們在會議室反復(fù)討論、研究。
選擇火箭海上回收而非陸地回收,也是有意為之。彭越坦言:“海上回收技術(shù)難度更高,但更安全也更有應(yīng)用前景。當(dāng)兩個選擇擺在面前,大家毫不猶豫地選擇更難卻更正確的那條路。”
突破和爭先,還考驗著每個人的耐力。參照我國新一代運(yùn)載火箭長征五號和長征七號的研制工作,差不多用了接近10年的時間。這次,團(tuán)隊只用了4年。
彭越說,我國成功實施首次火箭海上回收,證明了團(tuán)隊的能力,也讓大家意識到了自己的不足,“看得見不足才能更好地往前走。”
過幾天,彭越又會駐扎在海上,接下來還有更多新的挑戰(zhàn)。
敢不敢先走一步、主動破局,決定著創(chuàng)新的高度
一粒來自38萬公里外的月壤樣品,被小心翼翼地放進(jìn)實驗室。它只有幾十微米大小,卻記錄著月球演化過程的歷史,甚至有望解開月球磁場消失之謎。
“月壤顆粒中有哪些磁性礦物、攜帶什么磁學(xué)性質(zhì),對研究月球磁場演化問題至關(guān)重要。”中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員李金華解釋說,“然而,能用于觀察的尖端磁成像設(shè)備長期被國外壟斷,很難引進(jìn)國內(nèi)。”
轉(zhuǎn)機(jī)發(fā)生在一次意想不到的“網(wǎng)友”見面。
李金華在一場學(xué)術(shù)報告中見到了浙江大學(xué)化學(xué)系教授馮建東。在此之前,他們已合作研究趨磁細(xì)菌磁成像多年,但卻從未見過面。彼時,這位青年科學(xué)家正帶領(lǐng)團(tuán)隊自主研發(fā)量子化學(xué)顯微鏡,嘗試走一條此前無人走過的路——用量子傳感手段去捕捉微觀單分子尺度化學(xué)世界中“看不見”的磁場、電場等信號。
他山之石,可以攻玉。
“能否借助量子化學(xué)磁成像技術(shù)來‘看看’月壤?”一個問題,把追求極宏觀與極微觀的兩條路徑跨界連接在一起。
“當(dāng)場我們就決定合作!”馮建東說。圍繞嫦娥五號帶回的微小顆粒的探索迅速展開。
項目真正啟動后,一系列困難接踵而至。
月壤樣品本身極為復(fù)雜,包含納米級鐵金屬、磁鐵礦等多種成分,磁信號微弱且彼此干擾。“信號時有時無,同一個位置測兩次結(jié)果卻不一樣。”浙江大學(xué)化學(xué)系博士生楊熠博回憶,那段時間幾乎每天都在調(diào)設(shè)備,換構(gòu)型、調(diào)光路、改耦合,一次次推倒重來。
最難的一步,是如何讓量子探針穩(wěn)定貼近月壤顆粒,同時又不破壞它原本記錄的磁信息。為此,團(tuán)隊專門搭建了一套新的定位操控系統(tǒng),反復(fù)試驗、仔細(xì)驗證。
另一邊,數(shù)據(jù)解讀同樣不輕松。中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所博士生邢琳捕捉到了多組磁信號,但在電子顯微鏡下卻找不到對應(yīng)礦物,一度陷入困惑。“總覺得哪里不對,但又一時找不到問題所在。”邢琳說。
隨著研究深入,團(tuán)隊逐漸意識到,磁成像與傳統(tǒng)觀測手段不同,那些“暫時看不見”的部分,反而證明了新方法的價值所在。思路一轉(zhuǎn),原本的“矛盾”變得自洽,后續(xù)研究順利開展。
經(jīng)過日夜奮戰(zhàn),人類歷史上第一張月壤樣品單顆粒磁顯微成像圖誕生了,在微觀尺度上可視化了不同類型月壤顆粒記錄的截然不同的“磁指紋”。
用我國自己的月壤樣品,依托自主量子化學(xué)顯微鏡,完成了世界首次月壤單顆粒磁場成像,馮建東、李金華團(tuán)隊勇闖無人區(qū),成功探索出了一條新路徑。
在“從0到1”的基礎(chǔ)研究中,敢不敢先走一步、主動破局,決定著創(chuàng)新的高度。
“最關(guān)鍵的,是向著未知邁出第一步。”馮建東感慨,“國家給了我們前所未有的條件與機(jī)遇,今天,我們更有勇氣、有底氣去成為探索者,努力做真正引領(lǐng)世界科技前沿、服務(wù)國家戰(zhàn)略的研究。”
讓商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)生態(tài)更加開放融合
浙江杭州西湖區(qū)有家超市,竟然可以“賣衛(wèi)星”?
桑毅就是那個“賣衛(wèi)星”的人。
4月18日,在中國航天科技集團(tuán)五院東方紅天選超市成立一周年之際,這位中國航天科技集團(tuán)五院杭州中心副主任,早早就站在超市門口,面帶微笑,準(zhǔn)備營業(yè)。
柔性太陽翼、激光終端、霍爾電推進(jìn)……琳瑯滿目的商業(yè)衛(wèi)星產(chǎn)品被整齊陳列于貨架上,大約有三成共計87款產(chǎn)品來自外部供應(yīng)商。
這家超市是國內(nèi)首家商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)一站式綜合交易平臺,屬于科技服務(wù)的創(chuàng)新模式——來買東西的,多是商業(yè)航天的從業(yè)者,想造衛(wèi)星;賣東西的,是自主研制衛(wèi)星產(chǎn)品的創(chuàng)新者,既有“國家隊”,也有“民間隊”,涵蓋170多家主體。商業(yè)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈條上的成員匯聚于此,供需對接,公平交易。
“就像是航天工業(yè)領(lǐng)域的電商平臺。”桑毅打了個比方,超市是實體,對應(yīng)也有線上商城。
在過去的一年里,桑毅熱情地迎接一批批對商業(yè)航天感興趣的客戶,他們大多是企業(yè)負(fù)責(zé)人、地方政府機(jī)構(gòu)、科研院所,甚至還有國外航天局的訪問團(tuán)。最忙的時候,他一天要接待三四撥顧客,一年接待來訪超過300批次。
其中,有一次“買賣”令桑毅印象深刻。
那天,一家國內(nèi)頭部商業(yè)航天公司的采購人員第一次走進(jìn)超市,桑毅負(fù)責(zé)接待。該公司負(fù)責(zé)推進(jìn)相關(guān)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座計劃,實現(xiàn)星箭協(xié)同布局。
“他們進(jìn)門就直接奔向柔性太陽翼展品。”桑毅記得很清楚。
一顆衛(wèi)星想在浩瀚宇宙中維持正常運(yùn)轉(zhuǎn),需要展開太陽翼吸收光能、轉(zhuǎn)換為電能。傳統(tǒng)衛(wèi)星安裝剛性太陽翼居多,隨著商業(yè)航天崛起,輕量化、高集成、長壽命的衛(wèi)星,需要更輕薄、更靈活、更高效能的太陽翼。而中國航天科技集團(tuán)五院自主研制的柔性太陽翼,憑借出色的性能,被遴選至超市“貨架”,等待顧客選購。
“它折疊起來的厚度有多少?”“能滿足多少能量供給?”“交付周期是多久?”這家公司的人問得很仔細(xì)。
“您還可以去廠房看看實物,就挨著超市。”桑毅提出邀請。
不過一墻之隔,就是中國航天科技集團(tuán)五院商業(yè)柔性太陽翼的生產(chǎn)廠房。
產(chǎn)線正在有序運(yùn)轉(zhuǎn),顯示屏上參數(shù)實時跳動,身著工作服的技術(shù)人員穿梭其間。
桑毅感覺到顧客們的眼神明顯變了,“和線上瀏覽不一樣,和在超市里看的感覺也不一樣。這種前店后廠的模式,讓顧客看得見工藝細(xì)節(jié),摸得著產(chǎn)品質(zhì)感,才能建立起對品質(zhì)的真正信任。”
兩周后,該公司依托超市平臺,和中國航天科技集團(tuán)五院正式簽訂柔性太陽翼的合同。
還有一次,一家從事商業(yè)衛(wèi)星零部件的小微企業(yè)負(fù)責(zé)人,主動給桑毅打電話,希望能把自家企業(yè)的產(chǎn)品試著放在貨架上銷售。“那家企業(yè)很誠懇,說通過超市,才了解到原來自己也能生產(chǎn)符合商業(yè)航天需求的產(chǎn)品,也能參與到這條產(chǎn)業(yè)鏈上。他們提供了很多質(zhì)檢報告和真實案例,品質(zhì)不錯。”桑毅說,超市上架給那家企業(yè)帶來了訂單和好口碑。
“創(chuàng)新科技服務(wù)模式,幫助供需兩端對接,讓商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)生態(tài)更加開放融合。”桑毅說,這是中國航天科技集團(tuán)五院成立超市的初心。
鏈接800多家企業(yè),成交額突破30億元。一年的運(yùn)營成效,也證明了這種服務(wù)模式創(chuàng)新的正確性。
過去,商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)品和服務(wù)分散在各地,采購方很難摸清市場上到底有什么、哪家好。而在這個超市,航天產(chǎn)業(yè)鏈上的東西基本能一站找齊。
尤其是超市鼓勵同類產(chǎn)品同臺展示、同臺比拼,促使供應(yīng)商在性能和價格上持續(xù)優(yōu)化,有助于降低商業(yè)衛(wèi)星全行業(yè)的采購成本,也讓更多研發(fā)團(tuán)隊獲得技術(shù)對標(biāo)和迭代方向,提升整個行業(yè)的技術(shù)水平。
最近,桑毅思考的只有一件事情:超市貨架上目前有400多款商業(yè)航天產(chǎn)品及服務(wù),怎么能讓它變成上千款?
從一枚火箭的反復(fù)試驗,到一粒月壤的極致探索,再到一個產(chǎn)業(yè)生態(tài)的開放共建,三個看似互不關(guān)聯(lián)的場景,共同組成了中國航天高質(zhì)量發(fā)展的生動拼圖。
“星空浩瀚無比,探索永無止境,只有不斷創(chuàng)新,中華民族才能更好走向未來。”自主創(chuàng)新是一場沒有終點的長跑。在這條征途上,每一個“先手棋”都可能開辟一個新領(lǐng)域,每一場“主動仗”都可能闖出一片新天地。沿著自主創(chuàng)新的道路堅定前行,中國航天必將不斷拓展人類認(rèn)知邊界,在建設(shè)航天強(qiáng)國的新征程上書寫更加壯闊的篇章。
