姚蕊:“中国天眼”守舱人

2019-08-30 04:08:44 军工文化 2019年7期

张东亮

“姚蕊是科研大工匠的好苗子,她能吃苦,工作严谨,又敢于创新,放到普通岗位上倒是埋没了,我们应该给青年才俊大施拳脚的机会。”获“偶像”赏识,刚毕业当上“科研大工匠”

1984年,姚蕊出生在北京的一个工程师家庭,在父母的熏陶之下,这位品学兼优的女孩后来选择了与机械工程打交道,并从北?#33050;?#23398;士蜕变成了清华女硕?#20426;?/p>

谈及与FAST的缘分,姚蕊不禁感叹:“感觉像是命运的?#25165;牛?#25105;读研时的第一个课题,就是做FAST馈源支撑研?#20426;?#24403;时就感觉这个国家项目很特别,我?#36816;?#20805;满好奇,于是便在导师的指导下开始参与这项工作。”

23年前,我国著名天文科学家南仁东先生提出,应在全球电波环境继续恶化之前,建造新一代射电望远镜,接收更多来自外太空的讯息,探索宇宙?#26053;亍?#20174;1994年到2005年,南仁东教授带着300多幅卫星遥感图,走遍了贵州大山里300多个备选点,最终确定?#36873;?#20013;国天眼”安装在贵州省?#25945;?#21439;金科村的喀斯特洼坑地。这个洼地,刚好能盛起相当于30个足球场面积的FAST巨型反射面,而?#19994;?#24418;地貌、水文地质等都比较理想。

2010年,26岁的姚蕊硕士刚毕业,有幸加入了偶像南仁东的“中国天眼”科研团队。南教授的敬业精神和朴实的生活作风,令她?#20449;?#19981;?#36873;?#20316;为大名鼎鼎的天文学家,南仁东的衣着打扮竟像个老农民,待人随和的他也从没有一点架子。

在这位“中国天眼之父”的影响下,姚蕊也磨炼出了异乎常人的吃苦精神。

有一次陪南仁东去贵州山区考察时,前方无路,七八十度的陡坡,人就像挂在山腰间,要是抓不住石头和树枝,一不留神就摔下去了。当时又恰逢瓢泼大雨从天而降,山洪裹着砂石一路狂泄,众人连扶带?#24120;?#20010;个摔得满身泥泞,才总算为瘦弱的南教授保住了一条命……回到县城落脚处一看,姚蕊和一名师姐身上,?#23478;?#32463;摔得伤痕累累。

2012年,只有两年工作经验的姚蕊,被任命为FAST馈源舱的负责人,当时她只有28岁。馈源舱是“中国天眼”的最核心?#32771;?#20043;一。馈源是指望远镜用来接收宇宙信号的装置系统,馈源舱就用于安放这个系统。

面对一些人提出的“姚蕊太年轻”之类的异议,南仁东自信满满说:“小姚是科研大工匠的好苗子,她能吃苦,工作严谨,又敢于创新,放到普通岗位上倒是埋没了,我们应该给青年才俊大施拳脚的机会。”

敢想敢干,为“中国天眼”解决两大难题

升“官”后,姚蕊开始了她?#20843;?#22478;狂奔”式的生活。每天早上5点,她?#31216;?#30005;脑包出门,7点从北京西站坐上前往石家庄的火车,来到“中国天眼”馈源舱的科研中心——位于石家庄市的中国电子科技集团公司第五十四所,开学术会议,做科研设计等;晚上9点回到北京的家,参照白天的会议记录列出修改清单……这就是时任中国科学院天文台副研究员、FAST馈源舱系统研制负责人姚蕊的一天。

因为馈源舱的研发工作,是由中科院天文台与中科集?#35834;?#20116;十四所合作完成,所以在2012年到2014年间,北京、石家庄两?#25918;?#25104;了姚蕊的日常。

项?#31185;?#21160;后,她对每一张图纸都仔?#24178;?#26680;、反复计算,姚蕊是个完美主义者,什么都想做到最顶尖,甚至有連续4天不合眼在电脑前编程的纪录!

“项目最紧张的那年,整个馈源支撑系统团队仅记录在案的重要会议?#25237;?#36798;140次,多位负责人甚?#20142;?#21435;?#31243;?#21507;饭都在一起,就是为了能争取更多时间讨论交流。”姚蕊说。

馈源舱的设计工作开始后,数不清的问题向姚蕊扑来。其中,馈源舱限重问题最是“折磨人”。为保证安全性,按照设计规划,馈源舱限重为30吨。但技术人员发现,他们研发出的馈源舱重?#30475;?#21040;了34吨!于是,姚蕊的首要任务,就是带队给馈源舱“减?#30465;薄?/p>

这场耗时近两年的“瘦身”着实不?#20303;?#39304;源舱里不仅有馈源装置,还?#20449;?#22871;的其他辅助设备?#34581;?#26045;,如6杆精调?#25945;ā?#30005;气系统等,这些设施关系到“瞳?#20303;?#26159;否看?#20204;濉?#30475;得准。

馈源舱哪里的?#30333;?#32905;”最多呢?姚蕊及其团队首先把目光投向了馈源舱的主体框架,经过一次次深夜会议的集思广益,以及反复的模拟实验,他们最终把其从“正圆形?#21271;?#25104;了“近似三角形?#20445;?#19968;下减重几千斤!

成功率团队成员打赢攻坚战的姚蕊,还没来得及高?#24605;?#22825;,却又遇到了一个棘手的难题。原本计划在“中国天眼”内放置9个不同类型的馈源装置,但随着馈源技术的进一步发展,2014年初FAST项目组决定与美国合作,建设一台超宽带馈源接收机,也一并放入馈源舱。该馈源接收机性能先进,可代替原来的3个馈源装置。

虽然总体上馈源装置的数?#32771;?#23569;了,但问题也随之而来——这位“新房客”的尺寸太大了,占了馈源舱内近一半的使用面积。“它一来,剩下6个馈源装置根本无法全部塞进去了。”姚蕊说。

FAST所有子系统必须在2016年9月25日前完成调试,而在此之前,?#25346;?#39044;留出大量的设备生产和打磨时间。眼?#35789;?#38388;一天天过去,科研人员们心?#27604;?#28954;。姚蕊冥思苦想数日,连做梦都在思考相关问题,很快整个人就瘦了一圈……

后来,她终于冒出一个大胆而又合理的念头:设备分组运行!事实上,“天眼”每次观测宇宙星空时,通常情况下只会用到其中一个馈源装置,其他馈源装置在此期间是不工作的。那为何不?#20005;?#32622;的馈源装置“请”出馈源舱呢?探测时使用哪一个,就将它装进馈源舱里,这样就解决了“放不下”的问题了吗!

在不久后的馈源舱详?#24178;?#35745;评审会上,这一方案得到了专家组的认可!

就这样,“中国天眼”的馈源舱,开?#23478;?#29031;姚蕊提出的新方案,进行研发打造,安装调试。

会工作也懂生活,乐做世界最大“眼瞳”守护人

FAST位于黔南的群?#20132;?#25265;之中,建成后,不仅成为了世界上规模最大的射电望远镜,同时,它接收宇宙电波的能力也是最出色的!这个世界之最的诞生,不仅要依靠25万平方米的巨大反射面,?#25346;?#36182;于一个灵敏的核心?#32771;?#39304;源舱。

馈源舱是?#24615;?#39304;源的舱体,而馈源其实就是天线,它用来接收来?#26434;?#23449;的无线电波。在“中国天眼”重达30吨的馈源舱内,拥有7套馈源。

2016年7月3日11时46分,?#25945;?00米口径大射电望远镜现场,最后一块反射面板成功到达预定位置,顺利完成安装。这标志着,世界最大的射电望远镜主体工程全面完工,

“天锅”已经成型!

在“中国天眼”安装工程现场,姚蕊亲?#28304;?#39046;团队成?#20445;?#38075;到望远镜的底部,对馈源舱内的设备进行精心调试。

从高处往“天锅”底部看去,馈源舱就像一个碉堡。姚蕊打了个?#30830;劍?/p>

“如果把FAST看作一个天眼,那馈源舱就相当于这个眼睛的瞳孔,它起到聚焦的作用,我们能看得更清楚。”

此后几天内,姚蕊等人在完成馈源舱系统初步调试后,又展开了升舱调试,也就是跟着“索驱动机器人”一起进行整体联合调试,结果,这只巨大的“中国天眼”运营十分正常!

从最高处俯视,整个大射电望远镜就犹如一口架在山谷里的“大锅”。这是全世界有史以来最大的一口锅,重达数万吨,锅口面积大约相当于25个标准足球场的总和;假如用它满满煮上一锅饭,足够全世界70多亿人聚在一起吃上三天。

2017年12月,馈源舱验收工作圆满完成,FAST正式睁开了它探索宇宙的大眼睛……

在现代前沿科技领域,西方国家一向自?#30001;?#39640;,认为只有他们才掌握了科学的真相。但“中国天眼”的诞生,却在中西方科学界引发震荡!FAST启用后,很快就被美国权威科学?#21448;?#35780;选为“本世纪全球最大最灵敏的单口径射电望远镜?#20445;?#23601;凭这一成就,能让中国的天文科研水?#21280;中?#39046;?#20161;?#30028;20年!

截止到目前,“天眼”已经先后发现了43颗脉冲星,极大地增加了人类?#26434;?#23449;的?#29616;?#25105;国天文学家们正在?#24179;狻?#22825;眼”获取的海量信息,而西方天文学家只能眼巴巴的看着。

如今,已经博士毕业的姚蕊,仍是这口“天锅”的“眼瞳”守护人,“中国天眼”的正常动行,始终离不开她和團队在背后默默的技术支持。

用姚蕊诗意的解释,FAST射电望远镜的作用,就是帮助人类从宇宙的?#33258;?#22768;中,更灵敏地分辨出有意义的声音。“它可以接收到1351光年外的电磁信号,可以从雷声中听见蝉鸣”。因为南仁东老人和姚蕊等后辈的坚?#25351;?#20986;,一个当初没有多少人看好的梦想,最终成为一个国家的骄傲!

2019年1月21日,作为馈源舱控制技术领域的代表人物,姚蕊入选《麻省理工科技评论》年度“35位35岁以下科技创新青年”名单!从榜单中,我们看到了中国创新科研力量的崛起。

但在忙碌的工作之余,姚蕊对生活同样热爱,她?#19981;?#31359;上风情万种的旗袍去和闺蜜喝咖啡,会在休假的日子去练瑜伽,和丈夫四处旅?#23567;?/p>

这位女博士在工作中很拼,?#28304;?#29983;活也十分认真投入,丈夫形容,“她集科学之美和女性之美于一身”。

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