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嫦娥一号卫星热控主任设计师邵兴国

http://www.sina.com.cn   2010年07月02日 13:05   新浪教育

  2007年4月,伴随着嫦娥一号卫星的成功发射,中国开始了梦寐已求的探月征途!由于嫦娥一号卫星是我国第一颗飞往月球的卫星,因此面临着诸多的新问题,新挑战。2004年,中科院院士、中国月球探测工程总指挥兼总设计师叶培建在接受媒体采访时曾将热控系统与轨道设计、测控和数据传输以及制导和导航与控制并列为月球探测卫星的四大技术难点。而这四大技术难点之一的热控系统,就是由北京理工大学著名校友,嫦娥一号卫星热控主任设计师邵兴国主持设计和研发。

  2009年暑假的一个下午,我们有机会采访到了百忙中的校友邵兴国,精力充沛而又沉稳谦虚是邵老师给我们留下的第一印象,而谈吐严谨的风格让人一看便知邵老师是工科技术背景出身。

  脚踏实地勤学业

  谈到在母校的日子,邵老师记忆犹新,作为恢复高考后的第二届,邵老师于1978年考入当时的北京工业学院(原北京理工大学),由于学校当时接收新生的工作还没有完全准备好,所以邵老师和其他同学被安排到学校当时在外面的农场进行收割麦子,收割完麦子后才回到学校正式进入学习阶段。邵老师对那时校园里的苹果树还记忆犹新。

  邵老师当年就读于11(火箭发动机)专业,即现在的飞行器动力工程专业。课程涉及机械、流体力学和热力学等诸多方面知识,因此课程非常繁忙。邵老师学习用心刻苦,虽然英语不是很好,成绩在班里达不到第一、第二名,但是也一直排在前面。邵老师讲当时在学校的时候,不是很活跃,没怎么参加什么社团之类的活动,大部分时间花在学习上,一般一周只有一下午的时间进行休息,但是,当时邵老师是班里的学习委员,同时是很多门课的课代表。

  大学毕业后,由于对航天事业的向往,同时凭借扎实的专业基础知识,邵老师考入了航天五院,成为闵桂荣院士的研究生,从此,邵老师开始了长达二十多年的热管技术研究。而正是由于在热管领域的深入研究,使得邵老师在嫦娥一号上创新地采用了热管技术来解决嫦娥一号上热控系统这一难题。

  临危受命担大任

  时间回到2003年9月,那时的嫦娥卫星刚刚转入初样阶段,就像一株刚刚发芽的幼苗,正需要百般呵护,可作为嫦娥卫星最重要的分系统之一“热控系统”的主任设计师和副主任设计师却在此时相继调离。当时的情况是嫦娥热控技术状态还有很多不确定的地方,设计方案有待于进一步细化,更重要的是那时研究人员对于月球的热环境知之甚少,许多问题还不清楚。热控分系统关系重大,一旦热控停下来,整个卫星就得停下来。由于没有现成的经验数据,进度要求又十分严格,技术难度极大,接手“嫦娥”的热控工作无论对谁而言都是一个巨大的考验。

  谁能担此重任?总体部热控工程技术研究室的领导和专家们经过慎重的考虑和研究,决定由邵老师出任嫦娥卫星热控分系统主任设计师。

  凭着多年从事热控产品研制积累的丰富的工作经验和长期刻苦钻研打下的扎实基础,加上强烈的责任感和使命感,思路开阔、思维敏捷的邵兴国在短短一个月里就熟悉了嫦娥卫星热控分系统及卫星总体的设计,迅速进入状态,开始了“嫦娥一号”史无前例、处处充满着探索和挑战的热控系统研制。

  热管专家巧创新

  多年的勤奋钻研和扎实积累,使邵老师对热管的性能和品质具有十分广泛深入的了解,这也为他在“嫦娥”的热控设计中对热管的出色应用提供宝贵的经验和理论支持。

  当时面对月食和月球红外的双重影响,“嫦娥”卫星的热控系统亟待改进,一方面要防止卫星在月食期间由于温度骤降而被冻伤,另一方面还要防止卫星受到月球红外的影响温度急升而被烧伤——卫星面对月球时其热流峰值会达到100多度,比处于地球环境时高出三倍多。时间紧,任务重,只能选择比较成熟可靠的技术,邵老师首先想到了热管。

  经过缜密的计算和分析,邵老师决定使用热管对卫星上两组蓄电池组进行热耦合。为了验证这个设想,他多次深入热管生产车间和热管装配车间,与热管生产人员进行交流,对他们进行指导,和他们一起解决生产和装配过程中的工艺问题。那段日子里,如果有事找邵老师,只要去热管生产第一线,准能看到他忙碌的身影。功夫不负有心人,在邵老师和全体热控研制人员的共同努力下,“嫦娥”热控最终实现了在国内首次采用常规槽道热管对星上相对两舱板进行热耦合的设计方案,配合总体圆满完成了卫星设计方案。

  其实“嫦娥”卫星使用热管的创新之处还有不少。干涉成像光谱仪与CCD相机是嫦娥卫星的重要有效载荷,其焦面探测器(即CCD器件)的温度水平对相机的成像质量有很重要的影响。CCD的温度相对于其它仪器设备允许的温度范围较窄,需要单独设计控温措施,但是由于月球红外的影响,对月面不能布置散热面,月球热环境的复杂和恶劣,导致CCD相机的温度波动剧烈。为了平抑CCD相机的温度波动,邵老师创造性利用成熟的槽道热管生产工艺和充装技术,把相变材料当作工质充装到热管的部分槽道中,让它与槽道热管组成相变材料复合热管。利用相变材料的蓄热特性,成功解决了CCD相机温度波动的难题,同时也开创一种槽道热管应用的新方法。

  嫦娥一号”卫星的热设计早期采用环路热管,后来由于月食问题越来越突出,必须对原有设计进行改进,邵老师创造性地提出了“两舱热管热耦合技术”。当时,在没经过预演和地面验证的情况下,把这种技术使用在即将发射的卫星上,跨度非常大。决定采用这个技术,邵老师承担的风险可想而知,一旦尝试失败,作为热控主任设计师,不但他本人要负重大责任,更严重的是整个卫星的研制进程都有可能因此被耽搁下来。但是出于对热管技术的熟悉和深刻理解,邵老师顶住压力,始终充满自信。我们在采访的时候问及邵老师当时承担这么大风险的压力时,他的回答是由于对热管的充分了解,因此在他看来这里面基本上没有很大的风险,所以始终充满这自信!

  心念国家和民族

  在采访的过程中,我们发现邵老师对国家对民族的发展和未来十分关切。丁肇中和胡锦涛是邵老师的两位崇拜人物。邵老师认为丁肇中在国际上所取得学术地位是华人的骄傲,同时也是邵老师崇拜他的原因之一,邵老师谈到一次在一个国际合作项目进展报告会上,所有的与会者对丁肇中的尊敬给他留下了极为深刻的印象。而对于胡锦涛的尊敬,则源于对胡对国家的领导的认同,认为他在正确的引领中国走向繁荣与强大。邵老师给我们举了一个俄罗斯人三次来中国的例子,俄罗斯人三次来中国,发现三次中国都发生了天翻地覆的变化。同时,邵老师也对我们国家发展的不均衡表现出担忧,希望我们大学生能够下基层,为广大中西部地区和农村的发展做出贡献。

  以身作则示后生

  在谈到航天系统对人才的要求时,邵老师提出了三点,第一是学习要好,专业基础扎实,拥有良好的工作和思维方法;第二是做事踏实、认真。第三是忍得住寂寞,沉得住心,能够长时间专注于某一项事情当中,邵老师非常强调这点,认为这点在短期可能看不出什么差别,但是时间长了之后就能得到完全不同的结果。在谈到理工大学毕业的学生时,他认为北理的学生做事能够吃苦,能够很好很认真地去完成某一项事,但是认为我们思维跳跃性不是很好,这一点可能是与我们学校军工特色的缘故,因此他希望我们以后再人才培养上要注意提高学生思维的活跃度。

  邵老师告诉我们,他比较喜欢出去旅游,喜欢打羽毛球,以前还会经常背个包出去旅游,但是由于现在航天系统工作繁忙,所以这些爱好不得不放下了。由于航天系统工作十分繁忙,邵老师现在每周工作六天,经常要到晚上七八点才下班回家。应该说邵老师就是载人航天精神“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”的一个实例,为我们以后毕业工作做出了榜样。

  采访完邵老师,深深的感觉到邵老师对母校的自豪和眷恋。同时,作为一位站在航天事业前沿的科学家,邵老师做事严谨、沉稳、勤奋和谦虚给我们树立了非常光辉的榜样。邵老师对工作的热爱、对国家和民族发展的关注和对母校与人才培养的关心这三点给我留下极为深刻的印象,也许,这三点也是每一个理工校友优秀品质的浓缩吧!

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