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“癡心妄想”攻克衛(wèi)星激光通信國(guó)際難題

星之球科技 來源:光明網(wǎng)2015-03-31 我要評(píng)論(0 )   

有這樣一對(duì)夫妻,在科研道路上志同道合,24年前瞄準(zhǔn)衛(wèi)星激光通信這個(gè)國(guó)際難題,自掏腰包開始拓荒之旅,最終帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)把我國(guó)研究

       有這樣一對(duì)夫妻,在科研道路上志同道合,24年前瞄準(zhǔn)衛(wèi)星激光通信這個(gè)國(guó)際難題,自掏腰包開始拓荒之旅,最終帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)把我國(guó)研究水平推到世界前列。
  在北國(guó)冰城,筆者見到了這對(duì)以“癡迷于科研”著稱的科學(xué)伉儷——哈爾濱工業(yè)大學(xué)空間光通信技術(shù)研究中心教授馬晶和譚立英。
  眼前的他們韶華雖逝,但癡心未改:“為國(guó)家建立天地間的激光高速信息網(wǎng)絡(luò)是我們的夢(mèng)想,一生做好這件事是我們的最大快樂。”
  青年教師的“癡心妄想”
  現(xiàn)代航天技術(shù)的發(fā)展,使得需要從衛(wèi)星下傳給地面的信息越來越多,星地之間的通信能力成為考驗(yàn)全世界航天科技的一道難題。作為擁有大數(shù)據(jù)傳輸潛力的新技術(shù),衛(wèi)星激光通信日益成為國(guó)際科研熱點(diǎn)。而這個(gè)領(lǐng)域正是馬晶和譚立英24年來矢志不渝的研究方向。
  所謂衛(wèi)星激光通信技術(shù),就是在衛(wèi)星與地面、衛(wèi)星與衛(wèi)星之間,通過激光光束鏈接,實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)高速通信。在馬晶和譚立英從事研究之前,衛(wèi)星激光通信在我國(guó)還是一片空白。
  1991年秋天,哈工大物理系青年教師譚立英在準(zhǔn)備碩士論文時(shí),看到一篇關(guān)于衛(wèi)星激光通信技術(shù)的外國(guó)文獻(xiàn)。她眼前一亮,畢業(yè)論文就做這個(gè)課題了!但在當(dāng)時(shí),這純屬“癡心妄想”,包括導(dǎo)師在內(nèi),沒有人支持她。

24年專注衛(wèi)星激光通信研究的哈工大教授馬晶(左)和譚立英(右) 

24年專注衛(wèi)星激光通信研究的哈工大教授馬晶(左)和譚立英(右)
  “明明是個(gè)好方向,為什么不能研究?豁出去了,我就要做這個(gè)選題,大不了不畢業(yè)、不評(píng)職稱!”34歲的譚立英犟勁兒上來了。幸運(yùn)的是,她得到了丈夫馬晶的支持:“我在歐洲核子中心做訪問學(xué)者時(shí),就接觸過相關(guān)資訊,這肯定是國(guó)家未來急需的高精尖技術(shù)。我支持你,沒有經(jīng)費(fèi)就從家里拿,咱們一起干!”
  中國(guó)衛(wèi)星激光通信研究,就這樣在哈工大拉開了序幕。
  一對(duì)青年教師要挑戰(zhàn)世界前沿科技?!這注定,是一條孤獨(dú)而艱難的拓荒之路。一切從零開始:沒有實(shí)驗(yàn)室,就借了一間潮濕的地下室;沒有實(shí)驗(yàn)儀器,就找來一些廢舊儀器自己改造;沒有啟動(dòng)經(jīng)費(fèi),就將家里積蓄拿出來……夜以繼日,廢寢忘食,成了他們的工作模式,5歲的女兒也自此進(jìn)入了“散養(yǎng)”模式。
  困難重重,譚立英的犟勁兒卻一直沒改:“就是要從觀念和技術(shù)上全面打破國(guó)外‘緊箍咒’。”經(jīng)過1000多個(gè)日日夜夜,反復(fù)的論證和試驗(yàn),馬晶和譚立英終于在1995年完成了衛(wèi)星激光通信的概念研究,并開展了初步的單元技術(shù)研究。由此,他們才得到經(jīng)費(fèi)和人員支持,逐步組建起由百余名師生組成的科研梯隊(duì),成立了空間光通信技術(shù)研究中心,創(chuàng)建了衛(wèi)星光通信技術(shù)重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室。
  什么叫原始創(chuàng)新?必然是沒有人做過,自然也沒有人知道能不能成功、何時(shí)能成功。年復(fù)一年,路迢迢、夢(mèng)無(wú)期,眼看同事們紛紛摘得“長(zhǎng)江學(xué)者”“國(guó)家杰青”“百千萬(wàn)人才”等桂冠,只有“實(shí)驗(yàn)室主任”頭銜的馬晶和譚立英卻始終專心致志,埋頭帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)沖擊世界級(jí)科研難題。其間辛苦,他們甘之如飴。
  2011年的那缸酸菜
  2011年春天,在一個(gè)城鄉(xiāng)郊區(qū)的居民區(qū)里,住進(jìn)了一批青年人。他們看起來像書生,日子過得卻像民工,“群居”在一套毛坯房中,拎著饅頭早出晚歸,房間里還腌了一大缸酸菜。這群年輕人,就是馬晶和譚立英率領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)成員。
  “我們天天吃饅頭酸菜,可和譚老師有直接關(guān)系。”團(tuán)隊(duì)骨干成員于思源教授介紹,從2007年1月起,馬晶和譚立英率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)啟動(dòng)了利用海洋二號(hào)衛(wèi)星進(jìn)行星地激光通信鏈路試驗(yàn)的工作。課題組開始“群居”的時(shí)候,正是中國(guó)衛(wèi)星激光通信技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室邁向空間試驗(yàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
  于思源是團(tuán)隊(duì)的“大管家”。在科研任務(wù)之外,他被經(jīng)費(fèi)問題折磨得欲哭無(wú)淚——要進(jìn)行空間試驗(yàn)了,卻連入住基地賓館的錢都拿不出來。原因有二:一是所有實(shí)驗(yàn)設(shè)備、器件和材料,譚立英都要求買最好的;二是譚立英堅(jiān)持把任務(wù)目標(biāo)由每秒下傳20兆數(shù)據(jù)提高到每秒下傳504兆,這需要額外添置設(shè)備和元器件,直接導(dǎo)致經(jīng)費(fèi)超支。
  怎么辦?譚立英還是老辦法——自掏腰包。她在附近小區(qū)租了套毛坯房,又從家里運(yùn)來電飯鍋、窗簾、大米,就讓師生們自帶被褥搬了進(jìn)去。日子必須精打細(xì)算,譚立英就親自給大家做飯,還動(dòng)手腌了一大缸酸菜。
  那段日子里,大家都無(wú)比緊張。實(shí)現(xiàn)星地激光通信,要在距離近2000公里的衛(wèi)星與地面站之間,在時(shí)速28000多公里的相對(duì)運(yùn)動(dòng)條件下,進(jìn)行雙向極窄光束對(duì)準(zhǔn)。“都說‘針尖對(duì)麥芒’難,衛(wèi)星光通信可比這還要難上百倍。”團(tuán)隊(duì)的技術(shù)“主心骨”馬晶說。
  “群居”了近9個(gè)月后,奇跡出現(xiàn)在人們眼前:在擦肩而過的海洋二號(hào)衛(wèi)星與地面站之間,“針尖對(duì)麥芒”成功了——我國(guó)首次星地激光通信試驗(yàn)取得成功,這是國(guó)際上首次成功進(jìn)行的星地直接探測(cè)高速激光通信試驗(yàn)!
  那是2011年10月25日的清晨,風(fēng)清云蕩,黃葉漫天。54歲的譚立英痛哭不已,20年的辛酸苦辣,宛如一條白練,在滾滾淚光中洶涌而來。
  欣喜之余,馬晶重拾荒廢20年的愛好,賦了一首《賀新郎》:“日日奮戰(zhàn)夜色里。記不得,月圓月缺,春風(fēng)又綠。”得知喜訊,被“散養(yǎng)”了20年,已遠(yuǎn)赴加拿大留學(xué)的女兒這樣和道:“千里之外候佳音。喜極泣,無(wú)知頑童,也將而立。”
告訴你什么叫“安專迷”
  馬晶、譚立英主持的海洋二號(hào)衛(wèi)星星地激光通信鏈路試驗(yàn)的成功,標(biāo)志著我國(guó)衛(wèi)星激光通信技術(shù)的應(yīng)用取得了重大突破,是衛(wèi)星高速實(shí)時(shí)激光通信技術(shù)發(fā)展的里程碑,我國(guó)的星地激光鏈路終端因此直接跨入國(guó)際先進(jìn)終端行列,在衛(wèi)星激光通信領(lǐng)域達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
  此項(xiàng)成果入選2013年中國(guó)高等學(xué)校十大科技進(jìn)展,并獲得2013年國(guó)防技術(shù)發(fā)明特等獎(jiǎng)和2014年國(guó)家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)??蒲袌F(tuán)隊(duì)在此項(xiàng)研究的基礎(chǔ)上出版了系統(tǒng)的衛(wèi)星光通信理論專著,建立了先進(jìn)的衛(wèi)星激光通信系統(tǒng)理論體系,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外該領(lǐng)域的空白。
  面對(duì)巨大的成功,年近花甲的馬晶和譚立英依然不改癡心,他們已經(jīng)確立了下一步奮斗目標(biāo):2020年前實(shí)現(xiàn)每秒10G的數(shù)據(jù)傳輸。夜以繼日,廢寢忘食,依然是他們的工作常態(tài)。吃酸菜、啃饅頭完成星地激光通信鏈路試驗(yàn)任務(wù)的團(tuán)隊(duì)成員們,也和他們一樣,繼續(xù)心無(wú)旁騖地投入科研工作。
  在馬晶和譚立英影響下,“一輩子干好一件事”“安下心來、專心致志、迷戀至深”的潛心鉆研精神,已被團(tuán)隊(duì)成員奉為圭臬。“馬老師在學(xué)術(shù)上特別嚴(yán)謹(jǐn)。”團(tuán)隊(duì)成員們都這樣說,“就是因?yàn)樗剌^真兒,我們才在任何細(xì)節(jié)上都不敢馬虎。”對(duì)譚立英,大家的一致認(rèn)識(shí)是:“特別執(zhí)著,總是逼我們?nèi)ヌ魬?zhàn)各種不可能。她的口頭禪是,要看5年后、10年后國(guó)家需要什么樣的技術(shù)。”
  “當(dāng)前,中國(guó)在原始創(chuàng)新領(lǐng)域領(lǐng)先的技術(shù)并不多,馬晶和譚立英團(tuán)隊(duì)的衛(wèi)星激光通信技術(shù)應(yīng)該算一個(gè),不僅解決了星地之間的通信瓶頸,還將給當(dāng)代通信技術(shù)帶來革命性變化。”哈工大副校長(zhǎng)安實(shí)感慨地說,“20多年的堅(jiān)持,中間要克服多少想象不到的困難,要拋棄多少榮譽(yù)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(guó)當(dāng)代知識(shí)分子的風(fēng)骨。”

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