年輕時的馬晶(左)與譚立英。 圖片由哈工大提供
如今的馬晶和譚立英正在調(diào)試設(shè)備。 本報記者蘇強(qiáng)攝
□本報記者衣春翔韓雪趙一諾
為探尋宇宙的奧秘,我國發(fā)射一顆又一顆衛(wèi)星穿梭于茫茫太空。怎樣讓衛(wèi)星快速實(shí)時地給我們傳回海量信息?這是一直以來困擾著人類的難題。在哈爾濱工業(yè)大學(xué)有一對教授夫妻——馬晶和譚立英,他們用近30年歲月的堅(jiān)守,只為攻克這一世界難題。
“數(shù)十寒窗無人問,一朝成名人驚奇”,可以說是馬晶和譚立英兩位教授最真實(shí)的寫照。他們的研究在短期內(nèi)很難獲得成果,為了這一新的研究領(lǐng)域,馬晶和譚立英錯過了很多個人發(fā)展的機(jī)會,但他們卻說,“我們研究這個領(lǐng)域,就是想為國家做點(diǎn)兒事,我們希望研究成果能夠在中國、在龍江得到應(yīng)用?!?/p>
正是馬晶和譚立英近30載的辛勤耕耘,才實(shí)現(xiàn)了高軌衛(wèi)星對地高速激光雙向通信試驗(yàn)的圓滿成功,鑄就了聯(lián)天通地信息高速公路,開創(chuàng)了我國衛(wèi)星激光通信發(fā)展的新局面,標(biāo)志著我國在空間高速信息傳輸這一技術(shù)尖端領(lǐng)域走到世界前列,為后續(xù)天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)國家重大科技工程奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
饑寒亦不知,利害亦不計(jì),忠誠踐行航天夢,復(fù)興使命化于心,馬晶和譚立英,鋪就的是漫漫天光路。
緣起——普通教師挑戰(zhàn)世界難題
星地激光通信屬于衛(wèi)星激光通信網(wǎng)絡(luò)的一個組成部分,就是將衛(wèi)星和地面用激光鏈接起來,形成星地信息高速公路,進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。
(下轉(zhuǎn)第四版)
(上接第一版)為搶先建立衛(wèi)星高速信息公路,在空間信息領(lǐng)域掌握主動權(quán),20世紀(jì)60、70、80年代,美國、歐洲、日本先后啟動該項(xiàng)目,全力進(jìn)行衛(wèi)星激光通信技術(shù)的研究,而那時中國這一領(lǐng)域尚屬空白。
1978年,還是大學(xué)生的馬晶和譚立英還不會想到,這一空白將由他們來填補(bǔ)。
馬晶和譚立英二人承擔(dān)這個課題的過程,充滿了戲劇性:由一篇“不知天高地厚”的碩士論文開始。
時光倒流到1991年,當(dāng)時,譚立英正在準(zhǔn)備碩士論文的選題。為選擇一個有創(chuàng)意的課題,她專門去北京圖書館查閱相關(guān)資料,其中有一些關(guān)于衛(wèi)星激光通信文獻(xiàn)資料讓她眼前一亮,她預(yù)感到航天新領(lǐng)域?qū)⑹菄野l(fā)展所需要的。并且這個領(lǐng)域在國內(nèi)是空白,要是選擇這個課題,其價值與意義可想而知。
得知譚立英的選題,導(dǎo)師直搖頭,他們不相信一個在職碩士研究生能夠駕馭如此尖端的課題。有人提醒——方向雖好,但難度太大了。老師們也委婉地勸說:“你能否換一個方向,這個方向很難畢業(yè)?!毙l(wèi)星激光通信到底有多難?早于中國進(jìn)行衛(wèi)星激光通信研究的日本,曾這樣形容——它相當(dāng)于在東京用激光瞄準(zhǔn)80公里外富士山上一個不規(guī)律的移動針眼,而美國的科學(xué)家當(dāng)時則表示,至少要2020年,這項(xiàng)技術(shù)才能得到應(yīng)用。
這些好心人的勸阻,反倒激起了譚立英的斗志,選擇這個課題的念頭更加堅(jiān)定:“中國需要衛(wèi)星激光通信,我就要做好衛(wèi)星激光通信科研工作。”
譚立英的這個選擇,參加論文開題的老師幾乎都反對,但獲得了一個人的支持,他就是譚立英的丈夫馬晶。
馬晶的專業(yè)是應(yīng)用物理,當(dāng)時,剛剛結(jié)束歐洲做訪問學(xué)者的經(jīng)歷,回到國內(nèi)也正在確立自己的科研方向。當(dāng)他看到譚立英的科研方向,覺得很有前景,也非常具有挑戰(zhàn)性。
馬晶決定與愛人一起,選擇這個具有前瞻性的課題?!叭绻麤]有譚立英,我可能做全息物理,會有實(shí)驗(yàn)室,有設(shè)備,有團(tuán)隊(duì),但是不會是開拓者。而在激光通信這個領(lǐng)域,我們是開拓者。”馬晶說。
這一年,馬晶35歲,譚立英34歲。
成就——碩士論文打通星地光路
譚立英的碩士論文答辯是1995年完成的,但完成的過程卻是無比艱辛。
“當(dāng)時從哈爾濱到北京圖書館查資料,要坐幾十個小時的火車,為了節(jié)省經(jīng)費(fèi),天天吃方便面,一個泡面盒要反復(fù)用好幾次?!弊T立英說,當(dāng)時他們兩個的工資才幾百元,科研條件也很艱苦,實(shí)驗(yàn)室是借的學(xué)校地下二層的一間屋子,而設(shè)備不是從別的課題組那里借來的,就是撿一些別人報廢的設(shè)備組裝的。
對譚立英而言,這項(xiàng)研究早已超越了單純的畢業(yè)論文的意義,衛(wèi)星激光通信的研究還要繼續(xù)做下去,而馬晶,也早已經(jīng)把這個當(dāng)成了畢生追求的事業(yè)。
但困難再一次擺在了他們面前。
前期的研究已經(jīng)讓他們傾其所有,自家多年積蓄的兩萬多元已經(jīng)全部花光,如果繼續(xù)投入,真的就要傾家蕩產(chǎn)。1995年秋天,譚立英背上20袋方便面,來到當(dāng)時的航天部爭取支持。
“真是兩眼一摸黑,找誰都不知道,只能在樓道里來回溜達(dá)……”譚立英回憶說,幾經(jīng)輾轉(zhuǎn),她找到了中國衛(wèi)星測量、控制技術(shù)的奠基人之一,“兩彈一星功勛獎?wù)隆鲍@得者陳芳允院士。
在了解了馬晶和譚立英所做的工作之后,陳芳允激動地說:“你們做得非常好!國家需要激光通信,也一定會支持你們的研究工作。希望你們能繼續(xù)做下去,不要有任何顧慮?!?/p>
1996年哈爾濱工業(yè)大學(xué)向他們提供了5000元的科研基金,支持前期項(xiàng)目探索研究,解了燃眉之急。1997年他們獲2.5萬元的航天基金支持。同年,他們獲得了航天五院8萬元的預(yù)研基金支持。有了這些支持,更堅(jiān)定了他們的研究信心。
2001年~2010年,在多方大力支持下,哈工大衛(wèi)星激光通信研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)展迅速:
——完成了衛(wèi)星激光鏈路的終端樣機(jī);
——研發(fā)了衛(wèi)星激光通信地面動態(tài)演示驗(yàn)證測試系統(tǒng);
——研制了國際上首套集成化衛(wèi)星激光通信終端高精度測試校準(zhǔn)儀;
——建立了衛(wèi)星激光通信重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室。
2011年10月25日6時,是馬晶和譚立英夫婦永生難忘的日子,也是中國衛(wèi)星激光通信發(fā)展的歷史性的一刻。海洋二號衛(wèi)星搭載的光通信設(shè)備,成功進(jìn)行了星地激光鏈路捕獲跟蹤試驗(yàn)。回顧整個試驗(yàn)的過程時,馬晶、譚立英夫婦仍十分激動?!霸囼?yàn)結(jié)果超出了我們的想象,海洋二號衛(wèi)星距離光通信地面的最大距離近2000公里,以每秒7.8公里的速度運(yùn)行,你連一、二、三還沒有數(shù)完,我們的終端設(shè)備就已經(jīng)準(zhǔn)確捕獲光信號,開始向地面?zhèn)鬏敂?shù)據(jù)了,試驗(yàn)就這樣成功了!”
對衛(wèi)星在軌工程遙測數(shù)據(jù)的判讀和分析表明,我國首次自主創(chuàng)新研發(fā)、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的星地激光通信星上終端性能優(yōu)于國際同類產(chǎn)品水平,星地激光通信鏈路系統(tǒng)綜合技術(shù)居國際先進(jìn)水平,部分性能處于國際領(lǐng)先。
這一年,馬晶55歲,譚立英54歲。
新高——圍地球建一個光網(wǎng)絡(luò)
2017年4月12日,載有馬晶譚立英團(tuán)隊(duì)研制的激光通信終端的高軌衛(wèi)星發(fā)射入軌,進(jìn)行國際首次高軌衛(wèi)星與地面間雙向5Gbps高速激光通信試驗(yàn)——從距離近4萬公里的軌道上實(shí)現(xiàn)星對地、地對星,精度遠(yuǎn)高于針尖對麥芒的兩束光相互牢牢鎖定,始終精確對準(zhǔn)并實(shí)現(xiàn)通信。
8月16日,如此高難度的任務(wù)完成后,譚立英再次熱淚奔流。這標(biāo)志著我國在空間高速信息傳輸這一航天技術(shù)尖端領(lǐng)域走在了世界前列,為后續(xù)天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)國家重大科技工程等的實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。這也意味著我們建立了一條上通天下對地的雙向信息高速公路,使我國的信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)了“萬里眼、順風(fēng)耳”。
譚立英介紹,從2012年立項(xiàng)到2017年發(fā)射成功,歷時近5年?!斑@個科研歷程是非常耗心血的,每一個細(xì)節(jié)都是決定成敗的關(guān)鍵?!弊T立英說,因?yàn)轫?xiàng)目要求的精度特別高,所以每一步、每一環(huán)都需要特別仔仔細(xì)細(xì)、認(rèn)認(rèn)真真地對待,甚至是一條線接得是否準(zhǔn)確,螺孔轉(zhuǎn)得是否合理,轉(zhuǎn)的力度大小、螺絲擰得松緊都可能影響到這個系統(tǒng)的成敗。
馬晶和譚立英表示,他們的成功,除了國家、省里以及學(xué)校給予的大力支持,也離不開他們的團(tuán)隊(duì)。他們說,哈工大一直有團(tuán)隊(duì)協(xié)同創(chuàng)新攻關(guān)的傳統(tǒng)?!跋裎覀儓F(tuán)隊(duì),就是把多個不同學(xué)科近百人聚集在一起,做一件難度很大、很難出成果的事情。但所有的人都兢兢業(yè)業(yè),沒有抱怨。這樣的團(tuán)隊(duì)文化,是我們愿意留在哈工大,留在黑龍江做研究的重要原因?!?/p>
實(shí)際上,我省很多青年專家,都是在這樣的團(tuán)隊(duì)方式的科研攻關(guān)中,由“鳳雛”變成了“鳳凰”。如今,我省為馬晶和譚立英這樣的科研創(chuàng)新人員提供了更多施展才華的舞臺。
2016年,馬晶、譚立英夫婦帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)創(chuàng)辦了哈工大衛(wèi)星激光通信技術(shù)股份有限公司?!爱?dāng)時對公司未來發(fā)展的信心還是不足的,因?yàn)樽鳛橹R分子,我們覺得做學(xué)問、做技術(shù)是我們的長項(xiàng),但不愿意經(jīng)商做企業(yè)?!弊T立英說,直到在科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大廈,親耳聆聽了習(xí)近平總書記熱情的鼓勵,徹底改變了她和馬晶的思想觀念。
“今年5月投產(chǎn),可年產(chǎn)百余臺套衛(wèi)星激光通信終端,這在世界范圍內(nèi)還是首家?!比缃?,談起產(chǎn)業(yè)化,譚立英有信心做全世界最好、最先進(jìn)的產(chǎn)品。因?yàn)?,?jīng)過20多年的相互磨合,馬晶和譚立英不僅培養(yǎng)了一支過硬的科研團(tuán)隊(duì),也培養(yǎng)了衛(wèi)星激光通信產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)鏈。
但現(xiàn)在的一切在馬晶和譚立英看來,還僅僅是序曲,“下一步的任務(wù)更艱巨,我們的目標(biāo)是在太空圍著地球建一個光網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)全球?qū)崟r高速通信,讓我們國家整個信息傳輸能力處于巔峰的地位?!?/p>
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