中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所研究員黃庚華在月球上留了一塊印有他名字的電路板,上面寫著Designed by Huang Genghua(由黃庚華設(shè)計(jì))。
黃庚華在大口徑激光主動(dòng)光電系統(tǒng)調(diào)試現(xiàn)場
這塊電路板是10多年前他參與中國“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星的有效載荷“激光高度計(jì)”所留下的。時(shí)間一晃而逝,他已經(jīng)接連參與了嫦娥一期繞月工程、二期落月工程,以及目前正在進(jìn)行的月面取樣返回三期工程。
黃庚華2002年畢業(yè)于清華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院。在清華大學(xué)的四年,他說自己其實(shí)比較迷茫,不知路在何方,改變他人生軌跡的是一次不到30秒的偶遇。
那個(gè)秋日的下午,他在清華學(xué)堂狹窄的木質(zhì)轉(zhuǎn)角樓梯下,碰到一位和藹的中國科學(xué)院老師,這位老師跟他說,“同學(xué),我們這有國家級的紅外物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,有興趣的話可以來讀研究生。”這次短短的相遇,讓他后來去了上海技術(shù)物理研究所面試,而后走上科研之路。
黃庚華說自己并非一開始就想做科研,到最后找到適合自己的位置,一方面是因?yàn)橛腥私o他打開了一扇機(jī)遇之門,另一方面也要靠自己努力,再加上,這個(gè)領(lǐng)域處于發(fā)展上升期。
他還記得,到上海技術(shù)物理研究所的第二年,適逢中國科學(xué)院先導(dǎo)專項(xiàng)計(jì)劃啟動(dòng),“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星上用于為月球量“身高”的激光高度計(jì)得到了先期支持。正是由于這個(gè)計(jì)劃的啟動(dòng)和中國月球及火星等深空科學(xué)探測的戰(zhàn)略實(shí)施,使得黃庚華所在的課題組邁入了“航天俱樂部”的大門。
2003年的時(shí)候,激光高度計(jì)的項(xiàng)目開始了。黃庚華形容當(dāng)時(shí)的自己“兩眼一抹黑”,“10多年前,空間激光載荷在中國國內(nèi)確實(shí)還是全新的領(lǐng)域,不會(huì)有哪本教科書告訴你,新的激光雷達(dá)要怎么做?!?
當(dāng)時(shí)的課題組是中國國內(nèi)激光三維成像遙感技術(shù)的開山鼻祖薛永祺領(lǐng)銜的“夢之隊(duì)”,課題組有兩名學(xué)生,黃庚華是其中之一,他的任務(wù)是負(fù)責(zé)激光信號(hào)探測,“激光打到200公里以外的月球表面后,返回來的信號(hào)非常小,我要接收這信號(hào),并且將其探測出來,這個(gè)過程就需要反復(fù)做很多試驗(yàn)。”
黃庚華介紹,激光的方向性很好,但打到200公里遠(yuǎn)的月球表面后,會(huì)鋪開約為4個(gè)足球場面積大小的巨大光斑,返回來的能量更是如百里外的螢火般微不可見。
“嫦娥一號(hào)”的工作持續(xù)了3年,在這期間,黃庚華從零開始,自己設(shè)計(jì)、制作合適的高靈敏光電接收器,自己畫電路板,甚至早先自己還焊接原理樣機(jī)上的元器件,他說,這過程中,雖挑戰(zhàn)不斷,但最開心的莫過于問題得到解決的時(shí)刻。
黃庚華在檢查激光干涉測量結(jié)果
探月工程讓黃庚華快速成長。“嫦娥一號(hào)”時(shí),他還只是其中一個(gè)單元的設(shè)計(jì)人員,到“嫦娥二號(hào)”時(shí),他就初步負(fù)責(zé)較完整的系統(tǒng),到了“嫦娥三號(hào)”,他已成為主任設(shè)計(jì)師,全面主持著陸階段的關(guān)鍵單機(jī)“激光測距敏感器”的研制工作。
談改變,他說,“嫦娥一號(hào)”、“嫦娥二號(hào)”的時(shí)候,他還可以單槍匹馬去解決某個(gè)問題,突破了,項(xiàng)目就可以順利往前走;但“嫦娥三號(hào)”及后續(xù)的激光對地測高系統(tǒng)越來越復(fù)雜,需要依賴各個(gè)專業(yè)的科研人員合力攻關(guān)。
這幾年黃庚華越來越忙,他說,現(xiàn)在科學(xué)家已經(jīng)過了那種“吃不飽”的年代,“以前是沒有課題,現(xiàn)在手里有課題、有經(jīng)費(fèi)、有團(tuán)隊(duì),設(shè)備也很好,這時(shí)候就需要靜下心來想一想,我們可以給這個(gè)世界留下點(diǎn)什么?!?
激光技術(shù)正處于爆發(fā)期。黃庚華說,未來如小行星探測等領(lǐng)域,都會(huì)有很多激光雷達(dá)載荷的需求,同時(shí)商業(yè)化航天的大門也已經(jīng)打開。在他看來,未來的技術(shù)要瞄準(zhǔn)商業(yè)航天的需求去改變,以降低成本、縮短周期。
“除了上天,相關(guān)技術(shù)未來還可入地、入海,比如把激光雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用于汽車,或者應(yīng)用到水下的海底探測,項(xiàng)目市場蛋糕會(huì)越來越大”,黃庚華說。他期待,通過這幾個(gè)方向的發(fā)展,未來的激光雷達(dá)技術(shù)能走出高成本區(qū)間,變成更多人用得起的技術(shù)。
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