“我們做空間激光器的都有點(diǎn)神經(jīng)質(zhì),生怕出半點(diǎn)錯(cuò)?!?strong>中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所所長(zhǎng)陳衛(wèi)標(biāo)研究員坦言,成功就是差“一點(diǎn)”失敗,因此要竭盡全力避免那“一點(diǎn)”。
在這位新近獲評(píng)“上海市科技精英”的科學(xué)家眼中,激光就像是“蒼穹一劍”。日前,解放日?qǐng)?bào)·上觀新聞?dòng)浾卟稍L了這位“鑄劍人”。
【為了解決一個(gè)電容的問題,他們甚至跑到貴州】
陳衛(wèi)標(biāo)是一位先行者。
2003年當(dāng)他提出想做空間激光器時(shí),國(guó)內(nèi)尚無先例,有人建議不如直接從國(guó)外購(gòu)買。盡管他對(duì)空間激光器的了解也都來自科學(xué)文獻(xiàn),從未動(dòng)手做過,但他有一個(gè)執(zhí)著的想法——要有我們自己的空間激光器。
行星探測(cè)、軟著陸、交會(huì)對(duì)接……這些都離不開空間激光測(cè)量;對(duì)于地球大氣和海洋而言,星載激光遙感是高精度、垂直剖面探測(cè)的唯一手段。因此,空間激光器成為航天強(qiáng)國(guó)競(jìng)相發(fā)展的高新技術(shù)。
陳衛(wèi)標(biāo)(右一)在機(jī)載校飛試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)
陳衛(wèi)標(biāo)至今都感到幸運(yùn),彼時(shí),我國(guó)探月工程正在研究技術(shù)方案,空間激光器也被納入其中。沒有任何經(jīng)驗(yàn)可以借鑒,從擰螺絲釘開始,陳衛(wèi)標(biāo)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開始了攻關(guān)。為了解決一個(gè)電容的問題,他們甚至跟著歐陽(yáng)自遠(yuǎn)院士跑到貴州一家電容器廠。
嫦娥一號(hào)激光器需要在空間待一年,但前期在地面真空實(shí)驗(yàn)中一個(gè)月就燒壞了,經(jīng)過分析是真空污染問題。由于空間環(huán)境處于失重狀態(tài),即使是一丁點(diǎn)灰塵都會(huì)漂浮在激光光路上。對(duì)于這些灰塵似乎無計(jì)可施,有沒有可能從源頭抑制灰塵產(chǎn)生?有了這樣的創(chuàng)新思路,這一問題也就迎刃而解。
面對(duì)國(guó)外的技術(shù)封鎖,陳衛(wèi)標(biāo)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)率先開展了我國(guó)空間激光器研究。他們突破多個(gè)瓶頸難點(diǎn),累計(jì)發(fā)射40多臺(tái)(套)空間全固態(tài)激光器,支撐載人航天、月球探測(cè)、火星探測(cè)、高分專項(xiàng)、風(fēng)云系列、空間基礎(chǔ)設(shè)施以及新技術(shù)驗(yàn)證衛(wèi)星等國(guó)家重大專項(xiàng)和航天工程,成為當(dāng)前國(guó)際上發(fā)射空間全固態(tài)激光器最多的團(tuán)隊(duì)。
【獨(dú)創(chuàng)了國(guó)際上從未有人做過的技術(shù)路線】
今年4月,我國(guó)成功研制國(guó)際首個(gè)溫室氣體探測(cè)激光雷達(dá),陳衛(wèi)標(biāo)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)率先實(shí)現(xiàn)全球大氣二氧化碳濃度高精度激光遙感,同時(shí)首次采用高光譜技術(shù)實(shí)現(xiàn)氣溶膠高精度遙感,比歐美至少提早3年以上,已引起歐美高度關(guān)注。
一直以來,這是激光遙感人的一個(gè)夢(mèng)想,也是國(guó)際上的一個(gè)熱點(diǎn)。此前,對(duì)于對(duì)流層到平流層風(fēng)廓線的測(cè)量,衛(wèi)星遙感沒有好的手段,主要是靠模型,精度不夠;對(duì)于氣溶膠的探測(cè),也是通過假設(shè)氣溶膠與大氣分子的比值來反演,精度會(huì)降低很多。
2016年,當(dāng)歐洲科學(xué)家獲悉陳衛(wèi)標(biāo)團(tuán)隊(duì)將對(duì)此展開攻關(guān),并不看好,“期待10年后能看到一個(gè)好的結(jié)果。”美國(guó)科學(xué)家聽聞陳衛(wèi)標(biāo)團(tuán)隊(duì)要做一臺(tái)能量為500毫焦的空間穩(wěn)頻激光器,更是表示懷疑,他們之前發(fā)射的空間激光器最高能量才200多毫焦。
“不看好”也是有原因的,空間激光器的能量越大,越容易發(fā)熱,會(huì)導(dǎo)致激光頻率漂移。陳衛(wèi)標(biāo)團(tuán)隊(duì)獨(dú)創(chuàng)了一條國(guó)際上從未有人做過的技術(shù)路線,僅用了6年時(shí)間,率先突破二氧化碳星載激光雷達(dá)遙感技術(shù),探測(cè)精度達(dá)到0.3%。以前衛(wèi)星二氧化碳探測(cè)是被動(dòng)遙感,太陽(yáng)照不到的地方,衛(wèi)星就看不到,這一激光雷達(dá)的“視野”遍及全球,在國(guó)際上首次獲取全球兩極以及夜晚的二氧化碳濃度分布。針對(duì)全球氣候變化以及環(huán)境監(jiān)測(cè),還第一次實(shí)現(xiàn)了二氧化碳和霧霾的激光遙感綜合觀測(cè)。
一直以來,海洋衛(wèi)星只能“看”到海表,而海洋在藍(lán)綠波段有個(gè)光學(xué)窗口,因此藍(lán)綠激光技術(shù)是目前實(shí)現(xiàn)海洋垂直剖面探測(cè)和傳輸?shù)奈ㄒ还鈱W(xué)手段。陳衛(wèi)標(biāo)團(tuán)隊(duì)研制出國(guó)內(nèi)唯一的機(jī)載海洋激光測(cè)繪裝備,為我國(guó)南海諸島生成了海底三維數(shù)字高程圖。
【隨身帶著文獻(xiàn),臨睡前看,早晨醒來也在看】
“真不知道有什么是陳所長(zhǎng)不懂的,他原來的研究方向是激光遙感,我是搞激光出身,但現(xiàn)在關(guān)于激光他比我厲害。有他在前面領(lǐng)著路,我們只管踏實(shí)干?!鄙虾9鈾C(jī)所空間激光信息技術(shù)研究中心主任朱小磊說。
對(duì)于陳衛(wèi)標(biāo)的“跨界”和寬廣視野,上海光機(jī)所航天激光工程部副部長(zhǎng)劉繼橋也深有同感。他們?cè)啻我黄鹱够疖嚾ケ本┏霾?,陳衛(wèi)標(biāo)總是隨身帶著文獻(xiàn),臨睡前看,早晨醒來也在看。
在陳衛(wèi)標(biāo)看來,“光機(jī)電熱軟”本身就是一體的,作為技術(shù)帶頭人,必須了解空間激光器在空間環(huán)境面臨的所有問題?!翱赡芪矣浶员容^好,對(duì)數(shù)字又特別敏感,給人感覺懂得多一點(diǎn)?!?/p>
陳衛(wèi)標(biāo)(右七)和同事們?cè)谝黄?/p>
陳衛(wèi)標(biāo)的團(tuán)隊(duì)成員笑言,很難對(duì)他“打馬虎眼”,因?yàn)樗恢倍荚谝痪€,對(duì)各種技術(shù)指標(biāo)了如指掌。最近正是設(shè)備調(diào)試關(guān)鍵階段,干到后半夜是常有的事,陳衛(wèi)標(biāo)則和往常一樣,通宵達(dá)旦地守著。“我們第二天還能歇會(huì)兒,但陳所長(zhǎng)還有許多事務(wù)性工作需要處理,稍微打個(gè)盹,就繼續(xù)一天的工作?!?/strong>劉繼橋說。
陳衛(wèi)標(biāo)暈船嚴(yán)重,但為研制海洋激光裝備,不時(shí)要出海。朱小磊記得,有一次設(shè)備被過往漁船意外碰壞了,陳衛(wèi)標(biāo)著急地直接跳上岸邊小擺渡船去現(xiàn)場(chǎng)勘察,“現(xiàn)場(chǎng)情況摸清楚后,我回頭一看,他已經(jīng)暈得不行,直接躺在漁民船上了?!?/strong>
【上天入海,做國(guó)家想要的激光器】
“觀瀾”,這是陳衛(wèi)標(biāo)團(tuán)隊(duì)正參與研制的我國(guó)首顆立體海洋激光探測(cè)科學(xué)衛(wèi)星的名字,聽上去氣勢(shì)磅礴。
上天入海。20年來,最令他自豪的是,團(tuán)隊(duì)研制的激光器,不僅去了月球,最遠(yuǎn)去了火星,未來還將去水星和海洋的水下平臺(tái)。這些科學(xué)探尋,其實(shí)與老百姓的生活密切相關(guān),比如基于激光通信鏈路的寬帶衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),未來手機(jī)可以直接連接到衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中。
“相比20年前,我們確實(shí)更有科技自信了?!标愋l(wèi)標(biāo)說,我國(guó)空間激光器的研究體系已比較完備,有了更多積累。接下來,要有更多的創(chuàng)新思想,做國(guó)家需要的激光器以及激光探測(cè)遙感系統(tǒng)。
這位“鑄劍人”,正摩拳擦掌,準(zhǔn)備迎接下一次挑戰(zhàn)。
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