助力梦天实验舱发射任务!西工大这个团队收到了感谢信!
2022年10月31日,中国空间站梦天实验舱随长征五号B遥四运载火箭顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。
第二天,西北工业大学收到一封来自中国科学院国家授时中心的感谢信。
在信中有一部分这样写道:
贵单位参与研制的主动隔振单元在整个系统中发挥了极其重要的作用。全体参研人员在项目执行过程中,充分展现了“敢于创新、不怕困难、坚忍不拔、团结协作”的精神风貌,发扬了“科学求真、严慎细实、勇于担当、攻坚克难”的工作作风,为总体任务的圆满成功做出了卓越的贡献。
空间站高精度时频科学实验系统是梦天实验舱最重要、最复杂的科学实验系统之一。西工大参与研制的主动隔振单元在整个系统中发挥了极其重要的作用。
记者了解到,航天学院空天飞行技术研究所的微振动与精准控制实验室团队在主动隔振单元研制中承担了重要工作。在项目指挥岳晓奎教授和项目负责人刘磊教授带领下,团队突破了多项关键技术,创造性地解决了时间频率系统超稳光学参考腔的多自由度容错主动隔振问题。
微振动与精准控制实验室团队成立于2017年。该团队瞄准空间量子科学、引力波探测、空间激光通信、深空探测、弱微目标探测等前沿需求,主要围绕微振动与超静主动隔振、空间超精密定向、时频动力学、空天光电系统控制等领域开展研究。近5年,团队主持国家自然科学基金、载人航天等国家级课题10余项,以及中科院、中国航天科技集团,中航工业集团等20余项基础研究和技术开发课题。发表学术论文40多篇,并研制了国产自主可控主动隔振平台、亚微弧度光电跟瞄平台、微动传感、控制与驱动系统等,相关成果应用到光学原子钟、量子科学实验、天线面型调控等方面。
精益求精,并肩作战
在梦天实验舱主动隔振单元研制过程中,“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”的载人航天精神早已融入团队的血液。
在科研上,当精度和稳定度高到一定程度,想进一步提升就十分困难,往往付出成倍努力也不一定取得成效。超静主动隔振单元对精度和稳定度就有着极高要求。
在某次联调中,团队师生发现两个控制通道在加电启动时产生的电流噪声偏大,影响了超稳光学参考腔的腔长稳定度,可能不能满足要求,而此时已临近总体要求的交付时间,如果不能及时排查解决问题,将严重影响后续的交付与联调节点。
据团队李伟副研究员介绍,要保障世界最高精度空间时间频率系统的稳定运行,对于超稳光学参考腔的腔长稳定度有着极高要求,所以团队必须精益求精,以超高标准做出能够满足要求的主动隔振单元。
时间紧,任务重。团队李伟副研究员带领团队成员并肩作战,从零开始查找问题,不放过任何一个细节。经过连续96小时的仔细排查,团队终于发现存在问题并成功解决,按时完成了验收与联调测试任务。
迎难而上,主动向前
航天领域的科研项目要求每一个环节都必须保证稳妥可靠,万无一失。超静主动隔振单元在交付前需要通过层层环境试验,不能缺少一个环节,但也不能过量试验以免对产品造成损坏。
在环境试验过程中,需要对产品进行连续240小时的温度循环试验,每半个小时要对产品性能进行测试,并与技术指标进行比对,每一次试验测试都要满足指标要求。
刘磊教授介绍到:“这个试验要求非常严格,在连续240小时的循环试验中,全部测试都要一次通过,中间若出现一点差错,就要进行技术管理双‘归零’。所谓“归零”,意指从头查找问题,在每个环节中举一反三,以消除所有可能的隐患。整个环境试验重做更面临过量试验风险。”
为了增强试验稳定性,避免因人员变化过多产生失误,必须控制参与试验的人员数量,每次值班时间都达到12小时。
长时间的试验操作、心里的压力,加之环境试验中心机器轰鸣振动,对设备的测试完成造成极大干扰,要平平顺顺完成240小时的温度循环试验,难度可想而知。刘磊教授曾担心团队成员能否坚持下来,但是没有一位成员退缩,师生们都主动报名参与试验值班。
回想起那段时光,团队博士生何柯达说:“面对试验机器的轰鸣声与熬夜工作的疲倦,团队师生们交替值班,连续工作,高标准严要求地对产品进行测试,圆满完成环境试验中各项指标测试。当我们经过层层的环境试验与验收测试、评审,超静主动隔振单元各项指标均满足交付要求,终于在2022年6月份由西安运往北京成功交付,参与整机整舱的联合调试时,一股巨大的成就感油然而生。”
项目工作自2019年12月通过方案开题评审,在项目完成过程中,为保节点保交付,团队克服疫情影响,“6+1”、“白加黑”科研攻关,全年节假日无休,国庆节、春节等国家法定节假日仍然每天提交工作日报,准时参加总体协调会。
研制团队的指挥岳晓奎教授积极协调试验场地、设备转运,为产品研制提供支持保障。疫情来临时,刘磊教授与团队成员首先想到的是还在试验场地进行试验的超静主动隔振单元,毅然到试验单位取回产品。系统联调联试时工程师宁晨方在产品总装大楼连续封闭工作35天,按时完成系统联调工作。
练就过硬本领,建设航天强国
党的二十大报告指出,培养造就大批德才兼备的高素质人才,是国家和民族长远发展大计。
微振动与精准控制实验室团队坚持将科学研究与人才培养融合,以顶天立地的科研作为培养高素质人才的基础,以培养高素质人才作为顶天立地科研的目标之一。
团队研究生全员参与到重大科研项目中,将所学知识运用到科研实践,通过具体的科研项目提升发现、解决、总结问题的能力。团队老师非常重视学生在承担任务过程中的收获提高,带领学生对遇到的问题认真分析总结,以航天产品的严格要求规范学生的测试操作,以航天系统的严格节点锻炼学生严谨踏实的作风。
团队博士生李青说:“让我们承担重大科研任务不仅能提升科研能力和素养,也能让我们清晰地了解到国家急迫需要解决的问题是什么,为我们未来科研之路指明了方向。”
微振动与精准控制实验室团队负责人刘磊教授说:“我们是个年轻的团队,人数不多,近年来团队学生们的科研能力得到了快速成长,团队学生不但全力攻关工程问题,并且积极提炼科学问题,发表了10多篇高水平期刊论文。”团队老师经常引导同学们参与各类学科竞赛和创新创业大赛,把课堂所学的知识运用到比赛中。团队的杨鸿杰、熊子珺等同学在 “飞鲨杯”第七届中国研究生未来飞行器创新大赛比赛中获得了优异的成绩。
今年5月,习近平总书记在给中国航天科技集团空间站建造青年团队的回信中勉励广大航天青年弘扬“两弹一星”精神、载人航天精神,勇于创新突破,在逐梦太空的征途上发出青春的夺目光彩,为我国航天科技实现高水平自立自强再立新功。
微振动与精准控制实验室团队坚持为党育人、为国育才,引导学生心怀“国之大者”,扎根祖国大地做学问,提升攻坚克难斗志,锤炼过硬科研作风,将“精准、量化、可靠”的工作理念融入航天型号研制当中,为航天强国贡献智慧和力量。
团队带领学生赴北京、上海、杭州等地科研院所学习,引导学生树立正确的价值观;经常邀请研究院所的专家学者,教育引导学生扎根祖国大地做学问,了解研究前沿。这个年轻的团队中,航天报国情怀浓厚,毕业生或选择继续深造,或选择到航天508所、航空工业一飞院等科研院所持续贡献自己的力量。
谈到未来发展,刘磊教授说:“我们将继续坚持‘四个面向’,不断增强自主创新能力,努力为我国航天科技发展和人才培养贡献力量。”
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出品丨党委宣传部
来源 | 航天学院
策划丨赵勇
文字丨何柯达、薛杨
编辑丨余佳洁
责编丨赵勇
审核丨秦飞、黄越
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