为祖国，他在浩瀚宇宙“牧”星

北京理工大学

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2019

中华人民共和国成立70周年

在党的领导下

砥砺奋进的70年

伟大祖国成就斐然

浩瀚宇宙，茫茫深空

星辰大海中更是闪亮着一颗颗

“中国星”

在北理工有这样一位教师

他从18岁上大学起

就开始和飞行器打交道

如今

48岁的他满脑子想的

还是“大气层外的那些事”

30年来

为祖国

他在宇宙深空点亮一颗颗“中国星”

他就是

“北理工1号”研发团队领头人

北京理工大学宇航学院教授张晓敏

张晓敏

过去30年间，

他牵头研制出我国第一颗专门为青少年研制的卫星“希望一号”；

研制出小巧实用、应用广泛的CAST100卫星平台；

仅用9个月便将一枚承载多项新技术的“北理工1号”小卫星送入太空……

2019年夏天

虽然天气炎热

依然能看到他一如既往地

坚持天天到校“打卡”的身影

即便他牵头的“北理工1号”卫星项目

刚刚圆满收官

不断突破自己才最重要

2003年，博士后出站的张晓敏，进入现中国航天科技集团下属的航天东方红卫星有限公司（以下简称东方红）。

“之所以选择进入公司而非其他科研机构，是因为我想做点更实用的技术，企业会给我更大的舞台去实现这个目标。”凭此初心，他在这家公司埋头苦干了15年。

15年间，张晓敏从一名普通的技术员干到了总设计师，期间参与了“希望1号”、CAST100微小卫星平台等多项科研任务。

我国第一颗专门为青少年研制的卫星“希望一号”效果图

2007年，也是张晓敏在东方红工作的第4年，他承接了研制“希望1号”的任务。“这是我第一次承担型号项目，那时有10余家单位、近百人参与到该项目中。由于工期紧、任务重，到后期大家几乎天天‘腻’在一起，男人们在一起的时间比跟自己老婆孩子在一起的时间都长。”耗时两年，这颗承载着新型计算机芯片、新型锂离子电池等多项创新技术的卫星腾空而起，它也被列入2009年度中国十大科普事件。

对过去的成绩，张晓敏不愿多谈，他说的最多的一句话就是“多聊聊现在”。“过去的成就是光环，也可能是枷锁，甚至可能会成为让人不愿离开的温室。”在张晓敏看来，过去的就过去了，面向未来、活在当下、不断突破自我，才是最重要的。

张晓敏这样的表态，不是喊口号、说说而已。2018年，他做了令所有人都意外的决定——离开东方红、入职北理工。

“虽然已近知命之年，但我觉得自己还有很多潜力可挖。选择去北理工，我的想法很简单，就是想在另一条轨道上拓展人生，尝试其他的可能性。”张晓敏说。

想做点和别人不一样的

张晓敏加入北理工时，学校的宇航学科建设处在飞速发展阶段。学校正尝试将宇航工程实践和技术创新相结合，探索工科人才培养的新模式。这也为张晓敏提供了大展拳脚的机会。

2018年11月，并入“新轨”的张晓敏接到了第一个任务——牵头研制“北理工1号”。

作为北理工新技术验证卫星系列的第一颗卫星，“北理工1号”究竟要验证哪些新技术？以什么形式验证？这是张晓敏和他的团队需要解决的首个难题。

在宇航学院的会议室里，张晓敏曾和团队成员多次探讨过“北理工1号”的技术清单。“我们的终极目标是，想让卫星在保留功能的同时，尽可能轻一点。”张晓敏解释道，“传统的卫星大多使用金属材料，如果能尽可能多地使用复合材料、柔性材料，便可将质量大幅降低。”

顺着这个思路，张晓敏提出了把卫星外观设计成为“帆球”的创意。“不用传统的金属外壳，多用柔性材料，进而实现给卫星‘减重’的目的。”他说，“我就想做点和别人不一样的。”

按照张晓敏的想法，发射前，卫星的主体薄膜球体将被折进一个“小匣子”内；当星箭分离后，卫星会自动充气变成直径为500毫米的球体。这看似天马行空的创意，是否能成真？

如今回想起来，团队成员之一、北理工宇航学院副教授翟光还很为张晓敏捏一把汗。“张晓敏老师对技术研发很执着，也很有自己的想法。不过当‘帆球’创意刚刚被提出时，团队里很多人还是很担心，毕竟太新了，大家怕实现有难度。”翟光说。

有了好想法，接下来需要的就是实践。从2018年11月到2019年7月，这9个月，“北理工1号”成了张晓敏工作的主要内容之一，他时常奔走于学校、合作单位和发射场之间。他带领团队先后设计出10种方案，而这些方案很多要在卫星“出厂地”兰州空间技术物理研究所进行测试，于是他几乎每周都往返于兰州、北京两地。

“北理工1号”

期间，他们还常遇到意想不到的困难，比如，怎样证明“帆球”能在太空中顺利展开？

“其实验证也很简单，装个照相机就成，很多人都提出这么干，但我不想这样。”在给自己找难题上，张晓敏从不手软，找难题再拆解，这种类似“左右手互搏”的科研方式让他乐此不疲。经过多次论证，他提出了3种技术方案可以佐证“帆球”能否顺利展开。

2019年7月26日，“北理工1号”升空的第2天，“帆球”能否顺利展开的答案将于当日揭晓。

当时，相关工作人员特意在酒泉卫星发射中心架设了临时电台，张晓敏就守在电台旁。“说不紧张是假的，感觉‘帆球’充气的那5分钟比5小时还慢。”他说。

“北理工1号”在轨飞行效果图

突然，电台传来信号，帆球顺利展开！后续，其余两种技术方案也证实“帆球”充气成近乎完美的球形。守在电台旁的团队成员相拥欢呼，张晓敏也难掩激动，和成员击掌庆祝这一阶段性胜利。

从动漫影片汲取创作营养

有趣的是，位于低轨道的“北理工1号”，由于易受轨道上稀薄大气的扰动阻力，因此相比迎风面积小的“硬”卫星，这颗膨胀得更大的“柔”卫星的轨道下降速度较快。而这一现象，引起了美国、欧洲和国内研究机构以及业余爱好者极大的关注。

天文爱好者于澳大利拍摄的帆球星星轨

一“星”激起千层浪，张晓敏怎么也没想到，一时间团队的科研项目成为全球卫星、航天爱好者们讨论的热门话题。不过，这个意外之喜，也恰好与他多年来坚持的航天科普理念不谋而合。“我国作为航天大国，不仅要在技术上力争做到世界一流，还要在航天科普上作出应有的贡献。”他说。

在张晓敏的推动下，“北理工1号”项目团队还吸纳了很多本科生、研究生，部分人甚至参与到核心的技术任务。“张晓敏老师很注重人的培养，为学生尽量提供创新实践、学以致用的机会和平台。”翟光说。

在学生眼里，张晓敏是一位博学又平易近人的导师。“40多岁的张老师会看年轻人喜欢看的电影，还能从中发现科学问题。”参与“北理工1号”项目的博士生郑鹤鸣告诉记者，在项目例会上，张晓敏老师常旁征博引，他能从工程问题谈到基础科学，也能从学习方法谈到《碟中谍》《天地大冲撞》等影片，从而启发学生从多个角度思考问题。

不工作时，张晓敏喜欢通过看动漫来放松。“看动漫能让我身心放松，同时我能从中汲取到创新的营养。每部动漫影片都能展现创作者的想象力，而对于科研工作者来说，想象力就是创新的源泉。”《龙猫》《你的名字》《大圣归来》……这些电影热映时，张晓敏会拽上读中学的儿子，父子二人一起坐在电影院，享受难得的休闲时光。

也许正是这份“童真”，让张晓敏一直走在技术创新的路上。

“我的下一个目标是把‘帆球’卫星做大，将其直径做到100米甚至500米；同时也希望带领团队将这种轻型、柔性技术能应用到更多的航天器上，为减少空间碎片、深空探测等提供更好的解决方案。”张晓敏说。

本文内容根据《科技日报》报道《帮“北理工1号”减肥 他给卫星穿上“帆布服”》整理

出品：党委宣传部

摄影：党委宣传部 郭强，部分图片由张晓敏教授本人提供

编辑：戴晓亚、张楠

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