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碳卫星载荷研制团队:奋斗是青春最高的礼赞
来源:长春光机所 【字号:  

  全球变暖、温室效应、极端天气、雾霾……每一个词都如一把重锤,不时地敲打人类脆弱的文明。减少二氧化碳等温室气体的排放已成为应对“困局”的必然选择,而全球碳排放的量化监测是实现这一任务的重要保障。在这样的背景下,国家863计划在“十二五”期间设立了“全球二氧化碳监测科学实验卫星与应用示范”重大项目(简称碳卫星)。碳卫星可对大气中二氧化碳浓度进行监测,给出全球二氧化碳在不同季节、不同地区排放的“体检报告”。它使我国成为继日本、美国之后第三个掌握利用高光谱进行大气温室气体浓度探测技术的国家。长春光机所负责碳卫星全部两台载荷——“高光谱与高空间分辨率二氧化碳探测仪”(简称二氧化碳探测仪)、“多谱段云与气溶胶探测仪”(简称CAPI探测仪)的研制任务。

  2011年,项目开始启动。鉴于项目意义大、技术指标高、研制周期紧等特点,长春光机所重新组建了一支既有一定工程经验、又富有战斗力的科研团队,同时这也是一个年轻的团队,到项目完成时团队30人平均年龄不到35岁。也正是这样一支年轻的队伍,迎难而上,开启了碳卫星载荷研制攻坚战,书写了一曲奋斗的青春之歌。

  成功,从来没有平坦的道路

  碳卫星要实现对大气二氧化碳浓度高精度(4ppm)探测,这一指标实现其核心依赖于二氧化碳探测仪的光谱分辨率。为实现系统指标,二氧化碳探测仪的光谱分辨率最高需达到0.1nm,这也是目前国际上空间高光谱设备的最高水平。为了实现技术指标和整星任务目标,不仅要实现技术上的跨越和突破,同时也要按照工程任务节点、要求,保证研制的稳步推进。

  关键技术突破与工程任务进度之间的矛盾,考验着这支年轻的队伍。在近6年的研制过程中,小伙子们屡屡受挫,却又一次次挺过难关。

  复杂的不如有效的

  受短波波段有较强热背景辐射的影响,二氧化碳探测仪需工作在-5度真空的工作环境,常温常压焦面与实际工作焦面存在很大偏差,如何在低温真空环境装调焦面是当时遇到的较为棘手的问题。为此,团队设计了一个很漂亮的方案,包括了跟踪仪促动器真空光纤传感器甚至自动焦面控制算法。但是这个方案被项目负责人郑玉权否定了,因为太复杂不好实现。最终郑玉权带领团队从光学入手,调整了光栅角度和狭缝位置,让低温真空焦面与常温常压焦面仅有轴向平移,简而言之,就是进罐后换一次平垫。结果这个土方法在初样装调时一次成功。用最简单的方法解决复杂的问题,是这个故事的体会。

  小突破提升大效率

  碳卫星技术指标上与美国OCO卫星相近,在系统定标测试上,最大的问题是工作量:探测仪共计20178个光谱通道的定标,需要获得6万余组定标点集。按照通常的方式,一组定标点集要4个人操作多台设备,在熟练配合的情况下,完成全部定标,也需要150天。

  于是,团队年轻人开发了一套自动化定标系统,把激光器、波长计、挡板以及载荷控制和监视全链接起来。在极限情况下,一组数据测试用了17秒左右,这样逐点测试,一轮下来仅用了15天,有限的时间下做了2轮定标,保障了碳卫星进度节点。

  有时候需要你咬咬牙

  2015年是任务最紧张的一年。碳卫星工程提速后,大大压缩了载荷的研制时间,计划从5月份初样交付,提前到预计20161月正样交付。此时大家已是疲惫不堪,都盼着1月份完成定标,把产品交付出所。到了201512月份,已经连续半年从早8点工作到晚10点,休息的天数屈指可数,大家的体力都已透支。可恰恰是最后一轮测试后,发现光谱维度几何配准精度不够的问题。这个指标不是任务书中的指标,但却影响最终的反演精度。当时,很多人的第一反应就是想放弃。郑玉权带着大家一起冷静地分析问题,这个问题改了是能提高反演精度的。那个时候大家的想法就是怎么也得对得起之前5年的辛苦付出。要解决问题,但时间节点不能后推,否则影响发射就前功尽弃。于是,团队整理好心态再出发。2015年底到20162月的2个月成为了黎明前的黑暗:改软件,再配准,重新定标,最终按照时间节点圆满交付总体。

  坚持,谱写胜利的华章

  201612月,碳卫星成功发射之后,成功获取了高分辨率大气吸收谱,载荷得到了用户很高评价。之后,碳卫星每隔16天对地球进行一次“体检”,经过2—3个月数据累计,完成对地球的全覆盖。当前,碳卫星对全球大气中二氧化碳浓度进行动态监测,给出全球碳分布数据,源源不断的为祖国的多项事业提供二氧化碳监测数据,科学家可以从中得到不同季节、不同地区碳排放情况的“体检报告”。这不仅体现了中国应对全球气候变化采取的积极行动,也展现了负责任大国的担当,提升了我国在气候变化谈判等问题上的国际话语权。

  宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。6年的踏实工作、6年的刻苦攻关,6年的时光把一群年轻人打造成为严谨、敬业、乐于奉献的科研人员。他们让我国的碳卫星从无到有,实现技术突破,填补了国内相关领域的空白;又迎头赶上,比肩国际先进水平。对于他们而言,一切的付出不需要什么豪言壮语,为工作挥洒的青春只是因为心中对科研工作的尊重与热爱。正如郑玉权所言:“遇到问题的彷徨、解决问题的艰辛和最终找到答案的欢乐,我们全尝遍了。”

  有人说,人年轻的时候很容易有梦想,但是持之以恒的坚持梦想,才能叫做伟大。用意义定义人生,以奋斗礼赞青春,碳卫星载荷研制团队用自己的行动诠释着这一华美篇章。这不仅是年轻人应有的追求,也是每一个与新时代同行之人该有的姿态。

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