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学校隆重举行现代工程技术实验教学楼开工奠基仪式
首页 > 招生就业 发布时间:2019-10-18 20:36:46

    哈工大报讯(记者  吉星)大漠星河,金秋胡杨。2008年11月5日,浩渺深邃的夜空又多了一颗人造卫星,这一天由哈尔滨工业大学抓总研制的技术试验小卫星“试验卫星三号”在“长征二号丁”运载火箭的托举下从中国酒泉卫星发射中心,一飞冲天,直刺苍穹,创下国内高校两度研发小卫星、连战连捷的记录。 
    “试验卫星三号”是我国第三颗技术试验卫星,主要用于空间大气环境探测新技术试验。试验卫星是对我国航天技术发展具有重要推动作用的一类新型卫星,发展试验卫星是我国航天事业快速发展的需要,是我国航天领域自主创新和新技术成果转化的需要,也是探索和推动我国航天技术跨越式发展的需要。由哈工大自主研制的我国第一颗技术试验卫星“试验卫星一号”,于2004年4月18日23时59分,在西昌卫星发射中心成功发射。
    随着卫星技术与应用的不断发展,小卫星技术已成为国际航天高技术竞争的主要热点之一。与大卫星相比,小卫星具有体积小、重量轻、成本低、研制周期短、发射方式快速灵活等优点。如今在“试验卫星三号”遨游太空之际,我们一起来了解一下这颗小卫星的研制始末和其中的故事。

心系航天 再续前缘

    由于我国航天事业发展的需要,国家制定了技术试验系列卫星计划。出于对祖国航天事业的责任感和使命感,我校凭借良好的工程文化和小卫星研制基础,在相关部门的大力支持下,哈工大第二颗小卫星“试验卫星三号”2006年1月得以顺利立项。 
    从“试验卫星一号”到“试验卫星三号”的现实意义是什么?我校科学研究院院长、“试验卫星三号”副总指挥付强给出了一个形象而有趣的比喻:好比研制一辆汽车,第一次研制帮助我们建立了“造车”规范和条件,锻炼了工程科研队伍。第二次研制则注重“造车”的质量与特色,给乘坐的“载荷”提供更可靠和“舒适”条件。我们哈工大小卫星的研制也是这样,第一颗“试验卫星一号”是颗“入门星”,尚停留在小卫星技术实现的层面上,而此次“试验卫星三号”小卫星的意义则是,建造一个成熟可靠高水平的小卫星平台,有效地完成相关载荷和元器件的搭载试验任务。
    “试验卫星三号”由卫星平台和有效载荷两大部分组成,卫星平台包括7个分系统:结构和机构分系统、热控分系统、姿态控制分系统、星务管理分系统、测控分系统、电源分系统和总体电路分系统。“试验卫星三号”携带的试验载荷数量多,且载荷采用的新技术多,接口关系复杂,整星测试工作量大。 
    此次试验任务参研单位之多,在国内也是少见的:由哈工大抓总,国内航天单位、科学院、高等院校等22家单位参与,有的单位还是第一次参与航天任务。为此,评审专家王长龙曾感慨地说:“哈工大搞小卫星非常不容易,最大的困难在于对其他载荷单位的管理协调,而且这些单位和哈工大并没有从属关系,管理协调起来难度非常大。” 
    针对上述特点,卫星所制定了相应的研制技术流程,详细规定了研制过程中的具体工作内容、保障条件、注意事项、时间节点等,以保障研制工作的顺利开展。 
    “试验卫星三号”研制阶段划分为:方案阶段、初样阶段、正样阶段。2005年11月通过方案可行性论证评审,2006年1月正式获得批复立项,2006年2月完成总体方案并转入初样研制,2007年12月完成初样星研制,2008年3月通过转正样评审,6月卫星转运到上海509所进行试验和测试。 
    “试验卫星三号”在研制过程中受到学校的高度重视,各相关部门也是大力支持、鼎力协作。2008年6月13日下午,哈工大小卫星试验队成立暨动员会在校举行。会上校长王树国对科研人员刻苦攻关的精神深表赞赏,他指出小卫星的研究对学校科研发展、学科建设具有重要的意义,希望各相关职能部门恪尽职守,全力配合小卫星研究的进展情况,为小卫星的研究服好务。校党委书记王树权强调,要务必保证小卫星研制、试验等各阶段工作的顺利完成。在工作过程中要注意加强队伍的全面建设,提高整个团队的自主创新能力,此外还要在工作中及时总结、积累经验。 
    2008年9月12日,“试验卫星三号”出厂评审会在京召开。经讨论,评审委员会一致认为“试验卫星三号”已完成了出厂前的全部研制工作,符合放行准则的要求,同意通过出厂评审,并预祝发射取得圆满成功。斗转星移,暑往寒来。经过2年半多时间的艰苦努力,研制成功的“试验卫星三号”于2008年10月4日,由专列从上海运抵酒泉卫星发射中心。 
    谈起我校研制小卫星,卫星技术研究所所长、“试验卫星一号”和“试验卫星三号”两颗小卫星的总设计师曹喜滨教授说,研制小卫星是我校学科建设、技术创新、人才培养的需要。哈工大是被国家认可研制小卫星的高校,小卫星体现了我校的科研综合实力和重大工程组织实施能力,目前国内高校小卫星研制竞争激烈,作为国内第一个自主研制小卫星的高校,我校担起高校自主研制小卫星的重担责无旁贷。
    正如主管科研的副校长韩杰才所说,哈工大发挥多学科综合交叉优势,通过承担“试验卫星三号”国家重大科研项目,锻炼了科研队伍,展现了创新能力,对我校工程技术水平的发展起到了很好的促进作用。使我校在工程管理方面积累了经验,对航天体系、航天工程任务的理解更加透彻,从而对未来国家航天领域的发展起到更大的推进作用。

不畏艰辛 勇挑重担

    “成功的花儿,人们只惊羡她现时的明艳!然而当初她的芽儿,浸透了奋斗的泪泉,洒遍了牺牲的血雨。”在“试验卫星三号”试验任务圆满完成的美丽光环背后凝结了卫星所团队说不完的苦涩和辛酸,只是这么多年卫星所的老师们风雨兼程,遇到的困难虽然多得数不清,可在他们看来已经不算什么了,工作中这些坚强的哈工大人举重若轻,许多问题都在谈笑间得到解决。 
    曹喜滨总师介绍说小卫星本身的研制难度不低于大卫星――指标要求高、新技术多、技术风险大;小卫星代表哈工大的形象,既要保成功又要有大的创新;单颗星生产导致单机产品备份难度大,增加了技术风险、成本也难以降低;经费少,但单机生产单位的合同价格与大卫星没有差别。此外,卫星研制是一项特殊的系统工程,无论是在管理和保障上,还是在队伍的专业分工和体系的配套建设上,都是其它非航天科研工程项目所不能相比的。 
    在立项的时候,“试验卫星三号”的发射任务时间已经确定,给卫星技术研究所的研制时间只有两年半,非常短。这期间要完成所有的立项准备、方案评审、元器件筛选采购、初样和正样研制、转场发射。工作内容庞杂而繁琐,需要面对的新困难很多,卫星所人手有限,而且除了“试验卫星三号”以外还有其它的项目和工作要同时进行。 
    “这几年的工作任务一直都比较紧张,节奏也很紧凑,平时根本没有周末,过年过节也难得休息,甚至有时候还不能得病,否则自己负责的工作就没有别人来做了。”徐国栋教授认为,虽然研制过程中出的问题都是想不到的问题,不过并不可怕,出了事故去分析、去定位,然后解决就得了,唯一的问题就是时间。 
    卫星所出差不像一般单位事先都有计划和安排,好多时候讨论完工作,需要出差解决的话他们抬腿就走。有一年,卫星所的老师们腊月二十九凌晨3点钟出差回来,8点钟还要到卫星所按时上班,为此王树国校长特地赶去慰问。卫星所一年到头没休过星期六、星期天,也没有寒暑假,即使过春节的时候,也是大年三十才休息,正月初三又开始上班,而有的老师更是过完大年初一就到单位工作了。 
    时间紧迫,无法预料的困难却是层出不穷。卫星所叶水驰教授说:“卫星研制过程中经常会处在两难的境地,有时候都感到进行不下去了。”用“试验卫星三号”总指挥韩杰才副校长的话是“就差掉眼泪了”。 
    “第一颗时完全不知道该怎么做,后来慢慢了解、慢慢摸索,做过一轮之后明白了整个大的流程,有了些经验,卫星所团队也更加成熟。只是航天工程太复杂,要考虑的事情太多。涉及到整个航天工程的管理,我们欠缺还很大,要提高的地方也很多。”副总师张迎春教授说。
    载荷多,接口多,一些配套的基础设施学校没有。设计时必须考虑,万一有载荷出现问题,会不会对其他的载荷和卫星平台产生影响。孔宪仁教授表示,“试验卫星三号”的困难主要在于参研单位多,平台和载荷各系统协调起来难度大,有一家完成不了就可能影响整体进度,有点而类似“木桶原理”。 
     “古之立大事者,不惟有超世之才,亦必有坚忍不拔之志”,正是由于卫星所团队不惧艰辛,十年磨一剑,钟情小卫星,怀着必胜的信念,才一步一步走到今天,让哈工大小卫星两度闪耀璀璨的星空。

开拓进取  矢志创新

    “对于一个想要有所成就的人,坚持学习积累、努力超越自我是永恒的任务;对于一个求生存谋发展的行业,着眼改革实践、不断探索创新是一个不变的主题。”这是曹喜滨教授所赞赏的话,也是他和卫星所十几年来在航天领域和教育战线上拼搏进取、不断创新的真实写照。 
    卫星技术的发展首先要有继承性,要借助于成熟的技术。“试验卫星一号”的研制使卫星所这支队伍在技术、管理、工程理解等方面都有了很好的经验。“试验卫星三号”充分继承了“试验卫星一号”的核心技术方案和经过飞行验证的技术成果。做到更有序,更符合航天的规范。 
    “试验卫星一号”当时采用了“一体化”的设计思想,探索了我国微小卫星技术发展的新途径,演示验证了小卫星一体化设计与研制、基于磁控和反作用飞轮控制的姿态捕获、卫星大角度姿态机动控制、微小卫星高精度高稳定度姿态控制、卫星自主运行管理、三线阵CCD航天摄影测量技术等多项微小卫星的前沿技术。同时,作为我国第一颗由高校牵头研制的卫星,它的研制,创建了跟踪前沿、自主设计、联合研制、优势互补、科技创新与人才培养并重的小卫星研制新模式。 
    没有创新就没有发展,“试验卫星三号”作为技术试验类卫星,基于“试验卫星一号”卫星平台进行一体化设计,围绕各试验载荷的不同特点和特殊需求,进行了卫星结构、总体布局、热控的一体化设计,对卫星平台资源进行了系统优化,对部分功能部件进行了重新配置,进一步加强了卫星的可靠性和安全性设计。同时,“试验卫星三号”实现了围绕有效载荷的柔性化集成,具有较高的功能密度。“试验卫星三号”采用柔性化平台技术,解决了各试验载荷对卫星平台设计约束多的问题,实现了在小卫星平台上集成多数量、多品种试验载荷的设计目标,具有开放性和可扩展性。与同类卫星相比,“试验卫星三号”在功能和性能指标方面都达到了国内领先、国际先进水平。 
    “试验卫星三号”针对在轨运行中可能出现的故障、以及卫星研制过程中暴露的问题和薄弱环节,采取了必要的对策措施,进行可靠性和安全性分析、复核复算和质量复查中发现的问题,均进行了改进处理。 
    张迎春副总师介绍说,这颗小卫星最大的特点就是载荷多,这么多鸡蛋放在一个筐里,筐得很结实才行,因此卫星平台必须是可靠的,要为有效载荷创造良好的环境。而我们作为工程总体单位要对各个分系统、有效载荷提出具体设计要求,还得把好关,管理好,这些都是新的挑战。 
    两颗小卫星的研制带动了学校的基础研究,通过承担小卫星任务,学校洞悉了国际上微小卫星前沿技术的所在,准确把握了微小卫星的发展趋势和需求并在此基础上提出新的方向,争取到国家的大力支持。目前,卫星所基本上形成了以“973”、“863”和“试验卫星”新技术演示验证为主的科研格局,紧跟国际航天技术发展前沿,紧密结合国家重大需求,体现了卫星技术研究所开拓进取、矢志创新、报效祖国的决心。

质量是水  成功是舟

    支持国家航天事业有3支缺一不可的队伍――技术队伍,质量管理,指挥队伍。同航天单位相比,高校最薄弱的就是质量管理体系。作为航天任务的一个重要组成部分,质量管理体系非常重要,航天部门建立这个体系是多年的经验不断完善积累的结果,学校借鉴了他们的模式来建立自己的体系。 
    1999年,我校在全国高校中率先建立起质量管理体系,并通过了ISO9001质量体系认证,成为国内第一所具有科研质保体系的高校。近来学校进行“大科研管理机构改革”,把我校科研管理体系中职能相互关联、管辖领域雷同、管理力度不足的部门进行归并、重组和增设。其中一项就是将原科技处办公室、质量、知识产权等对内管理职能整合,成立科研生产管理中心,负责承担大科研体系的公共服务体系建设和管理。 
    学校以往的科研体系模式以课题组形式为主体,在质量体系贯彻方面是学校进行宏观指导,各研究所和各课题组具体实施,质量管理部门进行监督和审核。此次“试验卫星三号”试验任务,学校质量管理部门和卫星所共同挑起质量管理重担,由卫星所王本利和学校科研院王晓林负责卫星研制过程关键节点和主要环节的质量要求和控制,建立有效的卫星研制质量管理体系。实现了“不带问题转入下一程序,不带问题转场,不带隐患上天”的目标,使试验任务全过程的质量管理一直处于受控状态。 
    卫星出场评审之前首先要通过元器件专项审查。国内工程对高等级元器件需求不多,一般都是厂家接到订购之后才生产。只有航天五院、八院这些航天部门需要大量购进,为此设有元器件可靠性中心对元器件进行“五统一”管理,派专人到厂家监制、验收,验收合格之后颁发元器件装机合格证。而作为“航天新兵”的高校却没有如此健全的体系,不仅如此“试验卫星三号”采用多种新技术,对元器件的体积和功效要求很高。 
    作为工程总体,我校需要审查卫星上所有选用的元器件,为此学校聘请相关元器件专家去各个载荷单位审核元器件清单,保证各载荷所用元器件满足《“试验卫星三号”元器件质量保证大纲》要求,对等级比较低的元器件,则要求进行补充筛选和附加试验,保证所选元器件状态清楚,功能和质量满足可靠性和安全性。 
    “那个时候天天打电话,天天催着去要元器件报告。”王晓林说,高校做航天工程,标准并不降低,都得严格按照航天规范来做。元器件的采购本来就很困难,所选元器件的来源、筛选情况、筛选条件,来龙去脉所有的信息都要知道。有一次某关键模块的制作单位在一次评审中被查出没有航天资格认证。卫星所毅然将其换下,宁可损伤财力、延误进度,也要保证工程的安全性、可靠性。 
    在“试验卫星三号”研制期间,卫星所恪守学校提出的质量管理要求和具体的控制措施,积极开展质量“双想”(故障回想和故障预想)活动,针对产品研制过程中发生的问题和现象的处理情况,回想可能存在的隐患和处理措施未落实的情况;对将要展开的工作和可能出现的问题进行预想,以尽早发现问题,采取积极有效的措施予以解决。此外,卫星所积极开展表格化管理,进一步确保责任制的落实,从而达到质量控制的目的。 
    实践证明,与“试验卫星一号”相比,“试验卫星三号”质量管理方面更具科学性、规范性,实现了“试验卫星三号”“一次成功,稳定运行,两年寿命”的质量目标。“试验卫星三号”对探索既能符合质量体系的规范要求,又能针对卫星特点具体实施的质量管理体系,是一次很好的尝试。然而事实上,跟航天工业部门相比,高校对航天规范的理解和熟悉程度存在着一定差距,因此如何建立一个既满足国家工程研制应用需要,同时又符合高校特点的质量管理体系将是学校今后工作的一个重点。

风流人物 还看今朝

    “世界上最宝贵的是人,只要有了人,什么人间奇迹都可以创造出来。”这句话可以看作是对当今社会人才重要性的阐述。在哈工大就有这么一个团队,他们一步一个脚印,十年艰辛工作,从无到有,终于使得两颗卫星遨游太空。 
    钱三强曾说,古往今来,凡成就事业对人类有所作为的,无不是脚踏实地艰苦攀登的结果。我校卫星所就是这么做的,从“试验卫星一号”到“试验卫星三号”,回首过去的岁月,项目组谦逊的老师们并不认为自己取得了多少成绩,却说干多了谁都行,好多就是经验,没啥大学问。 
    ”干不好有责任,干得好是应该的,就像农民种粮食,把活干好有个好收成就好。” “人基本上还是那拨人,事也还是这些儿事,我们的工作跟学校其它科研项目组的工作性质一样,没什么太大差别,也没有什么好采访的,要是想采访的话,希望你们采访一下年轻人。”……卫星所的老师如是说。 
    “干大事的人”曹喜滨和卫星所的成员们都有一股子劲儿,愈挫愈奋、历苦弥坚。作为小卫星总设计师,曹喜滨一直处在压力的“风头浪尖”上,当年有人说哈工大卫星所是小卫星研制队伍里的“土八路”,曹喜滨当即乐观地表示,只要能打仗,“土八路”怎么了,我们愿意做“土八路”。
从睁开眼睛到睡觉前,曹喜滨教授经常不是看纸质材料就是盯着计算机,时间长了眼睛特别累,尤其是右眼看东西很费力。2006年底才40多岁的曹喜滨教授做了白内障手术,但是由于工作需要,他还要继续不停地和各种材料、报告打交道,无法安心静养,用眼过度导致病情加重,现在视力又开始模糊了。 
    “有一次机场安全检查时,我跟在王老师后面,他大包小包拿出的都是药,看着就让人觉得心酸。”卫星所老师介绍说,副总指挥王本利在小卫星队伍里年龄最大,身体也一直不太好,可每次评审会、测试、对接、出差几乎都能看到他的身影。今年6月“试验卫星三号”小卫星由哈尔滨转到上海之后,“热真空试验”一做就是十多天,王本利一直坚持着跟了下来,7月18日回到哈尔滨终于支撑不住了,一下飞机就直接去了医院。随试验队来到酒泉卫星发射中心之后,王本利教授身体尚未完全康复,不得不在东风航天城接受针灸治疗,后来由于工作任务紧,不方便就医而停止了针灸治疗。 
    负责星务管理分系统、测控分系统的徐国栋副总师是所里的“智多星”,思维敏锐,解决问题的能力非常强,“软”“硬”兼修,几乎是将星上电子系统印在脑子里,对测试的方法和手段都很清楚,经常是能够根据异常现象分析出问题的所在,丝毫不差。有一次小卫星出现一个故障,合作的单位认为是继电器出了问题干扰所致,徐国栋分析定位之后,认为继电器出现问题不会导致当前的现象,应该是程序编写的时候出了毛病。后来经过认真核实发现,果然是程序初始化时就有问题,待重新编写完程序之后,问题马上得到有效解决。 
    负责姿控分系统的张迎春副总师不仅去年孩子中考没顾得上管,就连今年3月,初样转正样评审的时候,父亲在南方出车祸住院,他也只去陪了两天,没等父亲康复,就赶着回来继续工作了。张迎春表示,所里的事情家里还是很支持的,只是“有时候也理解也不理解,理解是认为这是干事业,家人也觉得很好;不理解的是,怎么会这么忙、这么累啊!” 
    负责热控分系统、结构和机构分系统的孔宪仁教授说年轻的时候时间多,也爱玩,打球、游泳,各种体育项目差不多都能玩一玩。如今工作比较忙,不工作的时候就想休息一下,娱乐活动体育锻炼的机会很少。不仅如此,项目组的老师们说,今年孔老师女儿高考的时候,他正在实验室忙着做实验,根本无暇顾及。
    “试验卫星三号”做真空热实验的时候,需要连续12天24小时加电,负责卫星总体和电源分系统的林晓辉教授跟邢雷、李冬柏、陈健几个年轻人抢着值夜班。小卫星研制期间,有次因一个通信接口出现了点儿小故障,林晓辉教授顾不上休息,连着3天一直检测,直到问题排除。小卫星运到酒泉卫星发射中心后,供电导线每一部分都认真检查过了,林晓辉还是不放心,又领着811所的技术人员们把各部分电缆连接上细细检查。
    负责星上软件的耿云海教授在做“试验卫星一号”的时候是所里最年轻的成员,说起刚参加“试验卫星一号”的研制时,耿云海教授坦言,那个时候工作压力比较大,就怕万一出点什么事儿,真出了事之后马上要进行故障排除、测试、归零。“好在适应性比较强,虽然刚开始做的时候摸不着头绪,可时间长了慢慢明白后也就知道该怎么做了。”
    2006年正式留在卫星所参加工作的邢雷、李冬柏、陈健也跟着大家在默默无闻地工作,“说加班就加班,说出差就出差,今天回来明天有事就得走。”李冬柏10月2日刚举办完婚礼,10月3日就奔赴酒泉卫星发射中心承担自己的工作。儿子出生的时候,陈健却在上海出差,孩子满月那天他还是在上海。
    “我们只是做具体的活儿,累点儿也只是身体上的劳累,精神上的压力到不了我们这儿,曹老师他们则不然,总是有千丝万缕的事情等着他们去协调,技术上的、管理上的。”卫星所里的年轻人们坦言,有时候看着曹老师在很艰难的情况下依然保持乐观,想办法去前进,很有一种悲壮的感觉。我们觉得自己作为所里的人,有必要全力以赴为整个团队分忧解难。

后记

    “天下事有难易乎?为之,则难者亦易矣;不为,则易者亦难矣。”虽然优秀的大学集中了国家最先进的理论和最超前的想法。但是对于国家来说,高校能做什么?高校要做什么?毕竟不是随口说说就可以定下来的事情,必须要高校真刀真枪去实践,而这正是哈工大卫星所的实干家们所擅长的。
    “回首向来萧瑟处,也无风雨也无晴”,一路走来,卫星所的成员们胜不骄、败不馁,只是以一种平和的心态对待自己心中“平凡”的工作。有这样的团队,相信哈工大的小卫星事业将会更快、更稳地向前走,同时也将会对我国微小卫星技术的发展起到积极的推动作用。

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