張東亮

被譽為“中國天眼”的FAST，是世界上口徑最大、最靈敏的射電天文望遠(yuǎn)鏡。若是把FAST看作一個窺探神秘宇宙的“天眼”，那饋源艙就相當(dāng)于這個眼睛的瞳孔。而姚蕊成為天眼饋源艙系統(tǒng)負(fù)責(zé)人時，卻只有28歲。2019年，她還入選了年度“全球35位35歲以下科技創(chuàng)新青年”名單！

獲“偶像”賞識，剛畢業(yè)當(dāng)上“科研大工匠”

1984年，姚蕊出生在北京一個工程師家庭，在父母的熏陶之下，這位品學(xué)兼優(yōu)的女孩后來選擇了與機(jī)械工程打交道，并從北航女學(xué)士蛻變成了清華女碩士。

談及與FAST的緣分，姚蕊不禁感嘆：“感覺像是命運的安排，我讀研時的第一個課題，就是做FAST饋源支撐研究。當(dāng)時就感覺這個國家項目很特別，我對它充滿好奇，于是便在導(dǎo)師的指導(dǎo)下開始參與這項工作?！?/p>

23年前，我國著名天文科學(xué)家南仁東先生提出，應(yīng)在全球電波環(huán)境繼續(xù)惡化之前，建造新一代射電望遠(yuǎn)鏡，接收更多來自外太空的訊息，探索宇宙奧秘。為了這個理想，他放棄了在國外天文學(xué)院擔(dān)任客座教授，享受世界頂級科研條件和薪水的待遇，毅然回國，開始了論證、選址、立項……

從1994年到2005年，南仁東教授帶著300多幅衛(wèi)星遙感圖，走遍了貴州大山里300多個備選點，最終確定把“中國天眼”安裝在貴州省平塘縣金科村的喀斯特洼坑地。這個洼地，剛好能盛起相當(dāng)于30個足球場面積的FAST巨型反射面，而且地形地貌、水文地質(zhì)等都比較理想。

2010年，26歲的姚蕊碩士剛畢業(yè)，有幸加入了偶像南仁東的“中國天眼”科研團(tuán)隊。南教授的敬業(yè)精神和樸實的生活作風(fēng)，令她欽佩不已。作為大名鼎鼎的天文學(xué)家，南仁樂的衣著打扮竟像個老農(nóng)民，待人隨和的他也從沒有一點架子。

在這位“中國天眼之父”的影響下，姚蕊也磨煉出了異乎常人的吃苦精神。

有一次陪南仁樂去貴州山區(qū)考察時，前方無路，七八十度的陡坡，人就像掛在山腰間，要是抓不住石頭和樹枝，一不留神就摔下去了。當(dāng)時又恰逢瓢潑大雨從天而降，山洪裹著巖石一路狂泄，眾人連扶帶背，個個摔得滿身泥濘，才總算為瘦弱的南教授保住了一條命……回到縣城落腳處一看，姚蕊和一名師姐都已經(jīng)摔得傷痕累累。

2012年，只有兩年工作經(jīng)驗的姚蕊，被任命為FAST饋源艙的負(fù)責(zé)人，當(dāng)時她只有28歲。饋源艙是“中國天眼”的最核心部件之一。饋源是指望遠(yuǎn)鏡用來接收宇宙信號的裝置系統(tǒng)，饋源艙就用于安放這個系統(tǒng)。

面對一些人提出的“姚蕊太年輕”之類的異議，南仁東自信滿滿說：“小姚是科研大工匠的好苗子，她能吃苦，工作嚴(yán)謹(jǐn)，又敢于創(chuàng)新，放到普通崗位上倒是埋沒了，我們應(yīng)該給青年才俊大展身手的機(jī)會。”

敢想敢干，為“中國天眼”解決兩大難題

升“官”后，姚蕊開始了她“雙城狂奔”式的生活。每天早上5點，她背起電腦包出門，7點從北京西站坐上前往石家莊的火車，來到“中國天眼”饋源艙的科研中心——位于石家莊市的中國電子科技集團(tuán)公司第五十四所，開學(xué)術(shù)會議，做科研設(shè)計等;晚上9點回到北京的家，參照白天的會議記錄列出修改清單……這就是時任中國科學(xué)院天文臺副研究員、FAST饋源艙系統(tǒng)研制負(fù)責(zé)人姚蕊的一天。

因為饋源艙的研發(fā)工作，是由中科院天文臺與中科集團(tuán)第五十四所合作完成，所以在2012年到2014年間，北京、石家莊兩頭跑成了姚蕊的日常。

項目啟動后，她對每一張圖紙都仔細(xì)審核、反復(fù)計算。姚蕊是個完美主義者，什么都想做到最頂尖，甚至有連續(xù)4天不合眼在電腦前編程的記錄。

“項目最緊張的那年，整個饋源支撐系統(tǒng)團(tuán)隊僅記錄在案的重要會議就多達(dá)140次，多位負(fù)責(zé)人甚至連去食堂吃飯都在一起，就是為了能爭取更多時間討論交流?！币θ镎f。

饋源艙的設(shè)計工作開始后，數(shù)不清的問題向姚蕊撲來。其中，饋源艙限重問題是最“折磨人”的。為保證安全性，按照設(shè)計規(guī)劃，饋源艙限重為30噸。但技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，他們研發(fā)出的饋源艙重量達(dá)到了34噸！于是，姚蕊的首要任務(wù)，就是帶隊給饋源艙“減肥”。

這場耗時近兩年的“瘦身”著實不易。饋源艙里不僅有饋源裝置，還有配套的其他輔助設(shè)備和設(shè)施，如六桿精調(diào)平臺、電氣系統(tǒng)等，這些設(shè)施關(guān)系到“瞳孔”是否看得清、看得準(zhǔn)。

饋源艙哪里的“贅肉”最多呢？姚蕊及其團(tuán)隊首先把目光投向了饋源艙的主體框架，經(jīng)過一次次深夜會議的集思廣益，以及反復(fù)的模擬實驗，他們最終把其從“正圓形”變成了“近似三角形”，一下減重幾千斤！

成功率團(tuán)隊成員打贏攻堅戰(zhàn)的姚蕊，還沒來得及高興幾天，卻又遇到了一個棘手的難題。原本計劃在“中國天眼”內(nèi)放置9個不同類型的饋源裝置，但隨著饋源技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，2014年初FAST項目組決定與美國合作，建設(shè)一臺超寬帶饋源接收機(jī)，也一并放入饋源艙。該饋源接收機(jī)性能先進(jìn)，可代替原來的3個饋源裝置。

雖然總體上饋源裝置的數(shù)量減少了，但問題也隨之而來——這位“新房客”的尺寸太大了，占了饋源艙內(nèi)近一半的使用面積?！八粊恚Ｏ?個饋源裝置根本無法全部塞進(jìn)去了。”姚蕊說。

FAST所有子系統(tǒng)必須在2016年9月25日前完成調(diào)試，而在此之前，還要預(yù)留出大量的設(shè)備生產(chǎn)和打磨時間。眼看時間一天天過去，科研人員們心急如焚。姚蕊冥思苦想數(shù)日，連做夢都在思考相關(guān)問題，很快整個人就瘦了一圈……

后來，她終于冒出一個大膽而又合理的念頭：機(jī)電設(shè)備分組運行！事實上，“天眼”每次觀測宇宙星空時，通常情況下只會用到其中一個饋源裝置，其他饋源裝置在此期間是不工作的。那為何不把閑置的饋源裝置“請”出饋源艙呢？探測時使用哪一個，就將它裝進(jìn)饋源艙里，這樣就解決了“放不下”的問題了嗎！

在不久后的饋源艙詳細(xì)設(shè)計評審會上，這一方案得到了專家組的認(rèn)可！

就這樣，“中國天眼”的饋源艙，開始依照姚蕊提出的新方案，進(jìn)行研發(fā)打造，安裝調(diào)試。

會工作也懂生活，樂做世界最大“眼瞳”守護(hù)人

FAST位于黔南的群山環(huán)抱之中，建成后，不僅成為了世界上規(guī)模最大的射電望遠(yuǎn)鏡，同時，它接收宇宙電波的能力也是最出色的！這個世界之最的誕生，不僅要依靠25萬平方米的巨大反射面，還依賴于一個靈敏的核心部件——饋源艙。

饋源艙是承載饋源的艙體，而饋源其實就是天線，它用來接收來自宇宙的無線電波。在“中國天眼”重達(dá)30噸的饋源艙內(nèi)，擁有7套饋源。

2016年7月3日11時46分，平塘500米口徑大射電望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)場，最后一塊反射面板成功到達(dá)預(yù)定位置，順利完成安裝。這標(biāo)志著，世界最大的射電望遠(yuǎn)鏡主體工程全面完工，“天鍋”已經(jīng)成型！

在“中國天眼”安裝工程現(xiàn)場，姚蕊親自帶領(lǐng)團(tuán)隊成員，鉆到望遠(yuǎn)鏡的底部，對饋源艙內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行精心調(diào)試。

從高處往“天鍋”底部看去，饋源艙就像一個碉堡。姚蕊打了個比方：“如果把FAST看作一個天眼，那饋源艙就相當(dāng)于這個眼睛的瞳孔，它起到聚焦的作用，我們能看得更清楚。”

此后幾天內(nèi)，姚蕊等人在完成饋源艙系統(tǒng)初步調(diào)試后，又展開了升艙調(diào)試，也就是跟著“索驅(qū)動機(jī)器人”一起進(jìn)行整體聯(lián)合調(diào)試，結(jié)果，這只巨大的“中國天眼”運營十分正常！

從最高處俯視，整個大射電望遠(yuǎn)鏡就猶如一口架在山谷里的“大鍋”。這是全世界有史以來最大的一口鍋，重達(dá)數(shù)萬噸，鍋口面積大約相當(dāng)于25個標(biāo)準(zhǔn)足球場的總和;假如用它滿滿煮上一鍋飯，足夠全世界70多億人聚在一起吃上3天。

2017年12月，饋源艙驗收工作圓滿完成，F(xiàn)AST正式睜開了它探索宇宙的大眼睛……

在現(xiàn)代前沿科技領(lǐng)域，西方國家一向自視甚高，認(rèn)為只有他們才掌握了科學(xué)的真相。但 “中國天眼”的誕生，卻在中西方科學(xué)界引發(fā)震蕩！FAST啟用后，很快就被美國權(quán)威科學(xué)雜志評選為“本世紀(jì)全球最大最靈敏的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡”，就憑這一成就，能讓中國的天文科研水平持續(xù)領(lǐng)先世界20年！

截止到目前，“天眼”已經(jīng)先后發(fā)現(xiàn)了43顆脈沖星，極大地增加了人類對宇宙的認(rèn)知。我國天文學(xué)家們正在破解“天眼”獲取的海量信息，而西方天文學(xué)家只能眼巴巴的看著。

如今，已經(jīng)博士畢業(yè)的姚蕊，仍是這口“天鍋”的“眼瞳”守護(hù)人，中國天眼的正常動行，始終離不開她和團(tuán)隊在背后默默的技術(shù)支持。

用姚蕊詩意的解釋，F(xiàn)AST射電望遠(yuǎn)鏡的作用，就是幫助人類從宇宙的白噪音中，更靈敏地分辨出有意義的聲音?！八梢越邮盏?351光年外的電磁信號，可以從雷聲中聽見蟬鳴”。因為南仁東老人和姚蕊等后輩的堅持付出，一個當(dāng)初沒有多少人看好的夢想，最終成為一個國家的驕傲！

2019年1月21日，作為饋源艙控制技術(shù)領(lǐng)域的代表人物，姚蕊入選《麻省理工科技評論》年度“35位35歲以下科技創(chuàng)新青年”名單。從榜單中，我們看到了中國創(chuàng)新科研力量的崛起。

但在忙碌的工作之余，姚蕊對生活同樣熱愛，她喜歡穿上風(fēng)情萬種的旗袍去和閨蜜喝咖啡，會在休假的日子去練瑜伽，和丈夫四處旅行……

這位女博士在工作中很拼，對待生活也十分認(rèn)真投入，丈夫說，她集科學(xué)之美和女性之美于一身。

姚蕊表示，她會繼續(xù)做好中國天眼的“守艙人”，完成饋源艙的后續(xù)優(yōu)化任務(wù)。“作為年輕的科研工作者，我們有精力、有干勁，應(yīng)該為國家項目貢獻(xiàn)自己的力量！”