王麗
“神十二”航天員出艙作業(yè)時,空間站核心艙機械臂猶如一只有力的巨“手”,首次托舉劉伯明到指定位置,圓滿完成出艙操作任務。它靈巧的大范圍轉移,令網友紛紛驚呼,“簡直成精了!”“像在看真實的科幻大片,這不會是電影特效吧?”很多人還不知道,在地面上遙控操作它的,是一位80后女博士謝圓。幾年前嫦娥三號探月時,她還承擔了探測器飛行控制及月面遙操作控制的任務??釔畚膶W,勵志當作家的她,是如何成為科技先鋒的?生活中的她又有著怎樣的故事?
謝圓1983年出生于湖南省衡陽市,父母都是普通職工。她從小學、中學到高中,一直都是大家口中“別人家的孩子”。
2001年參加高考時,理科成績非常出眾的謝圓聽從父親的建議,報考了中國科技大學信息科學技術學院自動化系,并順利被錄取。憑借優(yōu)異的成績,她還有幸成為該校第一批直接招收的國防生。
進入中國科技大學,面對來自全國各地的理科高手,平時愛學習和鉆研的謝圓,依然出類拔萃。她說,興趣是最好的老師。她很喜歡嘗試一些新鮮事物,興趣愛好非常廣泛。在大學里,性格開朗的謝圓,先后加入了辯論社、合唱團、科考社等多個社團。由于酷愛文學,謝圓還曾夢想成為像冰心、張愛玲那樣的著名作家。
4年后,謝圓本科畢業(yè)時,已確定保送本校繼續(xù)讀研深造,恰好那一年北京航天飛行控制中心原總工程師——周建亮研究員,到中科大任兼職博導并擔任面試評委。他向謝圓描繪了中心以往完成的任務,言談之間豪情滿溢。這位科技先驅的一番話,讓謝圓不由得熱血沸騰,心生向往。
一想到能夠將自己今后的研究方向與國家的航天工程結合起來,謝圓便毫不猶豫地選擇周建亮為研究生導師,并確定把嫦娥三號月球車遙操作技術作為研究方向。同時,她還師從中科大王永教授,成為他們聯合培養(yǎng)的第一名博士生。
2011年取得博士學位后,謝圓進入了頗具神秘色彩的北京航天飛行控制中心工作。它成立于1996年,這里是中國載人航天任務的指揮調度、飛行控制、數據處理和信息交換中心,是中國載人航天的“神經中樞”,也是中國深空探測工程的飛行控制中心,承擔繞月探測衛(wèi)星飛行控制和長期管理任務。
走進這里,謝圓非常激動。她知道,測控通信系統(tǒng)是載人航天工程七大系統(tǒng)之一,飛控中心是測控系統(tǒng)的“神經中樞”。從神舟一號到神舟十二號,北京飛控中心的飛控成功率為百分之百?!氨本╋w控”的員工,都是專業(yè)技術頂尖的科技精英。能到這里工作,謝圓頗感自豪。
從組建嫦娥三號任務團隊開始,謝圓就一直參與其中,其實讀博期間她研究的也是與其相關的課題。2011年5月,她的博士論文《月球車遙操作中的任務規(guī)劃技術研究》順利通過答辯,而且一鳴驚人。該論文總結了我國在月球車遙操作方面的研究成果,涉及環(huán)境建模、路徑規(guī)劃、任務規(guī)劃、彈性計劃等方面的內容。
當時,相關的國外文獻資源缺乏,國內還沒有此類研究成果,謝圓的研究成果意義重大。這位嶄露頭角的80后女博士,理所當然地被推到了臺前,擔任嫦娥三號月面遙操作控制執(zhí)行團隊的技術負責人。
2013年12月14日,嫦娥三號成功落月,標志著中國成為繼美、俄之后,全球第三個實現月球軟著陸的國家。而落月的技術方案正是以謝圓的這篇論文為基礎。唯一讓謝圓感到遺憾的是,由于嫦娥三號計劃發(fā)射期從4月推遲到12月,剛好碰上她的第一個孩子出生,她沒能坐在飛控大廳見證嫦娥三號的發(fā)射。
從第一次參加任務以來,謝圓先后在北京飛控中心的上行控制、數據處理、國際聯網、遙控操作等不同崗位工作過。對于航天器的飛行,積累了豐富的地面遙控經驗。
在旁人看來,搞科學研究是艱深的、枯燥乏味的,但謝圓卻不這么認為。她說,做自己喜歡的事,再枯燥都會覺得很有趣。好在2012年,她與同為科技工作者的丈夫結婚了。有了自己的家庭后,丈夫對她非常體貼照顧,謝圓單調的科研生活,又平添了幾分生動的色彩。
2016年6月,我國發(fā)射長征七號運載火箭,謝圓負責遙測工作。在現場,她右手操作鼠標,左手輕柔撫摸著再次隆起的腹部,當時她已經懷孕5個月。由于平時的工作非常緊張,加班熬夜更是家常便飯,謝圓說,他們圈子里有個說法叫“脈沖式睡眠”,就是利用一切碎片時間睡覺。她經常沾床就能睡著,半個小時也能睡一覺。難得空閑的時間里,為保證最佳狀態(tài),她喜歡和同事一起散散步曬曬太陽。謝圓帶著腹中寶寶參與發(fā)射長征七號運載火箭任務,被同事們贊為“最強胎教”。
幸福的一家四口
其實在謝圓看來,這根本不值得大驚小怪,她說在北京飛控中心,這是很正常的事情,她工作的團隊中女性很多,大家都是這樣過來的?!白鳛橐幻w控工程師,我的夢想是我國的飛控手段越來越先進和自動化,能用更少的人管理好更多的飛行器。”
這些年,謝圓先后參加了我國嫦娥系列深空探測任務、神舟系列載人航天任務、天宮系列空間站等任務的地面飛控工作。但讓她感到壓力最大的,卻是負責遙控操作2021年神舟十二號飛船的機械臂。
內行都知道,大型航天器上的機械臂,有“宇宙級”科技神器之稱,它融合了機、電、熱、控制、光學等多個專業(yè),目前全球也只有美、俄等少數幾個國家能設計制造。機械臂就相當于空間站上一只力大無窮的巨“手”。航天員在太空中的很多重要作業(yè)活動,都離不開它的幫助。
2021年4月29日,中國空間站首個艙段——天和號核心艙發(fā)射入軌,緊接著就是進行各個系統(tǒng)的在軌測試。比如宇航員要完成對運輸系統(tǒng)的功能性驗證,空間站物質的補給驗證,還有長期太空飛行的各種技術穩(wěn)定性的驗證等。
這些驗證操作并不容易,來到太空中需要工具幫助宇航員們更好地完成任務,而這個工具,就是謝圓遙控操作的空間機械臂。
5月2日至5日,是謝圓和同事們在地面控制機械臂最緊張的時段,測試結果直接關系到后續(xù)機械臂支持的巡檢、出艙等工作是否能正常開展。
其實為了完成神舟十二號航天員出艙任務,謝圓和同事們此前已經備戰(zhàn)了大半年。提前一個月完成設計方案,開展多輪次桌面推演,檢查地面仿真系統(tǒng),完善各項監(jiān)控手段……那幾天,謝圓和伙伴們直接“釘”在了操作大廳,執(zhí)行5次爬行、2次在軌辯識和6次末端捕獲。終于,在大家的精心準備和嚴密監(jiān)控下,空間站機械臂通過了測試,正式“上崗”了。
7月4日和8月20日,3名航天員先后進行了兩次出艙活動,謝圓和伙伴們控制空間站機械臂,成功完成了空間站巡檢、支持航天員出艙等各項既定任務。
“這外面太漂亮了!”劉伯明出艙后情不自禁地為美麗的太空發(fā)出贊嘆。此時,坐在飛控大廳執(zhí)行出艙任務的謝圓,遙控著空間機械臂,感覺像在看一場無比真實的科幻電影。
“出艙活動的成功,是前期多項關鍵技術攻關的碩果,也離不開任務中天地各系統(tǒng)間的密切配合。”謝圓說,根據任務不同的需求,機械臂末端可以裝載不同的工具以完成不同的操作任務,相當于是空間站的一只手,可以延伸作業(yè)范圍。
謝圓的精準遙控,也使中國空間機械臂迅速引起國外的關注。
謝圓介紹說:“空間站核心艙機械臂,展開長度為10.2米,最多能承載25噸的重量。這也是我國首個可長期在太空軌道運行的機械臂,能真實模擬人手臂的靈活轉動,在前后左右的任何角度和部位抓取物體?!?/p>
因為靈活度很高,它甚至可以像蟲子那樣在天和號核心艙外“爬行”,外國網友稱它為“變形金剛”。也有人問:“它真的能像《太空部隊》中的機械臂那樣,捕獲敵方的衛(wèi)星嗎?真的有那么神奇嗎?”
謝圓解釋說,常見的空間機械臂分為艙內機械臂和艙外機械臂。而中國空間站上的這個機械臂,其實是一個有眼睛有手的“智能機器人”!很多人頗感好奇,這不就是兩根巨大的“筷子”嗎?哪兒來的眼睛和手呢?謝圓說,如果你這樣想,就是被機械臂“呆萌”的造型欺騙了,“眼睛”就是指它的視覺識別能力,“手”就是指它的操作能力。
她說:“機械臂可以借助空間站外的目標適配器,通過機械臂兩個末端的機構,像蚯蚓爬行一樣,抓住一邊,松開另一邊,實現機械臂在空間站上的爬行。它不僅具有高精度的操作能力和嗅覺,還擁有智能識別能力,可以自己完成數據分析,同時幫助宇航員完成出艙后的一系列工作?!?/p>
此外,機械臂還可以擔任“清潔工”的角色,收集太空中亂飛的各種金屬碎片等垃圾,當然也包括報廢的小衛(wèi)星,并將這些垃圾牽引到大氣層進行燃燒,從而消除事故隱患。
謝圓是“神十二”地面飛控總負責人,80后副總師,名副其實的科技先鋒,但閑暇時她喜歡做家務,尤其喜歡親自下廚房,為丈夫和孩子們做各種美食。朋友來家里小聚時,手腳麻利的她,常常是不一會兒的功夫就能弄出幾個色香味俱全的小炒來,讓大家頗感驚訝。這完全顛覆了普通人對科技工作者“不食人間煙火”的刻板印象。
巧合的是,她的兩個孩子,恰好都是在任務準備和實施階段出生的。
謝圓兩次懷孕,每次直到臨產都還在工作崗位上忙碌,連產檢都只能選擇在周末。女兒剛滿月,她就把孩子交給父母帶,自己卻心急火燎地回到工作崗位上。在謝圓心里,每個家庭都有自己的難處,遇到困難,家人可以同心協(xié)力來克服。
接到“神十二”的飛控任務后,為了準備用機械臂保障航天員的太空出艙作業(yè),謝圓和同事們晝夜奮戰(zhàn)。那段時間,她每天上午8點上班,下午6點回家照看孩子和處理家務,晚上9點等孩子睡著后,她再返回單位繼續(xù)加班,工作到凌晨3點左右,直接睡在辦公室,第二天早上6點半,再回家給孩子們做早飯。盡管很忙,但一切卻顯得井然有序。
除此之外,她還非常重視對兩個女兒的陪伴。比如平時只要一有空,謝圓就會和孩子們一起玩游戲、做手工、背古詩,帶著她們逛逛游樂場,或到郊區(qū)游玩一番,給她們講動植物的相關知識。夜里,只要不加班,她都會給孩子們講睡前故事。很多朋友都不禁感嘆:“謝圓把事業(yè)和家庭都安排得井井有條,真是太不容易了!”
有人向她請教其中的“秘籍”,謝圓說,首先要提高工作效率,把一項工作分成多部分或多層次,善于用碎片時間去分步驟完成,并勤于記錄;其次是專注于當下。她認為,對孩子的陪伴并不能單純看時長,不是時間越長效果就越好,而是要有質量地陪伴,全身心地投入。尤其父母對于工作的認真和負責,同樣可以為孩子樹立好的榜樣,通過自身給孩子傳遞優(yōu)秀的性格品質也很重要。
神舟十二號飛船發(fā)射那天,女兒的班主任給謝圓發(fā)來一段視頻。孩子在視頻里說:“雖然這段時間媽媽不能陪我們睡覺,總是要去辦公室加班,但我會安慰妹妹說媽媽是去為祖國的航天事業(yè)努力了。我們也要做好自己的事情,要乖乖的?!敝x圓看了視頻后覺得女兒特別懂事,心里有說不出的高興。
難怪領導表揚說,謝圓不僅是一位優(yōu)秀的青年科學家,有中國航天人的執(zhí)著和堅定,她更是一位好媽媽的典范!
責編/伊和和
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