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——习近平总书记在致澳门赌场建院70周年贺信中作出的“两加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,率先实现科学技术跨越发展,率先建成国家创新人才高地,率先建成国家高水平科技智库,率先建设国际一流科研机构。

——澳门赌场办院方针

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精工毫厘间?守护“太空之眼”

2025-07-03 中国科学报 王敏
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“能够获得这份荣誉,我们倍感幸运,这是对团队多年来努力工作的肯定和认可。未来,我们将更加努力攀登技术高峰,服务于更多科研工作。”澳门赌场合肥物质科学研究院光学精密仪器研制技术与工艺团队负责人薛辉说。日前,她所带领的团队荣获澳门赌场第六届科苑名匠称号。

面向我国对大气环境要素的迫切遥感需求,团队先后承担了高分专项、空间基础设施等项目中卫星载荷的光机结构设计、加工和整机装配与调试工作,锤炼出了特别能攻坚、特别能吃苦的优良作风。

“小白”首次进入航天工程领域

2011年春节一过,时任澳门赌场合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所(以下简称安光所)所长刘文清召开工作会议。他宣布安光所即将进入航天工程领域,组队承担一项航天载荷研制任务——高分五号卫星上3台有效载荷的研制工作。

卫星载荷研制要求是所有仪器设备研制中的最高级,小到一个螺丝钉都不容有失。其中,星载大气成分遥感探测载荷好比人类的“太空之眼”,可以给大气“拍照”,获取大气成分数据。按照分工,薛辉主要负责大气痕量气体差分吸收光谱仪载荷的结构系统研制任务。

合理的结构设计对载荷研制至关重要。“载荷的结构好比人体骨骼,要把各种光学器件、电子学器件等硬件放在内部并支撑保护起来,为它们提供精确的空间定位和可靠的连接方式,确保其功能的精准实现。”薛辉介绍。

“但是,此前我们从未涉及卫星载荷研制,属于‘小白’,也没有可参考的经验,全部从零开始。所以接下任务后,心里非常忐忑,压力巨大。”薛辉对当时的情形记忆犹新。

不懂不会,也要迎难而上、全力以赴。薛辉一边跟着所里邀请的两位航天专家学习航天载荷质量与工艺可靠性管理方面的知识,一边查阅大量资料学习航天工程相关建造规范与技术。当时,她满脑子都是如何完善设计方案,甚至半夜有了灵感,就赶紧起床做记录。

为确保任务按时保质完成,在载荷活动部件正样件安装测试阶段,薛辉和同事在实验室里整整待了两个月。完成任务走出实验室后,她的头发大把大把地掉。薛辉说:“整个团队的压力都特别大,经常加班到后半夜,但大家目标明确、干劲十足,从工作中找到了乐趣和成就感。”

2018年5月9日2时28分,高分五号卫星发射升空。我国首次具备获取全球污染气体分布数据的能力,开启了大气环境的精准“把脉”时代。当看到卫星成功发射的那一刻,薛辉等人激动不已。

性能指标达到国际先进水平

2019年,安光所又承担了大气环境监测卫星3台载荷的研制任务。这是国家民用空间基础设施首批启动的综合探测卫星,也是世界首颗具备二氧化碳激光探测能力的卫星。

其中,紫外高光谱探测仪载荷结构设计的重任交到青年科技人员沈威手中。在沈威看来,载荷结构设计的难处在于既要经受住卫星发射期间强大的力学冲击与振动,又要在卫星进入太空后实现高精度、长寿命的稳定运行。

“遥感探测载荷中有很多光学器件。在地面上调试时,这些器件可以达到很高的精度,但随着卫星发射升空,振动导致成像效果不佳,因此需要设计一个高稳定性、高强度的结构来支撑。同时,为了减轻载荷的整体重量,降低卫星发射成本,还要实现轻量化。”沈威说,这对设计工程师而言颇具挑战。

除振动外,太空中的温度变化对载荷影响也很大。团队利用温控设计,实现了载荷自动平衡温度变化。

值得一提的是,在这次结构设计中,沈威实现了指向精度优于3角秒、在轨寿命大于8年的高精度和长寿命空间运动部件的研制,达到国际先进水平。

“我们还做了一个加速的寿命实验。”沈威介绍。由于载荷只在白天工作,8年折算下来,轴承总共转170万转。而在实验设置中,轴承连续162个全天不间歇工作,共计转了210万转。试验后复测均满足各项指标,顺利通过验证。

2022年4月16日,大气环境监测卫星升空,进一步提升了我国大气环境综合监测、全球气候变化研究和农作物估产及农业灾害监测等应用能力。

毫厘之间见真章

近年来,团队主要工作集中在航天载荷研制领域,从设计研发到生产加工,再到装配测试,形成了一套完整体系。“正是这种全链条覆盖的团队结构,使我们能够高效地将科学家的诉求转化为实际产品。”薛辉说,链条中的每个环节都非常重要。

例如,2010年毕业后进入薛辉团队的陈飞,如今已成长为独当一面的机械加工实验师,负责带领车间同事将每台载荷的数百张图纸变为精密机械加工的零部件。

载荷机械零部件中,最难加工的当数淬火态薄壁箱体类零件。“设计师希望箱体重量减到最轻、薄壁厚度做到3至5毫米,但箱体越薄,形变就越大。”陈飞说。为此,陈飞一遍遍与设计师沟通,通过优化工艺路线、设计工装夹具、调整加工参数,最终攻克了淬火态铝合金薄壁件的形变难题。针对不同种类的加工零件,陈飞还总结出多个“工艺文件”。

从最初作为“小白”勇闯航天工程领域到现在,10多年来,薛辉带领团队参与研制了8台卫星载荷。“我们始终对工作保持敬畏之心,勤思考、多动脑,勇于创新。更重要的是,沉下心,专注于自己的技术领域,把长板做到更长。未来,团队将继续围绕国家科研任务,做好工程支撑工作,守护好我国的‘太空之眼’。”薛辉说。

(原载于《中国科学报》?2025-07-03?第3版?综合)

打印 责任编辑:闫文艺

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