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璀璨星空中的“北理工质量”

——成果丰硕的北京理工大学空间载荷研究

供稿: 党委宣传部 韩姗杉 编辑: 韩姗杉
(2017-09-05) 阅读次数:
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  “主动瞄准国家重大战略和国防重大战略需求,紧密围绕我国航天事业发展主题,潜心研究,重点攻关,大力推进航天领域科技工作”。2009年,学校党委在第十三次党代会上首次提出实施"6+1"发展战略,并将“强地、扬信、拓天”作为学科特色发展路径,经过多年的孕育,在这条“拓天”之路上,空间载荷研究硕果累累。

  载荷决定平台,载荷促进整星。在空间科技领域中,有效载荷作为航天系统中能直接实现某种特定任务的仪器、设备、人员、试验生物及试件等,是航天器在轨发挥最终航天使命的最重要的一个分系统,决定着飞行器规模、轨道需求、所形成的能力,是空间科技领域的关键核心技术之一。《国家中长期科学和技术发展规划纲要》《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015—2025年)》《中国:至2050年空间科技发展路线图》等都对空间有效载荷等技术给出了规划和需求。

  浩瀚天际,广袤无垠,北京理工大学着力在“拓天”中加强顶层设计和谋篇布局,依托传统优势学科,大力发展新兴交叉学科,注重理工融合,推动空间有效载荷技术的创新与发展,形成了一批高水平的空间有效载荷研究成果,更加可贵的是,这些成果大都经过了实际在轨运行的严苛考验,在璀璨星空中,一份份坚实的“北理工质量”,印证了我校在空间载荷科学研究领域中的研究优势和技术水平。

吴嗣亮教授团队荣获国家技术发明奖一等奖

  高起点,用传统优势剑指太空

  作为中国共产党创建的第一所理工科大学和新中国第一所国防工业院校,北京理工大学始终将服务国家、复兴民族作为不变的追求和使命,为国防科技研究做出了大量的贡献,也形成了自身在多领域的研究优势。

  在参与中国航天事业中,如何发挥既有优势,推动其参与到空间载荷等领域的研究中,始终是学校战略发展的重点。在正确的战略谋划下,经过多年持之以恒的推动,可以说优势学科已经成为学校空间载荷研究中的骨干力量,成绩显著。

  北京时间2016年10月19日凌晨3点31分,神舟十一号飞船与天宫二号成功实施自动交会对接,标志着北理工研制的交会对接雷达圆满完成任务。从“神八”开始的“天神”对接,直至“天舟”三吻“天宫”,北理工空间交会对接微波雷达发射装置和微波雷达接收装置,已经成为中国航天器交会对接的“标配”。

  为中国航天器太空对接研制的功能性载荷,正是北理工充分发挥在信息科学领域优势而研制的空间载荷。近年来,第一部星载空间目标测量雷达、第一部星载威胁告警雷达、第一颗天基SAR雷达快视图像、第一幅在轨可见光实时处理图像、首个遥感卫星星上实时处理设备、首台和目前唯一在轨的5通道非相干扩频测控应答机等一大批“中国第一”不断在空间载荷领域涌现,也充分说明了学校推动优势学科面向空间载荷研究的战略谋划取得了成效。

  “北理工多年来形成的科学研究优势,就是要应用于服务国家的重大战略需求,面向航天,在空间载荷研究领域写下新的篇章,不仅有利于新成果探索,还积极拓展了学科的发展空间。”毛二可院士如是说。固守不是优势,发展才是保持优势的关键,抓住空间载荷研究的新领域,不断拓向太空,将通信、雷达、光学等传统优势学科延展到空间载荷研究中,北理工剑指太空。

  重基础,理论研究孕育优质载荷

  开展空间载荷研究,将先进的技术汇聚成一个个飞入太空的载荷装置,这其中需要要凭借先进的工程技术能力,解决大量的实际问题,克服诸多意想不到的现实困难。但是,空间载荷研究绝不仅仅是“就事论事”的工程应用,要形成高水平、高价值的空间载荷成果,解决航天领域中实际需求和重大问题,必须要注重基础研究和理论研究。

  基础愈深,大厦愈高,北理工是这样想的,也是这样做的。在空间载荷研究中,学校始终将解决问题作为研究方向最好的指挥棒,有针对性地加强引导,集中力量对重大工程的关键技术问题进行攻关。

  在北京理工大学宇航学院,有这样一项被誉为“天网”的研究项目,从电脑演示图像来看,“别致”的造型,规模不小,一根根连杆形成好似钢架结构的大网,而这张巨大的网,却又能自如屈伸。这张“天网”叫做缩比天线反射器,是由北理工胡海岩院士团队和航天504研究所联合开展的研究。

天线反射器地面实验平台(400平米)

  “天网”项目酝酿之初,学校充分聚焦大型结构在太空展开并长期服役的关键技术问题,发挥学校在力学研究方面的基础研究优势,集中力量,攻坚克难。在学校的整体谋划下,依托我校力学学科,在2012年就获得了我国航天器力学领域第一个国家自然科学基金重大项目及相关的国家自然科学基金创新研究群体。在项目的支持下,所开展的大型空间结构展开动力学建模与分析等研究迅速提升了我国新型航天器和未来航天器的结构设计水平,解决了航天工程中若干重要技术难题,在国内外学术界产生了重要影响。

  目前,北理工已经研制成功拥有了自主知识产权的大型空间结构展开动力学仿真软件和地面模拟实验系统,为我国大型星载天线设计提供了最为关键的动力学展开数值模拟和地面实验模拟手段,并获批国家自然科学基金重大项目。2015 年9 月,我国首颗携带15.6m 口径环形桁架天线的通信技术试验卫星一号发射入轨,天线成功展开并工作状态良好,成为我国空间结构技术发展的一个新里程碑。

  北理工在发展战略中明确提出“以突出基础研究为重点、高水平科技成果为标志、引领国防科技发展为方向”的科技工作基本思路。通过对基础研究的创新突破,从本质上提升学校的科研实力,带动人才培养。面对空间载荷研究,夯实基础,实现服务国家重大战略和学校发展的“双赢”。

  谋创新,交叉融合拓展宇宙深蓝

  开展宇宙的探索,面向充满无限未知的空间,其本质就是一条人类的探索创新之路。着力空间载荷研究,必须坚持创新驱动发展,在近年来的工作实践中,北理工逐渐找到了自己的良性循环模式,即以空间载荷研究为牵引,大力推动学科交叉融合,以新兴交叉学科发展的蓬勃动力,推动空间载荷领域的创新发展。

中国首个登上国际空间站的生命科学实验载荷

  2017年6月4日,一只来自北京理工大学的绿匣子,搭乘备受瞩目的美国太空探索技术公司的可回收式火箭“猎鹰9号”飞向太空,通过“龙”货运飞船登入国际空间站,这只中国绿匣子的太空之旅可谓不同凡响,不仅成为首个登入国际空间站的中国空间科学项目,还标志着中美空间科学合作取得了“零”的突破。这个由北京理工大学生命学院邓玉林教授团队独立设计的空间科学载荷,旨在研究空间辐射及微重力环境对抗体编码基因的突变影响。登陆太空,对这个团队而言已经并不陌生,早在2011年起该团队的空间生命科学载荷就搭乘“神舟八号”首飞太空,之后又陆续实现了“长征七号”和“天舟一号”载荷搭载。空间载荷成果的一次次遨游太空,也给了创新研究最好的发展驱动,可以说在世界空间生命科学研究领域中,北理工已经打下了一个坚实支点,正不断向着世界最先进的水平冲击。

中国首套登陆太空的VR(虚拟现实)设备

  北理工空间生命科学载荷能“一飞冲天”,得益于学校将理工融合发展落在了实处。学科的深度交叉融合,释放出了惊人的创新力,并在空间载荷研究领域得到了充分的释放,这样的成果并不是个例,伴随中国航天员完成了历时33天的“太空之旅”,中国第一副闯入太空的VR眼镜,也是北理工瞄准空间载荷研究,发挥学科交叉融合创新的例证。

  依托中国航天事业良好的发展前景,学校整体布局,深入推动信息、机械、控制、光电和生命等学科交叉融合,并成为北理工空间载荷研究创新发展的不竭动力。

  拓天之路,志上九天揽月,愿赴星辰大海。2017年9月,北理工空间载荷研究院正式成立,这一跨学院、跨学科的科研平台,将进一步统合科研力量,加强空间载荷技术的理论基础和关键技术攻关,聚焦研发具有北理特色的载荷及应用,促进学校空间载荷资源的整合与共同发展,同时通过与国内外“政、产、学、研、用”空间科学技术各领域的合作,进一步提升学校在我国空间科技发展中的研究地位。

  并拢五指,聚力于拳,空间载荷研究院的成立必将成为带动我校学科发展,实现服务国家重大战略需求,建设中国特色世界一流理工大学的又一有力之举。


(审核:安建平、包丽颖)

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