科研女神姚蕊:“中国天眼”守舱人
张东亮
1984年,姚蕊出生在北京一个工程师家庭,在父母的熏陶之下,这位品学兼优的女孩后来选择了与机械工程打交道。
于是短短几年时间,“学霸"姚蕊就在工学道路上从女学士蜕变成了女硕士,身影从北航辗转到了清华园。
2010年,26岁的姚蕊硕士刚毕业,有幸加人了偶像南仁东的“中国天眼"科研团队。两年后,姚蕊被任命为FAST馈源舱的负责人,当时她只有28岁。馈源舱是“中国天眼"的最核心部件之一。馈源是指望远镜用来接收字宙信号的装置系统,馈源舱就用于安放这个系统。
从此,姚蕊每天早上5点背起电脑包出门,7点从北京西站坐上前往石家庄的火车,来到“中国天眼”馈源舱的科研中心——位于石家庄 市的中国电子科技集团公司第五十四所,开学术会议,做科研设计等;晚上9点回到北京的家,参照白天的会议记录列出修改清单......
为保证安全性,按照设计规划,馈源舱限重为30吨。但技术人员发现,他们研发出的馈源舱重量达到了34吨!于是,姚蕊的首要任务,就是带队给馈源舱“减肥”。馈源舱哪里的“赘肉"最多呢?姚蕊及其团队首先把
目光投向了馈源舱的主体框架,经过一次次深夜会议的集思广益,以及反复的模拟实验,他们最终把其从“正圆形”变成了“近似三角形”,一下减重几千斤!
成功率领团队成员打赢攻坚战的姚蕊,还没来得及高兴几天,却又遇到了一个棘手的难题。原本计划在“中国天眼"内放置9个不同类型的馈源装置,但随着馈源技术的进一步发展,2014年初FAST项目组决定与美国合作,建设一台超宽带馈源接收机,也一并放入馈源舱。该馈源接收机性能先进,可代替原来的3个馈源装置。
虽然总体上馈源装置的数量减少了,但问题也随之而来一这位“新房客”的尺寸太大了,占了馈源舱内近一半的使用面积。“它一来,剩下6个馈源装置根本无法全部塞进去了。”姚蕊说。
FAST所有子系统必须在2016年9月25日前完成调试,而在此之前,还要预留出大量的设备生产和打磨时间。眼看时间一天天过去,科研人员们心急如焚。姚蕊冥思苦想数日,最终拿出了让设备分组运行的方案!
事实上,“天眼"每次观测宇宙星空时,通常情况下只会用到其中一个馈源装置,其他馈源装置在此期间是不工作的。那为何不把闲置的馈源装置“请"出馈源舱呢?探测时使用哪一个,就将它装进馈源舱里,这样就解决了“放不下”的问题了吗!
小意姚蕊为这个想法激动得彻夜未眠,次日天刚蒙蒙亮,她就急匆匆赶到研发中心,按照这一思路,和团队开始了新一轮的设计改造工作..... 年材在不久后的馈源舱详细设计评审会上,这一方案得到了专家组的认可!
就这样,“中国天眼”的馈源舱,开始依照姚蕊提出的新方案,进行研发打造,安装调试。
馈源舱是承载馈源的舱体,而馈源其实就是天线,它用来接收来自宇宙的无线电波。在“中国天眼”重达30吨的馈源舱内,拥有7套馈源。2016年7月3日11时46分,平塘500米口径大射电望远镜现场,最后一块反射面板成功到达预定位置,顺利完成安装。这标志着,世界最大的射电望远镜主体工程全面完工,“天锅”已经成型!
在“中国天眼”安装工程现场,姚蕊亲自带领团队成员,钻到望远镜的底部,对馈源舱内的设备进行精心调试。
此后几天内,姚蕊等人在完成馈源舱系统初步调试后,又展开了升舱调试,也就是跟着“索驱动机器人”一起进行整体联合调试,结果,这只巨大的“中国天眼"运营十分正常!
据姚蕊介绍,构成整个“天锅”的反射单元面板一共有4450块,虽然都是铝合金材质,但每块的重量高达八九百斤,面积超过50平方米。
2017年12月,馈源舱验收工作圆满完成,FAST正式睁开了它探索宇宙的大眼睛....
随后,它被美国的权威科学杂志评选为“本世纪全球最大最灵敏的单口径射电望远镜",就凭这一成就,能让中国的天文科研水平持续领先世界20年!
如今,已经博士毕业的姚蕊,仍是这口“天锅"的“眼瞳”守护人,中国天眼的正常动行,始终离不开她和团队在背后默默的技术支持。
2019年1月21日,作为馈源舱控制技术领域的代表人物,姚蕊人选《麻省理工科技评论》年度“35位35岁以下科技创新青年”名单!
摘自《辽宁青年》201911
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