“我們(men) 做空間激光器的都有點神經質,生怕出半點錯。”中國科學院上海光學精密機械研究所所長陳衛標研究員坦言,成功就是差“一點”失敗,因此要竭盡全力避免那“一點”。
在這位新近獲評“上海市科技精英”的科學家眼中,激光就像是“蒼穹一劍”。日前,解放日報·上觀新聞記者采訪了這位“鑄劍人”。
【為(wei) 了解決(jue) 一個(ge) 電容的問題,他們(men) 甚至跑到貴州】
陳衛標是一位先行者。
2003年當他提出想做空間激光器時,國內(nei) 尚無先例,有人建議不如直接從(cong) 國外購買(mai) 。盡管他對空間激光器的了解也都來自科學文獻,從(cong) 未動手做過,但他有一個(ge) 執著的想法——要有我們(men) 自己的空間激光器。
行星探測、軟著陸、交會(hui) 對接……這些都離不開空間激光測量;對於(yu) 地球大氣和海洋而言,星載激光遙感是高精度、垂直剖麵探測的唯一手段。因此,空間激光器成為(wei) 航天強國競相發展的高新技術。

陳衛標(右一)在機載校飛試驗現場
陳衛標至今都感到幸運,彼時,我國探月工程正在研究技術方案,空間激光器也被納入其中。沒有任何經驗可以借鑒,從(cong) 擰螺絲(si) 釘開始,陳衛標帶領團隊開始了攻關(guan) 。為(wei) 了解決(jue) 一個(ge) 電容的問題,他們(men) 甚至跟著歐陽自遠院士跑到貴州一家電容器廠。
嫦娥一號激光器需要在空間待一年,但前期在地麵真空實驗中一個(ge) 月就燒壞了,經過分析是真空汙染問題。由於(yu) 空間環境處於(yu) 失重狀態,即使是一丁點灰塵都會(hui) 漂浮在激光光路上。對於(yu) 這些灰塵似乎無計可施,有沒有可能從(cong) 源頭抑製灰塵產(chan) 生?有了這樣的創新思路,這一問題也就迎刃而解。
麵對國外的技術封鎖,陳衛標帶領團隊率先開展了我國空間激光器研究。他們(men) 突破多個(ge) 瓶頸難點,累計發射40多台(套)空間全固態激光器,支撐載人航天、月球探測、火星探測、高分專(zhuan) 項、風雲(yun) 係列、空間基礎設施以及新技術驗證衛星等國家重大專(zhuan) 項和航天工程,成為(wei) 當前國際上發射空間全固態激光器最多的團隊。
【獨創了國際上從(cong) 未有人做過的技術路線】
今年4月,我國成功研製國際首個(ge) 溫室氣體(ti) 探測激光雷達,陳衛標帶領團隊率先實現全球大氣二氧化碳濃度高精度激光遙感,同時首次采用高光譜技術實現氣溶膠高精度遙感,比歐美至少提早3年以上,已引起歐美高度關(guan) 注。
一直以來,這是激光遙感人的一個(ge) 夢想,也是國際上的一個(ge) 熱點。此前,對於(yu) 對流層到平流層風廓線的測量,衛星遙感沒有好的手段,主要是靠模型,精度不夠;對於(yu) 氣溶膠的探測,也是通過假設氣溶膠與(yu) 大氣分子的比值來反演,精度會(hui) 降低很多。
2016年,當歐洲科學家獲悉陳衛標團隊將對此展開攻關(guan) ,並不看好,“期待10年後能看到一個(ge) 好的結果。”美國科學家聽聞陳衛標團隊要做一台能量為(wei) 500毫焦的空間穩頻激光器,更是表示懷疑,他們(men) 之前發射的空間激光器最高能量才200多毫焦。
“不看好”也是有原因的,空間激光器的能量越大,越容易發熱,會(hui) 導致激光頻率漂移。陳衛標團隊獨創了一條國際上從(cong) 未有人做過的技術路線,僅(jin) 用了6年時間,率先突破二氧化碳星載激光雷達遙感技術,探測精度達到0.3%。以前衛星二氧化碳探測是被動遙感,太陽照不到的地方,衛星就看不到,這一激光雷達的“視野”遍及全球,在國際上首次獲取全球兩(liang) 極以及夜晚的二氧化碳濃度分布。針對全球氣候變化以及環境監測,還第一次實現了二氧化碳和霧霾的激光遙感綜合觀測。
一直以來,海洋衛星隻能“看”到海表,而海洋在藍綠波段有個(ge) 光學窗口,因此藍綠激光技術是目前實現海洋垂直剖麵探測和傳(chuan) 輸的唯一光學手段。陳衛標團隊研製出國內(nei) 唯一的機載海洋激光測繪裝備,為(wei) 我國南海諸島生成了海底三維數字高程圖。
【隨身帶著文獻,臨(lin) 睡前看,早晨醒來也在看】
“真不知道有什麽(me) 是陳所長不懂的,他原來的研究方向是激光遙感,我是搞激光出身,但現在關(guan) 於(yu) 激光他比我厲害。有他在前麵領著路,我們(men) 隻管踏實幹。”上海光機所空間激光信息技術研究中心主任朱小磊說。
對於(yu) 陳衛標的“跨界”和寬廣視野,上海光機所航天激光工程部副部長劉繼橋也深有同感。他們(men) 曾多次一起坐夜火車去北京出差,陳衛標總是隨身帶著文獻,臨(lin) 睡前看,早晨醒來也在看。
在陳衛標看來,“光機電熱軟”本身就是一體(ti) 的,作為(wei) 技術帶頭人,必須了解空間激光器在空間環境麵臨(lin) 的所有問題。“可能我記性比較好,對數字又特別敏感,給人感覺懂得多一點。”

陳衛標(右七)和同事們(men) 在一起
陳衛標的團隊成員笑言,很難對他“打馬虎眼”,因為(wei) 他一直都在一線,對各種技術指標了如指掌。最近正是設備調試關(guan) 鍵階段,幹到後半夜是常有的事,陳衛標則和往常一樣,通宵達旦地守著。“我們(men) 第二天還能歇會(hui) 兒(er) ,但陳所長還有許多事務性工作需要處理,稍微打個(ge) 盹,就繼續一天的工作。”劉繼橋說。
陳衛標暈船嚴(yan) 重,但為(wei) 研製海洋激光裝備,不時要出海。朱小磊記得,有一次設備被過往漁船意外碰壞了,陳衛標著急地直接跳上岸邊小擺渡船去現場勘察,“現場情況摸清楚後,我回頭一看,他已經暈得不行,直接躺在漁民船上了。”
【上天入海,做國家想要的激光器】
“觀瀾”,這是陳衛標團隊正參與(yu) 研製的我國首顆立體(ti) 海洋激光探測科學衛星的名字,聽上去氣勢磅礴。
上天入海。20年來,最令他自豪的是,團隊研製的激光器,不僅(jin) 去了月球,最遠去了火星,未來還將去水星和海洋的水下平台。這些科學探尋,其實與(yu) 老百姓的生活密切相關(guan) ,比如基於(yu) 激光通信鏈路的寬帶衛星互聯網,未來手機可以直接連接到衛星網絡中。
“相比20年前,我們(men) 確實更有科技自信了。”陳衛標說,我國空間激光器的研究體(ti) 係已比較完備,有了更多積累。接下來,要有更多的創新思想,做國家需要的激光器以及激光探測遙感係統。
這位“鑄劍人”,正摩拳擦掌,準備迎接下一次挑戰。
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