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常娥四号生物科学普及试验载荷的大小跟奶粉罐相同

来源:http://www.window-env.com 作者:永利备用网站 时间:2020-01-09 21:13

他在地球 让种子在月球发芽

1月5日晚8点,北京航天飞行控制中心,嫦娥四号任务生物科普试验载荷传回的数据显示,载荷内的棉花种子发芽了。

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2018年10月,谢更新与即将交付的载荷罐合影。受访者供图

那一刻,重庆大学科研团队的成员们难掩激动。生物科普试验载荷项目科研团队,在不到两年内研制出的生物科普试验载荷在月球上试验成功了。

本报记者 雍 黎

这是在经历月球高真空、宽温差、强辐射等严峻环境考验后,人类在月球上培育出的第一株植物嫩芽。

棉花种子在月球上发芽,这则消息最近成了科技圈的焦点。作为背后的“播种者”之一,这段时间40多岁的谢更新成了媒体追逐的对象。

由于温度原因,这株嫩芽虽然存活时间不长,但不妨碍它迅速成为全球“网红”。

接采访电话、参加媒体见面会……接二连三的曝光,让这位嫦娥四号生物科普试验载荷总设计师、教育部深空探测联合研究中心副主任、重庆大学先进技术研究院院长直呼“有些吃不消”,他尽可能推掉了采访邀约。

让种子在月球上发芽的,是怎样的一群人?这颗种子的萌发,背后有怎样的故事呢?

“这次坐嫦娥四号,去太空‘旅行’的种子,就是它们的‘兄弟’。”在实验室,谢更新手指着器皿中的种子,笑着对科技日报记者说。拿起实验器皿,凝望这些种子胚芽,此时的谢更新神情放松,回复到最自然的状态。

“项目是‘吃百家饭’长大的”

“作为项目总师,我只是帮助各部门协调、整合了有关资源,就是个‘大家长’,你们应该去采访那些做基础工作的科研人员。”谢更新摆摆手接着说,“我没什么好写的。”

“我们的科研人员,不计个人利益,克服了无数困难,才取得最后的成功。”重庆大学先进技术研究院院长谢更新说。

“大家长”觉得自己没故事,真的吗?

作为嫦娥四号任务生物科普试验载荷项目总设计师,回顾刚刚过去的两年,谢更新认为,这项科研任务的困难和挑战可以概括为时间紧、限制多、经验少三个方面。

从环境科学跨界到航空航天

2016年12月,由重庆大学牵头设计研发的生物科普试验载荷被确定为探月工程嫦娥四号的搭载项目之一。此时距离产品交付时间只有1年10个月,嫦娥四号计划搭载的其他载荷基本都已处于正样阶段,生物科普试验载荷还只是一个方案,而一个航天产品方案成熟后的研制周期通常在3年以上。

“其实,在深空探测领域,我是个‘门外汉’。”谢更新说,自己是湖南人,毕业于湖南大学,从本科到博士的研究方向都是环境科学与工程。

2018年6月,科研团队在北京做低温存储试验时,生物科普试验载荷密封罐漏气了。

那他如何与探月工程扯上了关系呢?

深夜两点,试验被迫终止。

时间回溯至12年前。

在一线负责组织协调工作的项目副总指挥杨小俊睡意全无,连夜联系安排将设备送到山东航天电子技术研究所,与负责工程化的专家们一起查找漏气原因。“试了很多种方案,都还是漏气。还有4个月就交货,我们真的有点慌了。”该项目主任设计师张元勋说。

彼时,时任湖南大学校长、中国工程院院士钟志华提出,要发挥教育部高校在创新发展驱动中的作用,特别是在国家重大工程建设中的作用,高校要在国家转型过程中发挥基础研究、学科交叉等方面团队的优势。这一想法也得到了中国工程院院士周济、中国工程院院士赵沁平的赞同。在3位院士的推动下,教育部深空探测联合研究中心成立。

情况紧急,谢更新组织团队连夜研讨,决定把突破口放在密封材料上。第二天一早,杨小俊和张元勋就带着设备赶往西安具有航天资质的生产厂家,与密封圈研制专家一起重新选材,随即开模生产。在张元勋他们的盯守下,仅仅3天就把一个月的工作量完成了。经过测试,新密封圈完全符合探测器总体漏率标准。

那时,谢更新正在美国加州大学伯克利分校开展博士后研究工作,进行环境健康和安全方面的研究。2006年底,谢更新回国探亲期间,钟志华校长把成立中心的想法告诉了他,并邀请他回国牵头筹建中心。谢更新一下子就被这个想法打动了。

嫦娥四号生物科普试验载荷的大小跟奶粉罐相仿,总重量仅有2.608公斤,科研人员犹如在“螺蛳壳里做道场”。

“其实,我从小就有一个航天梦。还记得小时候,我常常晚上躺在田野的稻草上,一抬头就能看到卫星一闪一闪划过夜空。当时,我就想如果以后有机会,上太空去看看就好了。”谢更新说,虽然明白选择这条路,从零开始不容易,但“实在是想试一把”。

团队成员、博士生王曦说,他关于凡士林的想法就是在这重重限制中被“逼”出来的。

下定决心后,谢更新毫不犹豫就办了回国手续,带上家人启程。“我至今记得,回国的那一天是2007年4月27日。”他说。

王曦负责的是出水管口的“堵漏”。由于资源的限制,王曦就想在水管封口材料上做文章,有没有一种材料在登月前是固体,在登月后的温度条件下就自动融化呢?

“别看谢更新个子不高、块头不大,但做事却非常有魄力。”重庆大学先进技术研究院副院长、嫦娥四号生物科普试验载荷项目副总指挥杨小俊说,“他做事非常执着,认准的事,就会做到底。”

蜂蜡、肥皂、动物油、甚至巧克力,王曦找来各种各样的原材料。2018年那个夏天,在不开空调的实验室里做了100多次试验,终于用凡士林试验成功。

在谢更新看来,嫦娥四号生物科普试验载荷项目,表面上看属于航空航天领域,其实也属于环境工程与航空航天等相关专业的交叉研究范畴。

“这是我们重庆大学科研团队第一次研制航天器。”谢更新说,团队主要成员基本都是环境科学和机械专业背景,没有任何航空航天科研经验。

“我是搞环境科学的,我很早就想过,能否在月球上营造一个适合人类生存的空间环境。”谢更新说,在他向钟志华院士探讨这方面的可能时,钟志华建议他可以先从生物试验开始,于是两人一拍即合,在月球上进行生物载荷实验的计划由此诞生。

研发期间,团队得到了探月工程总体、中国航天科技集团、中国科学院等单位的资深专家大力帮助,也得到了山东航天电子技术研究所、中科院光电技术研究所等合作单位的鼎力支持。谢更新感慨道:“项目是吃着百家饭,集众人之力长大的。”

随后经过层层论证、不断完善,这一计划最终被确定为嫦娥四号搭载项目之一。

“女儿学会说的第一句话是‘爸爸出差了’”

顶住压力把项目推进到底

这两年,张元勋和杨小俊全身心都扑到了嫦娥四号任务生物科普试验载荷上,全年无休,夜以继日。他们说,如果没有家人作为稳定的“大后方”,他们是无法安心在“前线”战斗的。

“项目确定是在2016年12月,到最后成品入场是2018年10月,算下来只用了不到两年的时间。”谢更新说,对于科普载荷团队来说,整个项目几乎是从零起步,留给他们的时间非常有限。谢更新和团队立下了“军令状”,一定要啃下这块“硬骨头”。

2017年1月,张元勋的妻子预产期临近,张元勋焦急地盼着他的二胎宝宝赶紧出生,因为他随时可能出差。事实值得庆幸却又有些遗憾。5日上午9点,张元勋迎来了二女儿的降生,但又如同他的预感那样,当天下午两点,他就接到电话,马上赶往北京参加项目评审会。

在研究上,谢更新提出了“大胆设计、小心验证”的原则,鼓励团队成员放手去做,多向专家请教。为攻克技术难关,科普载荷团队先后赴15省、50余家企事业单位进行技术交流。

于是,把妻子孩子出院的事宜交代给亲戚,张元勋就出差了。“她(妻子)太累的时候也会发发牢骚。”张元勋说,“但我知道她对我的工作是理解支持的。”

研发期间,团队得到了中国航天科技集团、中国科学院等单位的无私帮助,“嫦娥之父”叶培建、探月工程总设计师吴伟仁等资深专家给予了团队大量的指导。对此,谢更新感慨道:“项目是吃着百家饭,集众人之力长大的。”

2018年7月,距离产品交付还剩3个月,张元勋正在北京对产品进行全面测验,24小时值守着至关重要的热试验进程。

为了保证项目进度,团队只能拼命和时间赛跑。2017年临近春节时,热控及试验方案推进遇阻,团队就一起飞往北京,与航天五院总体部的专家,临时集中办公整整5天,最终使方案顺利通过评审。

一天,张元勋接到妻子的电话:“给你说个事,你不要激动啊,妈妈可能脑梗了。”

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