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红外守望 追逐极限

——记中科院上海技术物理研究所研究员陈凡胜

2022-08-03 中国科学报
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陈凡胜 上海技物所供图

  陈凡胜一直觉得自己是一个普通的航天人。虽然他不能像宇航员一样飞向太空,但却能站在地球上“极目远眺”,通过科学创新,看得更远、更深。

  让万公里外的目标“看得见”

  十几年来,中科院上海技术物理研究所(以下简称上海技物所)研究员陈凡胜一直聚焦高灵敏红外探测领域核心瓶颈问题的研究。

  站得高、看得远、覆盖广,3.6万千米的地球静止轨道可以获得高时间分辨率遥感探测数据,对实现高重访周期观测具有重大意义。但是由于国内起步晚、基础薄弱,在相关仪器研制方面也没有可借鉴的方案。同时,技术上还需要克服探测器距离远、目标微弱、背景复杂等核心难题。

  对于深耕该领域、一直在攻坚克难的陈凡胜来说,这些困难吓不倒他。

  针对单项技术存在差距的现状,陈凡胜从系统级的角度进行了多参量优化解耦,结合我国单项技术现状,提出了有自身特点的高灵敏探测系统的总体方案,解决了万公里距离外弱小目标“看得见”的难题。

  他带领团队突破了大口径光机结构、高精度快速指向等关键技术,实现了地球静止轨道周期性热环境下光学热变形的抑制,解决了热交变环境下高精度定位模型解算的难题,并将相关技术推广到对地观测领域,主持研制的可持续发展科学卫星一号红外热像仪等多台红外载荷性能达到国际先进水平。

  少一些理所当然 多问几个为什么

  师从中国科学院院士、空间红外遥感技术专家陈桂林的陈凡胜,深受老师执着、坚韧、奉献精神的影响。从一开始他就明白,科研要做的远不止完成任务,而是要把每个环节都做得足够精细,让核心指标达到理论极限。

  陈凡胜对自己研发的产品总是精雕细琢。比如,为实现对更小目标的探测,系统噪声的抑制是关键。在首发星研制过程中,为了使系统的噪声稳定控制在背景限,陈凡胜等人不厌其烦地对每一级装配、耦合不断调整,并进行精细测试与分析,找到更为匹配的参数,有效抑制了外界干扰。正是在一次次的精打细磨下,产品才最终实现了优于任务要求2倍以上的指标,探测到了更为弱小的红外事件。

  科研路上,问题往往比成果多。面对困难,陈凡胜常说,“不合理的现象背后肯定有符合物理定律的合理解释”。在他看来,多问几个为什么,少一些理所当然,不轻易相信“似是而非”的结论,从物理机理上给出合理的解释,刨根问底,才能揭开问题的层层面纱。

  做默默奉献的普通航天人

  《中国航天科技活动蓝皮书(2021年)》显示,2021年中国航天全年实施55次发射任务,发射次数位居世界首位。在这一年中,陈凡胜主持研制的4台大型红外光电主载荷在4次发射任务中全部获得了成功。

  然而,每一个任务的顺利完成、每一个载荷的在轨优异表现,都离不开地面设计、实验等各个环节的严格把关,对每个指标的精准实现,更离不开航天人的不断拼搏、共同奋斗。

  陈凡胜所在团队就是一支围绕我国空间红外探测需求建立起来的团队,历经二十多年、两代人的发展,是上海技物所这片肥沃土地上慢慢长起来的参天大树。

  他们默默奋斗在航天任务的一线,不畏艰辛、开拓进取,为国家的航天事业添砖加瓦。

  由于航天事业的特殊性,航天人身上的担子更重。上海技物所老一辈专家曾说,航天人所处的是“如临深渊、如履薄冰”的境地,必须以严谨细致的态度面对。对此,陈凡胜铭记于心。他一直秉持敢于承担责任、不畏艰辛、勇于创新的精神,不断突破极限,面对困难永远冲在第一线。

  在陈凡胜看来,这是一名航天人应该做的,肩上要时刻担得住责任。他忘不了老一辈航天人魏钟铨总师在多个场合对他项目取得进步的鼓励、对他从事的新探测方法研究的殷切期望。

  责任和理想,激励着陈凡胜,也激励着每一位航天人不断向前、勇于挑战、为国奉献。

  陈凡胜知道,创新奋斗无止境,实现关键核心技术的重大突破必须快马加鞭。作为红外科学与技术重点实验室的学术带头人,他将以使命驱动的建制化基础研究为导向,聚焦国家重大需求背后的关键科学问题和技术难题,致力于红外极限探测新机理、新方法研究,将奋斗和梦想融合,为“将我国红外科学与技术水平提升至国际前列”的目标而努力,持续为建设世界科技强国做出新的更大贡献。

  (胡琸悦,作者单位:中科院上海技术物理研究所)

  (原载于《中国科学报》 2022-08-03 第4版 综合)
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