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孙辉先:从仪表车间主任到探月副总设计师

—— 从仪表车间主任到探月副总设计师

行业聚焦点中国仪表网2014年01月13日 12:03人气:6316

  中国仪表网讯   2014年新年伊始,青岛二中收到了一份特别的礼物——中国首辆月球车“玉兔号”高仿真模型,捐赠者是青岛二中1965届校友、探月工程副总设计师孙辉先,他希望能借此进一步激发青岛二中学生的航天热情。
  
  “玉兔号”载有全景相机、测月雷达、红外成像光谱仪和粒子激发X射线谱仪等各种精密仪器,而这个高仿真模型“麻雀虽小,五脏俱全”,这些高精密仪器一样不少,完全是仿照真实仪器进行设计和制作。
  
  孙辉先笑言,他期望二中不要把这个模型“只装在箱子里”,应该摆在外面供学生们实地观摩,并配以专门的科研讲解,激发学生们的求知欲,在校园内掀起新一轮的航天热。
  

 
  航天人生源于少时梦想
  
  今年已经68岁的孙辉先,只要聊起母校青岛二中就会滔滔不绝,他初中、高中都在青岛二中上学(当年二中有初中部)。
  
  “我在二中学习最大的收获就是学会如何做人,做人要踏踏实实,一步一个脚印,而且应当胸怀宽广,有责任有担当。其次是养成了良好的学习和研究习惯,搞科研要扎扎实实,来不得半点虚假。”孙辉先平时没有架子,平易近人,和同事们关系都很好,他说,尽管回二中的机会不多,但每当想起当年的求学经历,内心仍然很激动和感慨。
  
  孙辉先是从1992年开始与航天打交道,从当年的神舟一号到如今的嫦娥三号,他的航天人生见证了数不清的中国航天历史时刻,而这一切都要源于他少时的梦想。
  
  “当时在青岛二中上初中的时候,我的语文老师布置的作文题目是‘我的理想’,我那时候就梦想着能够为祖国发射卫星做贡献,因此作文里面就写我长大了要去发射卫星。现在回过头来看,那篇作文很幼稚,可里面也包含了我远大的理想,因此当嫦娥三号发射成功以后,我向一位中学同学感慨‘自己又一次圆了少时的梦想’。”孙辉先感慨每次看到航天器发射成功,他总会感觉自己少时的梦想也随之飞翔到宇宙当中。
  
  被搁浅的梦想
  
  1965年8月,19岁的孙辉先看着一纸山东工学院的录取通知书,心有不甘。身为青岛二中——这一青岛市最著名的重点中学的高材生,明明填报了自己最理想的大学和最中意的无线电电子学系,最终却被录取到这么一个学校和专业,曾有的梦想在那一刻被无情地击碎。这是一个贯彻阶级路线的时代所留下的印记,一个出身不好的孩子,不被允许报考超越自己“身份”的学校及专业,只能把他拨弄到一个“适合”的位置。他告诉自己,好在是学电,很多东西是相通的,只要好好学,还有机会实现自己的无线电梦想。
  
  然而他的梦想再一次幻灭。“文革”开始,大学停课,这时,孙辉先进大学还不到一年。批斗、教育、大字报……在时代的洪流中,唯独不能安心学习。在这艰难的环境中,孙辉先只有在大一和“复课闹革命”的一年里抓紧每一刻学习。
  
  1970年,24岁的孙辉先大学毕业,同样没有选择的权利,工作分配还是被放在最后,山东垦利化肥厂,是他下一步的去处。到工厂的第一天,孙辉先被眼前的荒凉所震惊——空旷的工地上,立着两排低矮的平房,几间用帆布临时绑搭起来的工棚,劳作的农民工茫然地抬起头看了他一眼,又三三两两地散去。孙辉先放下自己装着丁字尺、三角板等物品的简单行李,二话没说就去找厂长谈话。厂长拿了一整套工厂电力系统的设计院图纸给这个新来的工科大学生看,孙辉先看着图纸分析说明的头头是道。厂长乐了,一拍腿说道:“小孙,你就负责电力方面,把我们的这个厂建起来!”随后,他任命孙辉先为电工与仪表车间主任。
  
  刚刚成立的电工与仪表车间,工人都是现招的农民子弟,最高文化程度初中,很多人小学都没上过。而要负责管理整个工厂的电工和仪表,这样的任务,对一个初出茅庐的大学生来说,几乎像是不可能完成的。然而,孙辉先却无所畏惧,他仔细地研读了这些图纸,发现这些通用的设计院图纸,很多地方并不适合于当地情况,于是他开始做大量的实地调查和修改,接下来是找材料、跑器材,一直到实际施工中的铺设地下管道、铺线、电气安装,再到开始工作时动力设备的机械安装、配电柜制造、电气焊,设备调试等几乎都是他带领着这一班人自己摸索干出来。工厂很快在不到两年的时间里建立起来,开始正常生产并且发挥作用。车间研制出的新设备及多项技术革新成果,大大提高了生产效率,被评为“先进班组”,工厂也荣获全国化工系统先进单位称号,孙辉先作为电工与仪表车间主任负责抓生产,作为师傅培训四面八方来学习的技术员,作为代表去全国各地化工厂介绍经验,忙忙碌碌,一忙就是七年。
  
  “文革”终于结束了。1977年,国家提出恢复“文革”中被停止的招收研究生工作,孙辉先听到这个消息,对学习和知识的渴望重被唤醒。他去县教育局查看了招生目录,结合自己所学专业和功底,报考了中科院自动化所招考的卫星总体专业。
  
  理想前行的岁月
  
  1978年10月,孙辉先和其他三十多名被中科院自动化所录取的学生一起,来到北京。70年代末,中国科学院正负责天文卫星方面的研制工作,他所学的卫星总体专业,正在时代大潮的尖端,不时有新的成果涌现。作为文革后第一届研究生,他贪婪地学习,拼命汲取着知识,仿佛要把被荒废的这些年统统补回来。1979年中科院组建队伍成立空间科学技术中心,他跟随导师王游琪一起加入这支新的队伍。
  
  三年研究生生活结束后,他留在空间中心天文卫星总体研究室工作,“既然当初能建立起一个车间一个厂来,工作也没什么难的”,他这样告诉自己。果然,多年实践经验积攒下来的优势得以发挥,工作自然得心应手。
  
  1979中科院开始进行天文卫星和地球资源卫星以及卫星遥感地面站号称“两星一站”的研究和建设任务,首先研制的是天文卫星,然而这项工作开展的却不是很顺利,1984年在刚刚完成初样星研制的时候,因种种原因,天文卫星下马,资源卫星转交航天部研制,只有卫星地面站保留了下来。在这种情况下,1984年研究室派他去美国学习,当时好多好心人劝他,千万别学与卫星有关的学科了,科学院搞不了卫星。他来到新墨西哥大学电机和计算机工程系做访问学者,仍然执着地希望可以得到进一步得到提高,对我们的卫星事业有所贡献。到美国之后,度过了初期的不适应期和磨合期,有着丰富实践经验和很强动手能力的孙辉先很快像一块璞玉焕发出光彩,他的导师很器重这个来自东方的学生,一方面让他担任自己的研究助理跟着做些项目,一方面让他任助教,在系统实验室教大四学生毕业设计。孙辉先扎实的基础和务实的态度,让他深受导师器重和学生欢迎。然而,孙辉先在这样的环境中,并没有忘记自己来此的初衷,他向系里提出了自己想参与“自适应信号处理”等有关研究项目的申请,却遭到直率的回拒:这些项目多半是美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(LosAlamosNationalLaboratory)的项目,与美国军方有关,是不允许中国人涉足的。孙辉先意识到在美国,他无法深入再深入接触自己真正想做的事情,所以他萌生了提前回国的念头。
  
  这时的中国,正发生着巨大的变化,一个有利于发展空间科学的环境正在日臻成熟。于是在学习了两年之后,孙辉先返回国内。他觉得,学习了这么多年,是该做些实事的时候了。
  
  用一生去追逐的事业
  
  回国后,孙辉先加入研制适用于多种气象卫星的卫星数据收集平台的研究工作。这种数据平台要求适用于恶劣的野外环境,并能在气象、水文、山体滑坡、海洋航标自动监测等领域得到广泛应用。因此,去野外布点安装卫星数据收集平台便成了必需的工作。提起1991年冬的曹妃甸,他至今记忆犹新。当时的曹妃甸并非是今天围海造田的钢铁基地,只是古滦河在渤海湾中冲积出来的一个带状沙洲。由于水浅,只能乘小艇登陆。深冬的海上,北风怒吼,巨浪翻滚,小船在海浪中像一片飘荡的树叶,一个巨浪打来,瞬间就将小船吞噬,身穿厚厚棉衣和桔红色救生衣的科研人员立即就尝受一次冬天的海水浴。正是这样多次不避艰险的野外作业,他们研制生产并安装了八、九十台数据收集平台和数台接收机,平台布点于东至山东半岛最东头的成山头西至新疆,北至大兴安岭,南至南海岛屿的许多人迹罕至的地方,发挥了重大的作用。该项目荣获中科院科技进步一等奖和国家科技进步三等奖。
  
  1993年,孙辉先主要的研究方向转到载人航天工程上来,负责带队研制载人飞船有效载荷的综合电子系统。飞船上各种探测仪器和科学实验装置的信号采集、处理、传输以及管理,需要一套电子系统,就像人需要有大脑里和神经网络。这个任务对他来说具有相当大的挑战性。接手之后,按照历来养成的习惯,他做的第一步的工作是资料调研:综合电子系统发展历史是什么样的,在世界范围内是如何演化的,其他国家在电子系统方面是怎么设计的——其中尤以美国、苏联和欧洲的空间实验室和空间站有可参考性。他们用一个多月的时间进行了充分的调研,然后全心投注所有的精力,根据当时的条件设计了现在这样一套系统,这套系统在今天看来也不落后,并且从“神舟”系列飞船一号一直改进创新沿用到六号,更推广应用到双星计划、嫦娥卫星等多种型号任务。
  
  1999年开始,他作为载人航天工程应用系统的副总设计师,组织和负责了应用系统的进一步实验、运行和研究等工作,特别是主管了神舟三号飞船应用系统的研制与实验工作。2002年4月1日,神舟三号飞船顺利返回,应用系统按照拟定的试验流程进行了空间材料科学、空间生命科学、空间天文、对地观测和空间环境监测等多项科学实验,装载在飞船上的44件有效载荷及其共用设备全部工作正常。然而,几个月以前,这44件科研设备中最主要的一件——中分辨率成像光谱仪,差点因为一个小故障而无法按期交付。这个仪器是利用光不同的波长来观测地球的,可以在飞越中国大地海洋上空时传回大量宝贵的科研图像数据,可用于探测海水的温度、含氧量、污染情况,陆地植被、矿藏等。2001年7月这台设备即将交付的时候,却出了点问题,用于扫描的摆镜有时不能正常运转,这个问题一度困扰了研制人员。经过与研制单位科技人员的充分讨论,孙辉先想起在综合电子系统研制过程中遇到过的一个类似问题,即用于产生摆镜旋转驱动信号的晶体振荡器可能在某个温度段震荡频率不对。于是他建议研制单位做这方面的实验。在温控下,一度一度进行升温,升高一度便等待一段时间观察变化,最后果然发现在某一个温度范围内晶体振荡器工作异常,从而对故障原因进行了准确的定位。经过大量细致的实验测量和理论分析,这个问题最终得到解决,该设备也于2001年8月份顺利交付,并在在轨运行中取得了突破性的优异成果。
  
  这样的细致和认真积累的经验也给孙辉先带来不少其他“好处”。从事“双星”项目工作期间,有一次,他和工作组去往英国伦敦帝国理工大学,进行探测仪器的预集成实验。这是一项将我方研制的设备与欧洲科学家研制的设备进行对接的实验。起初帝国理工大学的科技人员对我方的能力有所怀疑,会谈时,我方提出用一个月的时间完成全部实验。英方负责人摇摇头,认为这是不可能的,认为这项实验至少要三个月时间才能完成。实验开始时我方研制的有效载荷数据管理系统的设备全部接好,后面开始逐个接入欧洲研制的五台探测仪器。欧空局的技术代表按照约定的接口要求逐项测试我方设备参数,完全符合要求。就将第一台设备,帝国理工大学研制的磁强计接入,结果不能正常工作。将磁强计退出连接后,再次测试我方设备,仍然全部符合要求。退出的磁强计单独检测后也正常。再次将磁强计接入后,仍不能正常工作。这时气氛陷入微妙的尴尬中。孙辉先思考良久,向英方代表提出看看他们的电路的要求,英方代表不情愿地耸耸肩说,我们的系统绝对没问题,但还是让他查看了电路。他很快找出了问题所在,原来是英方工作上的疏漏,是接口协议与英方仪器接口不一致,找出根源所在之后,这个问题当天就得到了圆满解决。英方专家对中方的表现相当满意,很快转变了态度,不仅在当晚招待了他们,还把以后的工作放心交给他们去做。最后我方只用28天的时间就成功完成了对接实验。这件事成为孙辉先所在双星工作中的一段佳话,至今仍不时被人们提起。
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