罗亚中:为“神舟们”的交会对接引路
当地球人离开太阳系时,他们应该如何移民到银河系?这是美国宇航局喷气推进实验室(JPL)在今年的国际空间轨道设计竞赛(GTOC)上向世界航天界提出的“燃烧大脑”的提议,被称为“空间奥林匹克”。
不久前,世界主要航天大国的卫星轨道设计团队参加了争夺桂冠的竞赛。
上个月,本次比赛的最终结果揭晓:14所国防科技大学和Xi安卫星测控中心联合(以下简称联合)以绝对优势获得冠军,打破了欧美在冠军上的长期垄断。
“八一”建军节前夕,《科技日报》记者采访了该团团长、国防科技大学空间科学学院的罗亚忠教授。
“我的名字里有个词‘亚洲’,所以有些人不喜欢我们在比赛前赢得冠军。”罗亚笑着说,“中国的太空轨道设计已经实现了‘三级跳跃’,从前一年它只能看着大海叹息,到前一年它‘一步之遥’排在第二,到今年它的欧洲和美国同行‘落后’。”
近日,王族因其对神舟飞船对接任务的重要贡献被授予“中国载人航天工程杰出贡献者”称号。
“中途回家”改为交会对接
在采访中,当谈到交会对接、轨道设计和其他方面的知识时,罗亚知道得很多,并脱口而出各种专业术语。然而,许多人并不知道他最初的研究方向是火箭轨道优化,而对交会对接的研究属于“半路出家”。
1997年,怀着太空飞行梦想的罗亚忠被国防科技大学录取。2001年,他被推荐继续在大学攻读硕士学位,无需考试。
2003年10月16日,神舟五号成功返回。中国第一位宇航员杨利伟离开太空舱的那一刻标志着载人航天飞行第一阶段的成功完成。在举国欢庆的这一天,中国宇航员并不轻松,因为载人航天飞行第二阶段即将开始,更复杂的交会对接技术需要突破。
其中,“交会对接任务规划”是一个关键技术问题,面临诸多困难:早期技术积累少,国外技术*严重;此外,因为这个研究方向是高度工程化的,不容易产生创新的结果,它不是科学研究的最佳选择,许多人回避它。
是皇室接管了这个“烫手山芋”。那时,他已经完成了大部分的硕士学习,他的研究工作进展顺利。在过去的一年里,很难改变研究方向,转向新的领域。然而,罗亚没有退缩。他清楚地知道,如果这项技术没有被突破,中国的太空飞行梦想可能就此止步。然而,中国士兵总是敢打硬仗。
回顾他最初的选择,他告诉《科技日报》的记者:“交会对接是未来建设空间站的载人航天工程的先决条件和关键核心技术。交会对接是空间站组装和宇航员旋转的先决条件。我当时的想法是参与其中并做出一些贡献。”
因此,他毅然加入了相关的研究小组。为了弥补基础理论的不足,他每天早上7点到达实验室,下午12点离开,这成了他的例行公事。
经过艰苦的研究,在工程任务部和研究组成员的支持下,罗亚逐步理清了交会对接任务规划的技术难点,为团队在交会对接任务规划方面开辟了一个新的研究方向。
在黑暗中探索和成长
“回顾自神舟五号以来的所有对接任务,这一过程似乎取得了许多成功,但事实上这是极其困难的。可以说,我们的团队是在黑暗中摸索成长起来的。”罗亚尔说。
硕士毕业后,罗亚把全部精力都投入到了交会对接任务规划的研究中。
这是国际公认的“硬骨头”,研究成果的质量将直接影响载人航天工程的成败。"不努力工作,我就不能啃这块骨头。"他说。
在博士水平上,皇室成员平均每天工作超过14小时。为了最大限度地发挥他的潜力,他一进入实验室就会为自己设定一个目标,并且在完成之前他永远不会回到宿舍。
最令人印象深刻的是,他为自己设定了“今天调整这个算法验证程序”的目标。结果,他在实验室里调整了几十个小时的程序。
为了制定适合中国国情的交会对接规划方案和算法,他研究了20世纪50年代以来国内外空间交会对接领域的近1000篇文献,编制了数万行代码,验证了世界上数十种新的归一化算法。
2007年,皇室作为访问学者被邀请到剑桥大学。剑桥镇风景如画,但他没有时间欣赏它。在剑桥大学的三个多月里,他是最后一个每天离开实验室的人。
回国后,他患有神经衰弱引起的偏头痛,坚持分析数百个轨道计划,并按时提交高质量的载人航天计划报告。
相关研究成果已成功应用于2011年神舟八号和天宫一号的交会对接任务,并在神舟九号、天州一号等主要型号的后续任务中发挥了重要作用。
与此同时,版税也实现了快速增长。他在空间动力学领域*期刊上发表的论文占同期国内论文的近1/5。多年来,他被世界著名的出版集团爱思唯尔(Elsevier)评为中国高度引用的学者(在空间工程领域)。他的博士论文被评为全国百篇优秀博士论文。先后获得教育部长*年学者和教育部青年科学奖。
精心培育下一代载人航天
“一棵树不是春天。百花盛开,春天充满花园。”皇室成员说载人航天工程是一个巨大的系统工程,需要代代相传。
航天学会应用力学系是一个优秀的团队,培养了三位“中国载人航天工程杰出贡献者”,具有重视人才培养的优良传统。
罗亚深受他所听到的影响,特别注意指导学生。学生们都说罗先生非常严格和耐心。他的一名学生向记者回忆道:“他会认真修改我们写的每篇论文,从章节结构到语法单词和格式。”
在参加国际空间轨道设计大赛期间,王族一直陪着参赛学生奋战在第一线,认真倾听每个成员的想法,掌握每个成员工作的进展。
经过综合考虑,他为整个团队制定了一个计划,梳理了自己的思路,明确了分工。凭借丰富的优化研究经验,他让团队成员走了很多弯路,没有在太多不可行的方案上浪费精力,而是在几个成熟的方案上不断改进。
当队员们试图优化多脉冲交会时,他提醒队员们要深入挖掘,最终提高燃料指数。"如果罗小姐不坚持,我们就能得2000多分了."一位玩家回忆道。
最终,皇家队带领球队创造了3101分。
现在,罗亚的努力终于有了结果:他指导的一名学生获得了国家航空航天优秀博士论文奖,一名学生获得了二等奖,五名学生获得了三等奖。
同时,在参与载人航天工程实践的过程中,罗亚不断思考,系统总结和梳理相关技术成果。他和导师共同出版了我国第一部交会对接任务规划专著,为相关领域的人才培养提供了理论依据。他针对中国载人航天工程“空间站时代”的发展需要而撰写的《空间站运行任务规划》一书也将于近期出版。
正如罗亚经常鼓励学生说的:“生活是无止境的,奋斗是无止境的,研究在于长期的坚持。只有年轻人保持冷静,一步一步走,积累数量,才能实现质的突破。”
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罗亚忠,1979年12月生于河南省鲁山县,现任国防科技大学航空航天学院应用力学系主任、教授、博士生导师。他主要从事空间动力学和控制以及载人航天任务规划的研究。研究成果已应用于神舟八号、神舟九号和天舟一号等交会对接任务。