张庆君:永远向新征程进发
张庆军
■本报记者甘晓
2016年8月10日北京时间6时55分,中国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭成功发射了高芬三号卫星。
在卫星发射前夕,中国科学的记者在中国航天科技集团第五研究院综合部见到了正在包装的总工程师张庆军。当时,他正要去发射基地驻扎。其中,张庆军只珍惜一堆书。
最近,张庆军正在学习合成孔径雷达的新知识。“像《高分辨率微波成像》和《合成孔径雷达算法的最新发展》这样的书都将被带到基地。”在收拾东西的时候,张庆军告诉《中国科学》的记者。
多年来,这位热爱学习的首席讲师已经从载人航天飞行中学到了卫星遥感。他曾担任神舟飞船的副总设计师、总指挥和卫星总设计师。他主持研制了中国第一颗民用高分辨率遥感卫星“资源一号”、第一颗海洋动力环境卫星“海洋二号”和第一颗C波段多极合成孔径雷达卫星“高芬三号”...四星发射和七星研究。张庆军带领团队为中国光学和微波遥感卫星技术的跨越式发展做出了突出贡献。
关注技术本身
1993年4月,张庆军毕业于华北电力大学,获得硕士学位,进入第五航天学院神舟飞船综合办公室。
第五航天研究院综合部TT&C子系统总设计师于小昌研究员,委托他承担了“神舟飞船图像及语音处理与传输技术”的研究任务,这是飞船系统18项关键技术研究项目之一。张庆军首次采用数字系统,通过一个通道传输包括图像信息和语音信息在内的多媒体信息,大大提高了传输效率,成为中国空间多媒体综合信息处理和传输技术的新突破。
“余老师对我影响很大。从他身上我看到了宇航员对技术本身的关注。”回想起那一年的“苦日子”,张庆军深有感触。当时,有成千上万条用于航天器遥测和遥控的电缆,电缆连接不会出错。每天晚饭后,住在单身宿舍的张庆军都会去俞敏洪的办公室检查。余先生一次读一行,然后检查另一行。"有七个节点表,数万个节点,这是毫无疑问的."张庆军说。
正是在这种精神的指引下,张庆军和他的同事们在尖端技术方面取得了许多成功。“神五”已经从无人驾驶变成了有人驾驶。由于舱内呼吸产生的水蒸气存在安全隐患,我们已采取措施确保第一次载人飞行任务的顺利完成。“张庆军介绍。
在“神舟六号”任务期间,伴随着中国载人航天工程成长起来的张庆军,也从普通技术员和航天器总办公室副主任上升为航天器副设计师。一直专注于技术的张庆军带领团队采用海事卫星频道作为“中继”,实现TT&C地面通信站外宇航员与地面之间的图像和语音传输。在中国还没有发射中继卫星的时候,这被业界认为是一个壮举。
突破许多新的遥感技术
2006年底,“神舟六号”任务刚刚结束,张庆军就接到了领导的电话,任命他为“资源一号”卫星的总设计师。对于一直从事航天器研发的张庆军来说,遥感卫星是另一个新的开始。在他成为卫星的首席设计师后,他很快开始深入研究卫星系统和遥感技术。
作为“南南合作”的典范,“资源一号”系列卫星是由中国和巴西共同研制的长寿命传输型地球观测遥感卫星。
张庆军认为,提高遥感数据质量和促进遥感数据的应用是中国卫星遥感发展的重中之重。因此,他带领团队首先将新开发的光学遥感卫星的分辨率从20米提高到2米。与此同时,公司与国土资源部相关人员一起,启动了卫星业务发展模式,即根据用户要求定制卫星产品。
2007年,“资源1 02B”卫星的成功发射填补了中国国内高分辨率遥感数据的空白,打破了国外高分辨率数据在中国民用遥感市场的垄断。成功发射后,张庆军得到了许多巴西遥感专家的好评。“他们非常希望中国能提供更多高分辨率卫星。”张庆军感到非常欣慰。
张庆军对业务发展模式有了新的期望,并开始推动与国家海洋局的合作。“过去,我国的海洋观测都是低分辨率的光学卫星,也受天气影响。”这一次他瞄准了微波遥感技术,它可以实现全天候监测。
2011年,中国首颗海洋动力环境卫星“海洋2号”成功发射,该卫星集成了主动和被动微波遥感器,拓展了微波遥感的新领域。同时,“海洋二号”将获得海面风场、波高和海流等各种海洋动力环境参数,为海洋防灾减灾、科学研究和国防建设提供支持服务。与此同时,相关的遥感数据已被国外商业国家所应用,大大提升了中国空间遥感的国际影响力和地位。
创新需要不断学习和不断创新。
“高芬3号”卫星是对张庆军的新挑战。作为高芬项目中唯一使用合成孔径雷达的民用卫星,高芬3号的技术复杂性令世界上许多遥感专家感到惊讶。
张庆军告诉《中国科学》记者,“高芬3号”是中国第一颗C波段多极合成孔径雷达卫星。它也是迄今为止世界上成像模式最多的合成孔径雷达卫星。多极化是其技术难点之一。因为信道数据比单偏振系统更复杂,所以开发用于接收和发送信号以及信号信道隔离的仪器更困难。
系统的稳定性也是一个巨大的考验。“‘高芬3号’卫星的有效载荷是脉冲的,工作时功率为15000瓦,不工作时功率约为1千瓦。”张庆军说,“大规模的功率波动不会干扰整个卫星电源总线,这与以前的光学和微波卫星不同。”
为了解决这个问题,张庆军和研究人员经过大量讨论后,决定从大容量电容器的本地化开始。“在此之前,我对电容器没有深入的了解。我必须努力学习和工作。”张庆军说。2014年上半年,张庆军带领团队最终确定了制造商,并通过同步研发和应用验证解决了问题。
成功发射后,高芬三号将主要用于中国的海洋、减灾、水利、气象等领域。它不会受到光照和气象条件的影响,如夜晚、云和雨、烟雾等。它将全天候获取陆地和海洋的遥感图像,为中国的国民经济建设服务。
在工作中学习和在工作中创新已经成为张庆军的重要爱好。“从图像和声音子系统到子系统,再到整体,我被要求不断拓宽自己的知识。”他说,“从学习电学到现在,我们需要对光、机械、电和热有一个透彻的了解,这样我们才能做出正确的决定。”更重要的是,有必要提出一种新的遥感系统,以促进互联网时代空间信息的获取、处理、传输和应用,服务于国家经济建设,服务于人民生活和国防建设,并不断学习。"
前途光明,任务艰巨。张庆军正走向另一个新的旅程。
《中国科学新闻》(第二版,2016年8月12日)
推荐阅读