越是有難度,越要試一試(科技視點(diǎn)·堅(jiān)持四個(gè)面向·勇攀科技高峰③)
“中國(guó)天眼”索網(wǎng)合攏時(shí),南仁東(左七)、姜鵬(右一)與現(xiàn)場(chǎng)施工人員一起合影留念。 |
姜鵬在“中國(guó)天眼”現(xiàn)場(chǎng)檢查保動(dòng)器的運(yùn)行情況。 |
2009年,31歲的博士畢業(yè)生姜鵬拎著行李,來到貴州省平塘縣一個(gè)名叫大窩凼(音dàng,意為塘、水坑)的喀斯特洼地。那時(shí),他無論如何也想不到,接下來的10多年里,自己有一大半的時(shí)間會(huì)在這里度過。
在大窩凼,姜鵬和同伴們參與、見證了全球最大最靈敏的單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡——“中國(guó)天眼”的建設(shè)和運(yùn)行。也是在大窩凼,姜鵬從一名還有些懵懂的助理工程師,成長(zhǎng)為“運(yùn)籌帷幄”的“中國(guó)天眼”運(yùn)行和發(fā)展中心總工程師。
建設(shè)“中國(guó)天眼”,一切都是摸著石頭過河
2009年,姜鵬博士一畢業(yè),就加入了國(guó)家天文臺(tái)的“中國(guó)天眼”團(tuán)隊(duì)。令他頗感意外的是,剛?cè)挝粓?bào)道的第一天,就被車?yán)搅吮本┟茉啤?/p>
“到那兒后,我們的任務(wù)就是抬著近500公斤的反射面板,從東邊往西邊。”姜鵬笑著告訴記者,“當(dāng)時(shí)大家心里直犯嘀咕,我們以后不會(huì)就干這個(gè)吧?”
在密云抬完反射面板沒多久,這群新人就被拉到了幾千公里之外的貴州大窩凼。姜鵬清楚地記得,汽車從貴陽(yáng)機(jī)場(chǎng)開了四五個(gè)小時(shí),一路顛簸,最后在一個(gè)小工棚前停了下來。司機(jī)師傅告訴他們,這就是“中國(guó)天眼”的臺(tái)址了。
地處深山、人煙稀少、交通不便,沒有電、上不了網(wǎng)……眼前的這個(gè)地方幾乎與現(xiàn)代文明隔絕。姜鵬和同事們都倍感失落、迷茫,甚至還有人懷疑:這個(gè)項(xiàng)目“會(huì)不會(huì)是忽悠人的”。
的確,“中國(guó)天眼”計(jì)劃一度曾被認(rèn)為是個(gè)大膽到瘋狂的計(jì)劃。上世紀(jì)90年代初,當(dāng)南仁東先生提出這個(gè)設(shè)想時(shí),幾乎所有業(yè)內(nèi)專家都不看好??趶匠^國(guó)內(nèi)既有的望遠(yuǎn)鏡一個(gè)數(shù)量級(jí),工程要求是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的20倍以上,施工位置在僻遠(yuǎn)的山坳坳里——無論地質(zhì)條件、技術(shù)條件還是工程造價(jià),在當(dāng)時(shí)的中國(guó)都難以達(dá)到。
“一個(gè)500米跨度的望遠(yuǎn)鏡,控制精度卻要達(dá)到2毫米,到底怎么實(shí)現(xiàn)?”短暫的失落過后,面對(duì)南仁東布置的難題,姜鵬反復(fù)琢磨,還是決定“跳進(jìn)這個(gè)大坑”。
“我從小就是一個(gè)喜歡挑戰(zhàn)難題的人,越是有難度的事情,我越是想要試一試。”姜鵬對(duì)記者說。
工程建設(shè)啟動(dòng)后,困難遠(yuǎn)比想象的多。
“中國(guó)天眼”建設(shè)初期,使用的是地表水,住的是活動(dòng)板房。板房里潮濕、陰冷,沒有空調(diào)也沒有暖氣;被子濕得都能擰出水來,很多人只要住上幾天,就會(huì)起滿身疹子。而且,活動(dòng)板房還不隔音,夜深了有人打呼嚕、講話,隔著板壁都能聽得一清二楚。
“大家最怕的是感冒生病,一感冒,病情就會(huì)反反復(fù)復(fù),持續(xù)很久才能好。”姜鵬說。
生活上的艱苦忍一忍就過去了,最難克服的是技術(shù)攻關(guān)。
“中國(guó)天眼”的設(shè)計(jì)、建設(shè)史無前例,沒有任何經(jīng)驗(yàn)可以借鑒;如何設(shè)計(jì)、如何實(shí)現(xiàn),建成之后如何調(diào)試和使用……所有難題都只能靠自己解決。
姜鵬坦陳:“這比我們一般認(rèn)知的工程項(xiàng)目難太多了,很多事情都沒把握。”
此時(shí),初到大窩凼時(shí)的迷茫又縈繞于心。“那時(shí)的我們不知道能否解決這些問題,不知道能否建成,不知道建成后能否調(diào)試成功,一切都是摸著石頭過河,不知道水有多深、能不能過去。”
憑借著執(zhí)著與堅(jiān)毅,他們攻克一道又一道難關(guān)
沒有現(xiàn)成的答案,只有逢山開路、遇水架橋。
不同于世界上已有的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡,“中國(guó)天眼”的“視網(wǎng)膜”——球型反射面,是一張由6670根鋼索編制的索網(wǎng),它需要在球面和拋面間進(jìn)行變形,從而對(duì)天文信號(hào)進(jìn)行收集和觀測(cè)。
姜鵬的專業(yè)是結(jié)構(gòu)力學(xué),被委以重任,負(fù)責(zé)索網(wǎng)工程。索網(wǎng)工程是“中國(guó)天眼”反射面實(shí)現(xiàn)變位功能的核心部件,也是施工的技術(shù)難點(diǎn)。
他告訴記者:“這是世界上跨度最大、精度最高的索網(wǎng)結(jié)構(gòu),也是世界上第一個(gè)采用變位工作方式的索網(wǎng)體系,我們沒有任何經(jīng)驗(yàn)可借鑒。”
工程啟動(dòng)沒多久,團(tuán)隊(duì)就遇到了一個(gè)大難關(guān)——索網(wǎng)疲勞問題。
常見的斜拉橋上的鋼索,其強(qiáng)度大都是200兆帕、200萬次彎曲的。由于“中國(guó)天眼”的鋼索上要裝上反射面板,需要經(jīng)常調(diào)換角度,不斷拉伸;望遠(yuǎn)鏡,則至少需要應(yīng)用30年。設(shè)計(jì)人員反復(fù)思考、計(jì)算后,提出需安裝強(qiáng)度為500兆帕、彎曲次數(shù)為200萬的鋼索。
姜鵬記得,那時(shí)他們從市面上買了數(shù)十根鋼索進(jìn)行實(shí)驗(yàn),卻沒有一根能滿足要求。“怎么辦?如果問題不解決,整個(gè)望遠(yuǎn)鏡建設(shè)就得停滯。商討之后,我們決定進(jìn)行一次大規(guī)模的鋼索疲勞性能實(shí)驗(yàn)研究。”
在南仁東指導(dǎo)下,姜鵬帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì),開始了一場(chǎng)長(zhǎng)達(dá)兩年的大規(guī)模鋼索疲勞實(shí)驗(yàn)。他們?nèi)找姑鳌⒎磸?fù)測(cè)試實(shí)驗(yàn),經(jīng)歷近百次失敗后,終于研制出超高耐疲勞鋼索,成功支撐起“中國(guó)天眼”的“視網(wǎng)膜”。
就這樣,憑借著執(zhí)著與堅(jiān)毅,姜鵬帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻克一道又一道難關(guān)。
2017年,“中國(guó)天眼”進(jìn)入調(diào)試階段。望遠(yuǎn)鏡建成后能不能用、好不好用,關(guān)鍵就看調(diào)試能否成功。
口徑500米的“天眼”,在調(diào)試之初龐大又脆弱,牽一發(fā)而動(dòng)全身,稍有閃失,就可能功虧一簣。那段日子,姜鵬的神經(jīng)一直緊繃著,隨時(shí)都有各種意想不到的突發(fā)問題需要解決。向來“心理素質(zhì)很好”的他體重開始直線下降,跌到了歷史低值。
“這期間有太多難忘的瞬間。”回憶往昔,姜鵬很是感慨,“每當(dāng)我迷茫的時(shí)候,都是團(tuán)隊(duì)的成員們給我力量和幫助。在大家的努力和支持下,我們最終順利完成了調(diào)試任務(wù)。”
2017年8月27日,“中國(guó)天眼”第一次實(shí)現(xiàn)了對(duì)特定目標(biāo)的追蹤觀測(cè),穩(wěn)定地獲取了目標(biāo)源射電信號(hào)。那一刻,大伙心里的石頭終于落了地。
希望“中國(guó)天眼”產(chǎn)出更多科學(xué)成果
從1994年選址到2016年正式建成,“中國(guó)天眼”團(tuán)隊(duì)用了22年。
“我們的青春很特別。”每每回憶起這段經(jīng)歷,姜鵬不禁心潮澎湃。
在外人看來,曾經(jīng)身為南仁東助手的姜鵬一定是對(duì)南先生言聽計(jì)從的。但姜鵬卻告訴記者,為了建好“中國(guó)天眼”,他幾次“違抗”了南先生的意愿。
其中一次,是關(guān)于“中國(guó)天眼”索網(wǎng)顏色的選擇。當(dāng)時(shí),南先生希望選擇白色。他覺得白色的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)會(huì)賦予工程一種融入自然的宏大和美感。姜鵬則認(rèn)為,對(duì)于索網(wǎng)材質(zhì),加入任何顏色都會(huì)影響材質(zhì)純度,進(jìn)而影響索網(wǎng)的壽命。所以,他據(jù)理力爭(zhēng),堅(jiān)持將顏色定為材質(zhì)的原色——黑色。
“最終,南先生同意了我的意見。”姜鵬說,“南先生對(duì)工作要求嚴(yán)格,愿意傾聽大家的意見,只要你講得有道理,他就會(huì)接受,并且從不會(huì)把這些爭(zhēng)執(zhí)放在心上。”
這種品質(zhì)也深深影響著姜鵬。如今,身為“中國(guó)天眼”運(yùn)行和發(fā)展中心總工程師,他在做各種決定時(shí)既有自己的主見,也愿意傾聽和接受正確的意見、建議。
“我非常重視個(gè)體,尊重每一個(gè)人。”姜鵬說,“只有保障好團(tuán)隊(duì)里每個(gè)人的利益、充分發(fā)揮每個(gè)人的聰明才智,才會(huì)讓整個(gè)團(tuán)隊(duì)具有更強(qiáng)大的凝聚力和戰(zhàn)斗力。”
今年是姜鵬加入“中國(guó)天眼”團(tuán)隊(duì)的第十三個(gè)年頭。在這期間,他與同伴們住過簡(jiǎn)陋的活動(dòng)板房,經(jīng)歷過各種惡劣天氣,品嘗過無數(shù)次測(cè)試失敗——當(dāng)然,也迎來了科學(xué)的花開。截至目前,基于“中國(guó)天眼”數(shù)據(jù)發(fā)表的高水平論文已有120余篇,所發(fā)現(xiàn)的脈沖星數(shù)量超過660顆,發(fā)現(xiàn)了迄今為止唯一一例持續(xù)活躍的重復(fù)快速射電暴。
宇宙浩瀚、星河燦爛,“中國(guó)天眼”的征程才剛剛開始。說到未來,姜鵬表示:“希望‘中國(guó)天眼’產(chǎn)出更多的科學(xué)成果,為人類文明貢獻(xiàn)更多‘中國(guó)智慧’。”
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