□ 南京日报/紫金山新闻记者 朱旖旎 徐宁 通讯员 钱轩弘
创新故事
曾经专攻地面转台研发设计的元杰怎么也不会想到,有一天他研发设计的产品,能跟随火箭一起上天,还能让卫星之间的“对话”更加精准。日前,记者在栖霞区金港科创园7栋南京英田光学工程股份有限公司的实验室里见到了39岁的机械工程师元杰,实验室的玻璃窗外,树影在风中摇晃,而他的视线始终锁定电脑屏幕上的三维建模界面。
“这是卫星激光通信系统的核心部件——精密转台,它能在真空、辐射、剧烈温差的极端环境中准确地指向另一颗卫星上的目标,确保相隔数千公里的卫星间激光束能够长时间持续‘握手言谈’。”元杰的语气间满是骄傲。
作为机械设计制造专业出身的工程师,元杰的职业生涯曾经历过一次重大转折。2023年,他从杭州某研究所转战南京商业航天领域时,这个习惯与地面设备打交道的河南汉子坦言转型压力不小,“地面设备和星载设备在技术要求上有天壤之别,而且地面设备出现问题后可以进行现场维护,但星载设备上天后就没有这个条件了。”因此,他们在地面就要确保设备“零瑕疵”。
元杰指着屏幕上的三维建模,向记者解释其中的攻坚难点。相对于作用距离只有几十公里的地面跟踪系统,卫星激光通信系统作用距离达到几百甚至几千公里,对转台的精度要求更高。其次,转台作为一种精密设备,对冲击和振动非常敏感,需要非常“健壮”才能经受火箭发射过程中的剧烈冲击和振动而不损坏或丧失精度。此外,出于发射经济性、效率、卫星寿命和对卫星平台适应性等多方面的考虑,转台要设计得更小、更轻。这些条件相互制约,使设计过程极具挑战性,必须通过不断优化和权衡才能找到最佳解决方案。
前不久,元杰参与研发的车载移动激光通信地面站成功交付,极大提高了星地激光数传的可靠性和稳定性,为我国在星间、星地融合构建超高速光网传输领域奠定了坚实的技术基础。“这类项目创新性很高,在研发过程中,为了满足各方面的严苛要求,需要进行技术创新与多学科协同。首先,需要在技术上实现突破,采用先进的设计理念和方法,确保系统性能达到或超越预期目标;其次,需要跨学科协作,整合不同领域的专业知识,解决复杂的技术难题;最后,通过全面的测试和验证,确保系统在各种极端条件下的适应性和可靠性。”元杰说,每个项目都需要长时间跟进,产品在研发、落地、批量生产之前,会经历非常漫长的过程,不断更新迭代,“既需要耐心,同时也必须持续不断学习,公司经常会组织内部交流学习,还会邀请外部专家前来培训。”
为了更专注研发,两年前刚来到南京时,元杰还住在园区的宿舍里,每天和技术难题、交期作斗争。在一次次攻坚克难中,英田光学相继参与了“嫦娥工程”“天问探火工程”“祝融号”“神舟十二号”“海洋二号”“实践十三号”“行云工程”“虹云工程”和“EAST人造太阳”等多个国家重大项目建设,团队所提供的卫星激光通信终端、精密光学元件和组件、光机电一体化仪器及系统,广泛应用于航天航空、科学技术研究等领域。
日前,吉利卫星、千帆星座首批组网卫星等发射升空,中国“星链”蓝图逐渐展开。“看到我研发的转台跟随火箭升空,感觉就像目送自己的孩子开启星际远征。”元杰说,他的梦想是让中国卫星的“太空对话”始终保持高清畅通。
记者了解到,像元杰这样的年轻工程师,英田光学有50余人,他们就如同天上的卫星一样,在“轨道”里闪闪发光。
南京“研”值
近年来,南京充分发挥电子信息、智能制造、北斗产业园等方面的比较优势,积极推动卫星产业快速发展,重点打造江宁区、江北新区、雨花台区等产业集聚区,鼓励其他板块结合自身产业发展实际,积极培育和壮大商业航天产业发展能级。
目前,南京在上游研发设计和卫星制造环节,中游运载火箭整箭制造、卫星地面设备制造、火箭发射及卫星在轨寿命保险等环节,下游卫星消费服务、卫星固定服务、卫星通信、卫星遥感、航天飞行管理等卫星应用及运营环节均有布局,涌现出不少产业链代表企业。去年出台的《南京市培育发展商业航天产业行动计划》,进一步推动产业链上下游企业集聚发展、应用场景高效挖掘和产学研用协同创新,加快推进全市商业航天高质量发展,积极打造具有全国影响力的商业航天产业创新中心和发展高地。
产业科普
商业航天产业是前景广阔的战略性新兴产业,也是国家重点布局的“关键棋”,是指采用市场化机制,以获取商业利润为首要目标而开展的航天活动,涵盖卫星制造、火箭制造、卫星应用等领域。