欢迎访问哈尔滨工业大学新闻网!

俱怀逸兴壮思飞——哈工大与中国航天60年

2016年10月08日 11时12分03秒浏览次数:15144

哈工大报讯(刘培香 闫明星 吉星 张妍 刘忠奎/文 冯健 兰锐 王若维/图)1956年10月8日,国防部第五研究院的成立,标志着中国航天事业正式诞生。经过60年发展,中国航天从无到有、从小到大,正在向建设航天强国的目标阔步前行。中国航天事业创建60周年之际,让我们回顾哈工大与中国航天事业共同走过的60年风雨历程,共同走进哈工大人的航天梦、强国梦——


庄子云:北冥有鱼,其名鲲。鲲之大,不知其几千里也;化而为鸟,其名为鹏,鹏之背,不知其几千里也;怒而飞,其翼若垂天之云……水击三千里,抟扶摇而上者九万里……

1956年,中国第一个导弹火箭研究机构——国防部第五研究院成立,标志着中国航天事业的创建。从1956到2016,中国航天事业走过了一个甲子,哈工大与中国航天始终携手共进:从“两弹一星”到载人航天、嫦娥探月;从老一辈航天校友建立卓越功勋到今天风华正茂的学子积极投身航天事业;从航空工程系正式组建到中国高校第一个航天学院建立;从“试验一号”卫星遨游太空到“紫丁香二号”纳卫星飞天圆梦……一代又一代哈工大人心怀强国梦、航天梦执著前行,与祖国同骄傲,与航天共自豪;哈工大像展翅的鲲鹏,乘航天事业大发展的东风,扶摇直上九万里……

回首走过的航天历程,几多艰辛几多辉煌;

展望未来的航天之路,几多梦想几多机遇……

会当水击三千里

——哈工大与中国航天的历史渊源

回眸历史,在中国航天诞生的“元年”——1956年,哈工大就开始探索由民转军的新路子。

1956年1月,党中央召开知识分子工作会议,号召全党“向科学进军”,指出“人类正面临着一个新的科学技术和工业革命的前夕”“要发展尖端技术”……哈工大校长李昌参加会议并作了发言,会后组织学校中层以上干部研究如何响应党中央发出的向科学进军的号召办好哈工大。

学校于1956年春决定着手为拟办尖端专业培养师资,并于1956、1957年两次报请高教部批准增设电表与电测技术、数学及计算仪器、自动控制等新技术专业。

1958年,哈工大在建立尖端技术专业、实施由民转军发展战略的征途上又有了新的历史机遇。当年9月15日,邓小平总书记率李富春、杨尚昆等一行视察哈工大,指出:“大厂大校要关心国家命运,高等学校要成为突破科学技术的基点之一。”“只搞勤工俭学,不搞尖端,就是生产一个亿也不能算完成任务。”由此拉开了哈工大与国防(航天)结缘的序幕。

同年9月下旬,第一机械工业部赵尔陆部长指示:哈工大要搞尖端,要增加一些新专业。10月,经第一机械工业部和教育部批准,哈尔滨航空工业学校合并到哈工大,成立哈工大航空工程系。

1959年3月4日,哈工大航空工程系举行成立大会。同年5月18日,自动控制系举行成立大会。哈工大深沉、凝重的气质上第一次写下了天空的色彩。

1960年,哈工大由第一机械工业部划归到第三机械工业部领导。1961年3月,哈工大划归到国防科委领导,向着国防(航天)的方向迈出了新的一步。

据老一辈哈工大人回忆,哈工大转型期间的第一件大事就是调整学科与专业设置。国防科委领导亲自抓,聂荣臻元帅为此召开专门工作会议,对哈工大的学科和专业设置作了细致的研究。随后,学校调动了一批专家,组建了工程力学系(又称“老五系”),以敢学、敢闯的精神,为哈工大开拓了一段新的征程。

除了新建的航空工程系和工程力学系,哈工大还陆续扩建和新建了自动控制及无线电系、工程物理系、工程数理力学系等系以及与航天工程有关的一批尖端专业,为培养工业科学技术人才和尖端科学技术人才创造了必要的条件。

踌躇满志的同时,大家心里也有一种困惑:要搞航天,那么民用专业怎么办?

“我们不能理解成纯粹的以航天为主,而应该是航天民用相结合,以学科专业、通用专业为国防(航天)服务。”国防科委有关领导说。

聂荣臻元帅也亲自指示:“凡有特色的专业,不管民用航天,都得保留!”一句话拨开迷雾。

“多学科、多专业、大航天、大协作!”哈工大的目标已十分明确。

这就是哈工大转型期的定位。这个定位和目标为哈工大今日的腾飞与辉煌奠定了坚实的基础。1962年,哈工大完成重要的战略转折,走上了一条具有航天特色的综合发展之路。

然而历史的道路总是曲折前进的。就在哈工大经历了第一个黄金时代,以一飞冲天的豪情壮志向着航天事业迈进的时候,“文化大革命”开始了。经历了一次伤筋动骨的南迁北返和院系调整,航空工程、工程力学、工程物理等系相继外调到其他院校,许多专业教师被分到北航、南航、西工大、清华等校,致使尖端专业的学科建设和科研几乎处于瘫痪状态,可谓元气大伤。

这期间哈工大承担的“陀螺漂移测试台”取得了突破性成果,为后来很多航天项目的研究和哈工大惯导测试设备研制中心奠定了坚实的基础。同时,哈工大在离心机、三轴台、动平衡机、卫星仿真装置、卫星姿态仿真台等方面的研究也取得了重要成果。尤其是哈工大已故中科院院士马祖光教授,在激光光谱学和激光在航天等领域的应用方面作出了突出贡献。

1981年,领导哈工大的八机总局(第八机械工业部)与第七机械工业部合并,哈工大归第七机械工业部(1982年正式改为航天工业部,1988年改为航空航天工业部,1993年改为航天工业总公司)领导。航天工业部正式接管哈工大的时候,哈工大正处于举步维艰的境地,南迁北返后人心浮动,职工住房极度紧张,学校里出现了一股“雁南飞”的潮流。在这种情况下,时任航天工业部部长郑天翔、副部长陆平等全力支持,用部长基金拨给了哈工大1000多万元,建房2万多平方米,解决了教师的住房等问题。这一大旱逢甘霖般的紧急措施,终于把教师们安顿了下来。

1999年,国防科工委、教育部、黑龙江省人民政府签署三方重点共建哈工大协议,为哈工大的发展建设掀开了新的一页。2008年,哈工大划归新成立的工业和信息化部领导。在工业和信息化部的大力支持下,哈工大取得了快速发展,立足航天、服务国防的理念与特色更加凸显,为我国航天事业培养了一大批优秀人才。

沉舟侧畔千帆过。从1983年起,哈工大从预研开始,利用学校的综合优势,经过“六五”打基础、“七五”上规模、“八五”上水平,开始了与中国航天的亲密互动。而后,哈工大承接的高精度加速度计测试台、高精度陀螺漂移测试台和高精度惯导平台测试台等项目,都是国家重大工程中的重中之重。而哈工大双院士刘永坦教授当时研制的我国第一部具有世界先进水平的新体制雷达,作为重大标志性项目为学校赢得了荣誉。

1986年3月,“863”高技术发展计划的正式启动为中国的载人航天开辟了道路,哈工大成为“863”计划的重要角色;1992年9月21日,“921”载人航天工程正式立项,让哈工大人找到了新的奋斗航向。

1987年6月7日,航天工业部领导、黑龙江省市领导、各界专家学者欢聚一堂,庆祝中国高校第一个以培养高级航天专门人才和从事航天高技术研究为主的学院——哈工大航天学院诞生,开创了哈工大服务航天的新局面。从此,哈工大与中国航天的关系更加密切。

“我这一生只做了两件事:一是做了点学问,培养了一批队伍,在所从事的领域推动了复合材料学科的发展;二是在航天学院的建立过程中,实现了自己的愿望。”航天学院第一任院长杜善义院士深情回忆航天学院走过的历程,感慨良多,“可以说,航天学院的成立,不仅在哈工大的历史上,在中国的航天史上、航天教育史上也是一个里程碑。”

经过数十年的发展,今天的哈工大已经形成了多个学院、多个学科相互融合、共同服务航天事业的“大航天”格局。从神舟一号到神舟十号,哈工大先后有500多名教师和技术人员参与相关研究工作,50余项研究成果应用到载人航天的各个领域。哈工大及其科研团队、科研工作者分别荣获了“中国载人航天工程协作贡献奖”、“中国载人航天工程突出贡献集体奖”、“中国载人航天工程突出贡献者奖”,成为唯一同时获得这3个奖项的高校。2011年,学校被人力资源和社会保障部、工业和信息化部、国防科工局、总装备部授予“中国载人航天工程突出贡献集体”,是35家获奖单位中的唯一高校;2012年,学校荣获“天宫一号与神舟九号载人交会对接任务成功”纪念奖牌。

历尽天华成此景。回顾哈工大的发展历史,无论过去、现在还是未来,哈工大始终与中国航天事业同频共振、始终与中国航天精神一脉相承、始终与中国航天协同创新。在助力航天梦的路上,哈工大人的脚步从未停歇。

九万里风鹏正举

——哈工大与中国载人航天

“我们为了神舟飞船的研制共同奋斗了多年,哈工大为神舟号做出了自己的贡献,在我们就要取得胜利的时候,你们一定要来(分享成功的喜悦)!”在举世瞩目的神舟五号发射前夕,哈工大领导受邀到酒泉卫星发射中心亲历飞船升空的历史时刻。

从第一颗人造卫星,到载人航天,再到嫦娥探月……浩瀚深邃的宇宙写下中华儿女不停跋涉的探索足迹,也写下哈工大执著不息的探索历程。哈工大今天赢得的荣誉,缘于多年来立足航天、服务国防的历史,也缘于神舟号系列飞船研制过程中多项技术难题的攻破——

KM6:为神舟签发“通行证”

KM6是世界第三大真空容器,是一个非常艰巨、困难的工程。哈工大用自己的实力和坚忍不拔的精神,组成多学科的研制队伍,并选择全国一流的企业、一流的专家队伍和一流的施工队伍进行大协作,解决了超大法兰盘、超大封头的成形、焊接和大型构件现场精加工等多项技术难关。总工程师王仲仁教授、常务副总指挥王尔德教授和王若维高工……他们仅用3年时间,以最好的质量和最快的速度圆满完成了这项国家重大科研项目——“KM6工程”,并获国家科技进步奖二等奖。KM6的成功,使神舟的成功发射有了坚实的保障。高22.4米、直径12米的KM6是北京唐家岭工地上建立起来的第一个庞然大物,也是航天城的第一个巨人。

焊接:为返回舱“整容”

返回舱返回地面经过大气层时,会因摩擦而产生高温,所以必须在返回舱的金属压壳外加一层防热保护层。为此,金属壳体的焊接变形就必须控制在相当高的精度范围内。哈工大焊接老专家田锡唐教授提出采用“逐点挤压焊缝法”来控制变形,解决了这一技术难题,并特别向中国空间技术研究院推荐了焊接专家钟国柱教授和从事“逐点挤压矫形法”研究的郭海丁,他们共同设计并研制了多用途焊缝逐点挤压矫形机。在攻关过程中,钟国柱教授和郭海丁教授应用和发展了焊缝逐点挤压和风动锤击矫形法,在很短时间内就成功地把返回舱的尺寸和形状、精度控制到完全符合设计的使用要求,确保了我国神舟号飞船能够顺利地按计划执行发射任务。

三轴仿真转台:为神舟铺个“轨道”

神舟号飞船要想以相当高的精度完成飞行,并在预定地点返回,其控制系统必须经过充分的地面模拟。哈工大王常虹教授带领的课题组承担的“OUT型三轴仿真实验闭式转台及其所构成的仿真系统”是地面模拟系统中不可或缺的组成部分,该系统用于飞船进行地面试验时,与仿真计算机、地球模拟器和太阳模拟器一起构成卫星(飞船)的闭路仿真和测试系统。如果说飞船是列火车,那么该系统就是火车的“铁轨”,保证飞船在轨道上精确运行。哈工大人以敢于迎接挑战、敢于拼搏奉献的精神,提前1个半月完成了项目,得到高度评价。

容错计算机:为神舟安装“大脑”

神舟数管容错计算机是专用计算机,具有自检测、自纠错的能力,可为飞船提供高可靠性的数据管理。技术难度很大,靠进口是不可能的。哈工大杨孝宗教授带领的课题组以短短9个月的超常速度(按常规应两年完成),与航天总设计部合作完成了“载人飞船数据管理分系统主控容错计算机”的研制,促进了整个系统联调的进程。从总体方案设计、具体软件设计到最后组装设计、焊接、调试,从三级通信到电子盘应用等,都是课题组自主研发的。

故障诊断系统:为神舟配个“医生”

故障诊断系统是保证飞船在运行过程中及时检测并排除故障、保证航天员安全的不可缺少的系统。以黄文虎院士为首的哈工大动力学与控制研究所,提出了采用“天地一体化”设计思想的飞船“故障诊断”系统的可行性论证方案,包括故障检测、诊断、隔离和恢复4个过程。飞船上天以后,地面有一个与在轨飞船同步运行的模拟“飞船”系统。当轨道上的飞船发回的信号出现不正常时,地面指挥部通过“故障诊断”系统进行诊断,找出故障源,并在地面同步运行的“飞船”上进行验证,确认在此故障源下复现所检测的不正常现象,此时才能向轨道上的飞船发送指令,按指定的措施启动飞船上的装置自动排除故障。整个过程不需要航天员的参与,完全自动化。

宇航服系统:和宇航员亲密接触

哈工大独立研制的宇航服关节阻尼力矩机器人测试系统也填补了国内空白,达到了国际领先水平。刘宏教授主持研制的这套“造价较低,安全性较高”的系统,利用测量机器人的测量原理,将多维力力矩的传感器与测量系统融为一体,可以在不改变宇航服任何结构的状态下,模拟人类感觉,检测服装各关节的灵活性,然后利用三维图形仿真技术,将整个模型的建立过程及测量过程直观逼真地反映出来,为宇航服的设计加工提供了可靠的参数,使宇航服的灵活性检验一次完成。

海上应急浮囊系统:为神舟号返回护航

由哈工大航天学院复合材料研究所研制的海上应急浮囊系统,也是神舟号飞行试验考察的子系统之一。该系统是当返回舱应急返回到海上时,为返回舱提供稳定保障。复合材料研究所自2000年就开始了海上应急浮囊救生系统的研制,他们提出了创新的结构设计方案,采用了新型的材料和工艺,保证了浮囊系统在工艺和技术上的可行性、可靠性,而且易于操作、包装运输方便。

太阳帆板堵转研究:为神舟解难

太阳帆板是飞船的“发电场”。飞船飞行时,主要借助太阳帆板吸收太阳能为飞船提供电力。但太阳帆板在运行过程中极易出现“偷停”现象(即堵转)。一旦发生“堵转”,飞船将失去运转的动力,后果不堪设想。哈工大刘暾教授等带领课题组承担了神舟号飞船的太阳帆板分析和堵转研究两个课题,对太阳帆板及其驱动系统的参数进行了8个月的计算分析,首次揭示了影响“堵转”的主要因素,阐明了“堵转”出现的原因,给消除“堵转”创造了条件,研究成果直接应用于神舟系列飞船太阳帆板驱动系统,被专家鉴定为达到国际先进水平。

座椅支撑系统:为航天员排忧

在神舟号飞船上,航天员乘坐的支撑椅通常不被大众关注,但它却起着支持航天员睡、卧等重要活动的作用。哈工大材料学院张凯锋教授等专家与北京卫星总装厂合作,利用超塑性研究的先进技术,科学地解决了支撑椅的难题。张凯锋教授进行超塑成形气压自动控制的软硬件研制工作,开发了超塑成形气动自动控制系统,实现了零件在超塑成形时所用气压的智能控制。他自行研制的刚粘塑性壳有限元软件还被用于返回舱大球底的吹制控制研究。同时,他还开发了超塑成形厚度分布控制技术,解决了大球底等部件的厚度不均匀的难题。

地面失重训练用模拟失重训练水槽:人工造就水中天

“地面失重训练用模拟失重训练水槽”是航天员太空出舱活动和长期有人驻守的空间站航天员在地面进行模拟失重训练用的重要和必要设备。神舟七号航天员在地面利用水槽中“水的浮力抵消重力”而进行模拟失重训练后,能完全掌握在太空失重环境下进出空间站和飞船轨道舱以及在舱外活动、工作的技能。哈工大特种容器设计与制造研究所承建了“模拟失重训练水槽”槽体项目,由冯吉才任总师、张凯峰任副总师、王若维任总指挥。项目突破了大尺寸薄壁筒体的焊接和安装技术,大尺寸大厚度照明窗、观察窗法兰和薄壁水槽筒体的焊接技术等一系列技术难题,为神舟七号任务的完成奠定了坚实的基础。

水平舱环控系统改造:帮航天员提前适应轨道舱生活

在神舟七号载人飞船科研攻关中,哈工大承担的一项重大科研项目是航天员舱外航天服的地面试验系统,其中气动技术中心包钢教授带领的课题组负责的“水平舱环控系统改造”和“紧急复压系统”两项工作,这两个系统都是航天员舱外行走必不可少的试验项目。

水平舱即载人航天“人(航天员)舱(轨道舱)服(舱外航天服)”地面试验舱。课题组负责水平舱环境控制系统的改造工作,即负责为“人舱服”试验提供合适的环境控制。该环控系统模拟太空环境,提供被试验的轨道舱及航天服内气体的氧氮比、压力、温度等环境,在保障航天员生命安全的前提下,使航天员提前适应在轨道舱中的生活。

航天员身着航天服进舱进行试验时,舱内被抽成真空。倘若航天服发生泄露,航天员就会暴露在真空状态,非常危险,甚至危及生命安全。在这种状况下,舱门不能及时打开,就需要紧急复压系统恢复舱内大气压,使之达到适合人类生存的气压值,紧急抢救航天员。这两个系统都顺利通过验收。

舱外航天服低压试验舱:模拟空间环境

舱外航天服在组装制造的各个阶段,要无数次地进行空间环境试验,太空出舱航天员也要多次身着舱外航天服进入空间环境模拟设备进行试验和训练。哈工大特种容器设计与制造研究所承担的舱外航天服低压试验舱的制造任务,能够在地面模拟出一个高真空、超低温的空间环境。课题组克服了容器在工厂整体制造、超大部件公路运输、快开大门设计制造、现场特殊位置整体吊装等难题,于2007年8月交付中国航天员科研训练中心投入使用,为我国舱外航天服的研制和神七航天员的空间环境试验、地面着装训练做出了重要贡献。

航天员出舱用反光镜体项目:出舱英雄张“慧眼”

反光镜体与弹性腕带配合,可以方便地套系在使用者的手腕部分,供航天员观察面窗视野之外的物体,对于航天员顺利完成出舱活动有着重要的辅助作用。该项目技术难度很大,材料要求具有轻质、高刚度、反光率高、空间环境下尺寸稳定高、空间性能好等特殊要求。哈工大金属基复合材料与工程研究所所长武高辉教授带领攻关小组,与用户紧密合作,逐次攻破了材料的设计制备和后处理、反光镜体的加工、镜面表面处理等关键技术难题,按照ISO9001质量认证体系标准完成了该项目的研制生产任务,获得了用户单位的高度评价。该类镜体材料为世界首次采用,反光率及镜体的尺寸稳定性超过了美、俄的同类产品,达到了世界先进水平。

水升华器:打造安全航天服

水升华器是舱外航天服的核心部件,控制着航天服内侧的温度、湿度及压力,其安全性和可靠性能的好坏直接关系到航天员的生命安全。该构件采用薄壁铝合金焊接制造,结构复杂,要求焊接变形精度极高。为了攻克焊接技术难关,哈工大冯吉才、何景山、张秉刚等人组成研究小组,与航天医学院工程研究所共同努力,对电子束焊接的设计方案进行了完善,突破了电子束焊接熔池图像传感与质量监测、密闭接头的熔透控制和焊接应力变形控制,形成了具有自主知识产权的焊接新技术,研制出了水升华器组件,并实现了小批量生产。

内高压成形:让航天服更轻更灵活

航天员出舱行走,要靠航天服保证其生命安全和运动自如。航天服要求高可靠性、高灵活性和尽可能轻的重量,同时还要能够承受相当大的内、外压力,因此在设计航天服时,对结构整体性和轻量化提出了苛刻的要求,航天服中各种结构件都要求尽量减少焊缝,避免焊接质量问题影响整体可靠性,还要在保证强度要求的基础上尽量薄,以便减轻重量。哈工大苑世剑教授课题组采用多年潜心研究的内高压成形技术来攻克这些复杂零件的制造难题,保证了内高压成形件的壁厚要求和尺寸精度,不仅具有零件精度高、重复性好和可靠性高等优点,而且由于节省了后续的焊接工序,降低了零件的制造成本。我国在世界上首次采用内高压成形整体零件,标志着我国在航天服金属结构制造技术方面处于世界领先地位。

CCD光学成像敏感器:天神“牵手”中的眼睛

人类寻找目标的最直观方式就是用眼睛去看,在太空中的“牵手”也需要精确地找到对方才能完成。哈工大图像信息技术及工程研究所李金宗教授课题组与中国航天科技集团五院502所合作,给天宫一号装上了“眼睛”,这就是CCD光学成像系统(CCD标识与定位系统)。这套系统的作用就是在目标飞船(天宫一号)和跟踪飞船(神舟八号等)两个空间飞行器对接口之间近距离至零米范围内自动、实时地完成反杂光干扰和标志识别、三维相对位置及其相对平移速度、三维相对姿态及其姿态角速率的测量,为两个空间飞行器实现在轨交会对接准确导航。课题组研制的目标标志器具备稳定性高、可靠性强等优势,并能够在强阳光、强辐射等恶劣环境中正常工作。该技术还填补了国内空白,处于世界领先水平。

九自由度运动模拟系统:为天神“牵手”精准定位

天神“牵手”要在高速飞行的条件下完成,位置稍有偏差都可能“擦肩而过”,甚至“迎面相撞”。因此交会过程中必须实现精准定位,调整好双方的姿态才能顺利完成任务。这就需要在实施对接之前,导航、制导与控制系统应使飞行器的相对位置、相对姿态及相对速度都达到符合要求的技术状态。哈工大控制与仿真中心姚郁教授课题组研制的九自由度运动模拟系统就是用于模拟交会过程中神舟八号和天宫一号空间运动的地面仿真设备,主要包括目标三轴台、追踪三轴台、三维平动系统3部分,这3个部分联动实现了“牵手”位置的精准定位。课题组突破了机械结构设计、驱动与控制、测量与标定、高速实时通信等多项关键技术,其综合指向精度指标达到国际领先水平。

空间对接机构热真空试验台:营造太空“牵手”环境

天上“牵手”并不容易。因为太空环境非常恶劣,飞行器以相当于地面每秒7.9千米以上的高速飞行,高真空,微重力,会出现许多我们在地面上难以想象的问题。比如在地面环境中轻易不会粘合在一起的金属块,在高真空的太空中会像粘合剂粘在一起甚至焊在一起那样无法分开,这就是“冷焊现象”。为了让“天神”能够适应这种环境,哈工大机器人研究所和上海805所合作研制了空间对接机构热真空试验台。这种试验台实现了全六自由度模拟、全电动控制,也使我国成为世界上第三个在专用操作室三维虚拟环境下采用遥操作技术的国家。这是我国第一次在真空罐内实现大型对接模拟试验,也是国内首次实现大型地面动态测试设备在真空条件下的试验测试。

对接机构综合试验台运动模拟器:模拟真实“牵手”

空间对接过程的地面模拟对于对接机构综合试验台运动模拟器的各项性能指标均提出了极高要求。对接机构综合试验台要求对接机构综合试验台运动模拟器具有超大空间六自由度运动能力、超长工作行程、高系统频宽、高定位和轨迹复现精度、模态各向同性好、低速稳定性好、高实时性、耦合小和安全可靠等特点。哈工大电液伺服仿真及试验系统研究所所长韩俊伟教授带领项目组刻苦攻关,与上海805所合作,解决了对接六自由度运动模拟器超大工作空间、高精度、高响应和低速稳定等挑战性技术难题。项目的成功研制实现了载人航天空间动态对接过程地面模拟试验最重要的技术保障,为对接机构的研制、实验和鉴定奠定了基础。六自由度运动模拟器挑战性技术难题的顺利解决,也使我国独立自主地掌握了世界顶尖六自由度运动模拟器的高度集成制造技术,在这一领域走在世界前列。

空间对接机构恢复性能测试台:上天前的健康检测

对接机构从出厂到不同地点作模拟试验,要在厂房、基地之间装卸、运输,对于高精度的模拟试验而言,任何微小的型位变化都可能影响对接机构的性能出现变化,从而导致模拟试验失败。为此,哈工大机器人研究所和上海805所合作,成功研制了空间对接机构恢复性能测试台。科研团队在试验台的方案设计阶段提出模块化设计思路:研制出的测试台软件使操作简易、灵便,使各地技术员都能够迅速掌握;人机界面上采用基于操作向导的人性化设计,每一步都有明确指示,简便易懂,保障了对接机构的安全性。项目组已交付的3台恢复性能测试工装,为对接机构各个阶段的恢复性能提供了测试保障手段。

整机特性测试台:“牵手”机械结构的精度“标尺”

在攻克动态模拟试验和测试之前,哈工大机器人研究所曾在2000年与上海航天八院合作,开始了对神舟飞船的单元部件的测试工作,并于次年着手研制整机特性测试台。这个高5米多,具有6个自由度的测试台主要测试对接机构装配静态力学性能,功能目标是做对接机构的整体力学和精度测试。这是我国研制的第一台对接机构整机测试大型专用设备。整机特性测试台于2003年底交付使用,至今已经成功进行了上千次测试工作。

对接机构总装、总调关键测量装置:对接机构量产的“催化剂”

如果对接机构的安装调试还是以人工操作为主,装配和调试效率较低,通常调试一台对接机构需要几个月时间。这将影响到实验的进度要求,于是哈工大机器人研究所和上海航天八院开始合作研制对接机构总装、总调关键测量装置。该调试台就像监视器一样,在清晰观察画面中的人和物体的同时,可以及时发现装配、调试过程是否出现问题。该项目实现了装调过程中对对接机构姿态的随动跟踪和实时测量,突破对接环姿态一致性和锁系同步性的要求,大幅度提升对接机构总装总调效率、装调和质量稳定性。这一关键项目的成功实现了对接机构在装调过程中信息的自动采集、测量分析、结果描述,同时作出及时快速的调整。这样不仅实现了安装、调试的自动化操作,减少了人为因素和经验依赖性,还保证了对接机构性能保障的一致性,实现对接机构的量产。机器人研究所赵杰教授带领项目组团结协作、刻苦攻关,解决了在技术、管理和工艺等方面遇到的一系列难题,团队刻苦攻关、不怕吃苦的精神也在航天八院留下了良好的口碑。

对接锁系及钢丝绳锁紧力松弛规律与寿命试验:保障飞船安全性

太空“牵手”实际上是通过两个飞行器上对接机构中对接锁系及同步传力钢丝绳的相互作用,使两个飞行器间产生连接力,压紧对接框面上的密封材料,实现两个飞行器间的刚性连接和密封。由于对接锁系及钢丝绳锁紧力较大,在太空环境中温度剧烈变化的作用下,会发生缓慢的蠕变与应力松弛。若锁紧力松弛到某一临界值就可能导致飞行器的气密性下降,进而威胁航天员的生命。因此,必须研究这种对接锁系及钢丝绳应力松弛的规律,以确保飞船的服役寿命和安全可靠性。哈工大空间环境材料行为及评价技术实验室何世禹教授课题组系统研究了不同恒定温度及交变温度场环境作用下,对接锁系及钢丝绳锁紧力松弛规律,获得了应力松弛导致气密性下降而失效的寿命预测模型,为长寿命飞行器试验评价提供了有效的技术途径。研究成果成功应用于对接机构的制造工艺改进。

载人运输飞船训练模拟器视景显示系统:把太空环境“搬”到地面

载人飞船进入太空飞行前,驾驶飞船的航天员需要熟练掌握飞船的技能,从安全和经济方面考虑,通常在地面环境下采用模拟手段训练航天员。因此航天飞行训练模拟器就是训练航天员驾驶飞船的重要地面设备之一,而训练模拟视景显示技术则是飞船训练模拟器中的关键技术之一。哈工大光学目标仿真与测试技术研究所康为民教授课题组承担的载人运输飞船训练模拟器视景显示系统的模拟飞行效果达到了国内领先、国际先进水平。研究团队刻苦攻关,努力解决了模拟亮度低、图像畸变等难题,采用反射式无限远视景生成机理及像差修复技术,成功研制出训练模拟器视景显示系统。该系统具有图像清晰、纵深感强、成像距离远等优点,是一种高性能的非瞳孔形式的光学显示系统。通过该视景显示系统成像装置,能够反射生成无限远的地球纹理图像,供航天员观察到无限远距离的均匀、清晰、高亮度的地球纹理图像,用于航天员模拟飞行训练。

空间生命科学与航天医学研究:为航天员健康提供防护

深空飞行和载人行星际探测过程中面临的复杂空间环境存在多种极端因素,尤其是失重和粒子辐射对空间生命体可导致严重的机能紊乱或不可逆损伤,成为限制深空探索的主要原因,同时也制约着空间防护技术的发展以及有效防护措施的建立。为抢占空间资源和相关研究的制高点,增强综合国力,建立和发展针对航天员工有效保障和健康防护的策略是空间生命科学亟待解决的问题之一。哈工大生命科学与生物技术学院李钰教授带领课题组,建立了敏感的空间环境快速响应生物剂量分子检测技术,为开展深空飞行中航天员的健康和医学保障提供有效的生存安全数据,并且进一步探讨和评价了抗氧化剂等药物对模拟辐照和模拟失重环境下的心肌细胞的防护作用,为向航天员健康防护提供有针对性的防护药物奠定了基础。

从火箭“心脏”到“血管”,从搭载飞行器再到返回舱

多项技术成果助力“长征七号”首飞

2016年6月25日晚,“长征七号”火箭在海南文昌成功首飞,标志着我国载人航天工程和新一代运载火箭研制取得重大突破。在这一壮举背后,哈工大多项技术成果发挥重要作用。

作为无毒无污染、高可靠性的新一代运载火箭,“长征七号”最大的亮点之一就是采用了先进的液氧煤油发动机。新一代大推力液氧煤油发动机是“长征七号”的动力“心脏”,推力室作为火箭发动机的关键部件,其身部的铜钢高强度焊接是推力室研制的关键技术之一。先进焊接与连接国家重点实验室张秉刚教授、冯吉才教授团队协同航天六院开展了铜钢高质量焊接技术攻关研究,完成的铜钢电子束焊接技术研究成果应用于“长征七号”新型大推力液氧煤油发动机制造。课题组提出了复合界面强化理论,研发出电子束自熔钎焊技术,解决了铜钢薄壁接头脆性相与组织控制、焊缝成形及接头变形控制的难题,实现了新一代液氧煤油大推力发动机的高质量焊接,使我国对该类发动机特定结构组件的焊接技术跻身国际先进行列。该技术前期已经在“长征六号”上得到了首次验证,这次在“长征七号”上得到稳定应用,并将助力后续即将发射的“长征五号”大推力火箭。

如果说发动机是火箭的“心脏”,那么增压输送系统就是“血管”。五通件是增压输送系统的关键构件,工作时承受着零下183℃的低温、冲击和振动等苛刻载荷,只有采用整体结构,才能满足“长征七号”的高可靠性要求。整体结构五通件的形状十分复杂,壁厚均匀性要求极严,现有技术无法制造出来,成了型号研制的瓶颈。材料学院流体高压成形技术研究所苑世剑教授、徐永超教授等科研人员接到任务后,利用多年潜心研究的流体高压成形理论和技术,大胆地提出了制造整体结构五通件的全新技术:利用流体介质以柔克刚、如影随形的特点,把简单的平板坯料成形为整体结构五通件。研究团队解决了起皱、破裂、橘皮等缺陷,通过计算机仿真和大量实验,攻克了一系列技术难题,成功地研制出了整体结构五通件,并通过“长征七号”火箭从初样到正样的各种测试考核,被确定为正式产品,确保了型号研制进度。火箭总体单位航天一院认为,哈工大采用具有自主知识产权的流体高压成形技术,在国际上首次研制出整体结构五通件,大幅提高了低温燃料增压输送系统的可靠性,为我国运载火箭升级换代起到了不可替代的作用。

“长征七号”运载火箭的光电目标成像系统不仅需要高空在轨飞行时低温真空或低压环境下稳定工作,同时还要保证地面测试、发射初期的常温常压环境下性能可靠。为了适应如此恶劣的环境,同时不增加系统额外的检测、调整组件,光学目标仿真与测试技术研究所康为民教授、张建隆副教授带领的课题组先后攻克了真空低压和常压多种状态下的被动自适应光学调整技术,大温度范围(120℃区间)的被动光学无热化设计技术,以及抗辐射、抗电子屏蔽的高性能光机防护技术。该光电目标成像系统在轨可靠运行,顺利完成了“长征七号”载荷的既定任务。

“长征七号”搭载的“遨龙一号”飞行器由航天一院研发中心抓总,是我国在空间碎片主动清理领域的首次在轨验证。此次飞行试验是在前期技术研究和地面试验的基础上,以模拟的空间碎片为目标,验证碎片清除关键技术,任务结束后飞行器进行钝化处理。宇航空间机构及控制研究中心邓宗全教授团队承担了 “远征1A上面级”主载荷——“遨龙一号”飞行器及碎片模拟器分离解锁装置研制任务。课题组相继攻克了刚柔混合多体系统高刚度分布锁定、多点解锁机构高可靠同步分离等多项技术难题,成功保障了此次在轨验证任务的圆满成功。作为空间飞行器的可靠性单点,连接分离装置是决定飞行器在轨任务能否顺利实施的关键环节。本次在轨分离是我校先进连接分离技术在“试验七号”卫星和“玉兔号”月球车后的第三次空间应用,该技术成果后续还将为我国空间站机械臂及多个型号卫星保驾护航。

“长征七号”火箭首发中搭载了多用途飞船缩比返回舱,是我国正在研制的新一代载人飞船的首次实验飞行。缩比返回舱采用了“上面小、下面大”的倒锥形,本次实验飞行将验证倒锥形所带来的气动外形的变化对航天飞行产生的影响。获取返回舱在轨自由飞行气动数据在我国尚属首次。航天学院复合材料与结构研究所(特种环境复合材料技术重点实验室)孟松鹤教授团队针对多用途飞船缩比返回舱的气动参数测量任务,研制了3种专用飞行测试传感器,分别测试返回舱再入过程中气动热环境的热流密度、压力以及防热结构内部的温度响应。从2014年1月开始,我校作为气动参数测量传感器的总体单位,完成了近40套飞行测试传感器的设计、生产、试验与地面风洞考核,于2015年12月底提交总体部,并参与了相关地面测试。多用途飞船缩比返回舱完成飞行实验返回后,我校将负责气动参数测量数据的分析与解算,为新一代载人飞船的外形设计、防热设计方案评价提供依据。

无限风光在深空

——哈工大与嫦娥探月

近十几年来,哈工大瞄准月球探测二期、三期工程,配合总体单位承担了月尘环境效应模拟器月尘补给系统、试验台系统研制、巡视器结构与机构研制、低重力模拟试验系统研制等项目,支撑了探月工程的顺利实施。

在“嫦娥三号”任务中,哈工大研制的月地转移机构、月面机械臂等多项关键技术和装备得到应用。邓宗全教授作为探测器设计论证专家组副组长和副总设计师单位负责人,全程参与了嫦娥三号工程总体设计论证、探测器系统设计与质量评估。他带领的项目组刻苦攻关,多项技术助力嫦娥三号圆梦月球。同时,哈工大微特电机与控制研究所、金属橡胶技术研究所也承担了嫦娥三号相关技术的研究。

首创“可升降电梯”:让“玉兔”平稳落月

月球车从着陆器可靠转移至月面是开展巡视探测的重要环节。针对月面环境和着陆姿态均不确定、机构空间尺度和质量约束苛刻等条件,团队从2004年开始进行多方案论证及原理样机研制,2009年开始与中国空间技术研究院合作开展转移机构设计,成功研制出独具特色的刚柔混合式杆-索-轮变自由度转移机构,它犹如一个可升降的电梯,实现了“双侧悬梯共牵连平动,触地后各自适应地形”的功能。

创建移动系统构型理论:做月球车悬架“设计师”

月球车移动系统研究难点在于如何适应月表崎岖、大温差、月尘等极端环境。该团队提出了以多摇臂悬架、多驱动轮为特征的月球车悬架构型综合方法并建立构型图谱库,形成了多自由度变悬架构态、两侧悬架差动联接、载荷自重比大的月球车移动系统设计理论。在此基础上,课题组先后研制出四轮、六轮、八轮等多种月球车移动系统样机。2006年与中国空间技术研究院联合研制出国内第一款月球车移动系统工程样机,并通过了沙漠外场试验;2009年提供了六轮月球车移动系统正样产品研制的基本设计参数。

率先研制筛网车轮:让月球车“信步漫游”

为确保月球车车轮能够在松软崎岖的月面上顺利运行,该团队建立了能够反映滑转沉陷、轮刺、载荷等多种物理效应的高精度地面力学模型,提出了车轮结构参数优化设计方法,在国内率先设计并研制出筛网轮等多种构型车轮。在国内首次研制车轮运动特性多功能测试装置,通过大量试验,揭示了车轮参数和运动状态对牵引性能影响的内在规律,为“玉兔”月球车车轮工程设计提供了原始数据。

攻克月面机械臂难关:为“玉兔”安装“手臂”

如果说车轮是玉兔的“脚”,机械臂便是玉兔的“手”,机械臂可携带探测仪器进行月壤成分探测。该团队首次研制出月球车关节式机械臂样机,进行了机械臂及电机、传动装置在极端工况下的生存和地面环境试验,设计了锁紧-释放-停靠复合连接分离技术方案,让“玉兔”手臂收放自如。

突破月球重力模拟技术:真实复现“玉兔”月面移动

进行整车月球低重力试验是嫦娥三号重大难题之一。该团队在国际上首次提出了利用单吊索方式模拟月球车月面轮压的测试方法,突破了高精度摇臂质心转矩校正、快响应恒拉力控制、长距离三维跟踪技术,实现了月球车低重力模拟测试。研制了可在真空、低温环境下模拟月球重力辅助太阳翼展开的试验装置。综合月面低重力和地形几何与物理特性信息,实现了月球车运动的数值模拟。

自主研制永磁无刷电机技术:为机械臂“自由舒展”提供强动力

玉兔号月球车机械臂的关节电机项目由哈工大电气学院微特电机与控制研究所承担。研究团队合理地平衡了机械臂电机高功率密度和高效率之间的矛盾,力求做到尽量减少每一克质量同时保证其具有高的机械强度与可靠性。作为哈工大自主研制的机械臂关节用永磁无刷电机具有体积小、功率密度高的特点,特殊的结构使机械臂关节结构更加合理。同时,电机技术还协助解决了月球车行走平稳的问题。

金属橡胶技术:为“玉兔”软着陆提供支持

在嫦娥三号发射和着陆过程中,哈工大金属橡胶技术研究所研制的金属橡胶高阻尼缓冲装置为着陆器中的光学观测设备承受住复杂力学环境提供了保障;在舱盖展收机构中采用由金属橡胶材料制成的限位装置在极端温度下可以实现可靠的热密封,其刚度连续可调,并借助于其他机构的压缩,保证了光学设备小舱体的热密封及遮盖,使得密封更加紧密,重复工作性能更稳定。

星河欲转千帆舞

——哈工大小卫星五战五捷

2004年4月18日23时59分,在群山环抱的西昌卫星发射中心,伴随一声地动山摇的巨雷划破夜空,“长征”二号丙运载火箭喷射出熊熊烈焰,携着哈工大牵头自主研制的“试验一号”卫星飞入浩瀚的太空。

作为我国第一颗由高校牵头自主研制的有明确应用目标的微小卫星,第一颗新技术演示验证微小卫星,第一颗传输型立体测绘卫星,2004年系列卫星发射任务中第一颗发射的卫星……“试验一号”卫星承载着哈工大人神圣的使命,为我国2004年的航天发射迎来了“开门红”。

“试验一号”卫星是我国第一颗新技术演示验证微小卫星,也是我国第一颗传输型立体测绘卫星,主要用于地理环境监测与科学实验,由哈工大联合航天科技集团公司所属空间技术研究院、中科院长春光机所和西安测绘研究所共同研制,其用户为中国遥感卫星地面站。“试验卫星一号”采用了“一体化”的设计思想,探索了我国微小卫星技术发展的新途径,演示验证了小卫星一体化设计与研制、基于磁控和反作用飞轮控制的姿态捕获、卫星大角度姿态机动控制、微小卫星高精度高稳定度姿态控制、卫星自主运行管理、三线阵CCD航天摄影测量技术等多项微小卫星的前沿技术。同时,作为我国第一颗由高校牵头自主研制并具有明确应用目标的卫星,它的研制,创建了跟踪前沿、自主设计、联合研制、优势互补、科技创新与人才培养并重的小卫星研制新模式。

“成功需要走很长的路,失败却是一瞬间。”“试验一号”卫星总设计师曹喜滨感叹道。从1997年“试验一号”卫星正式立项,到2004年小卫星首次飞天圆梦,团队经历了7年多的苦苦求索,也开启了哈工大小卫星研制的新篇章。从此,哈工大研制的小卫星一次次闪耀苍穹。2008年11月5日,哈工大抓总研制的我国第三颗技术试验卫星、主要用于空间大气环境探测新技术试验的“试验三号”卫星在长征二号丁运载火箭的托举下从中国酒泉卫星发射中心一飞冲天。

如果说“试验一号”是一颗“入门星”,尚停留在小卫星技术实验的层面上,而此次“试验三号”卫星的意义则是建造一个成熟可靠、高水平的小卫星平台,有效地完成相关载荷和元器件的搭载试验任务,同时也在高校“基础创新-技术突破-工程应用”的协调发展方面树立典范。“试验三号”卫星研制所依托的“先进微小卫星平台技术”项目则入选中国高校十大科技进展。

近年来国际上各类自然灾害频发,给人类的生命和财产安全造成极大威胁。在国家“863计划”的支持下,曹喜滨教授项目组负责的“快舟星箭一体化飞行器技术及应用”项目,针对突发灾害应急监测和抢险救灾信息支持的迫切需求,在国际上首次提出并实现了星箭一体化设计的理念和方法,解决了飞行器快速研制、快速发射、快速应用的核心技术问题,实现了我国固体运载器机动发射卫星首次成功,创造了我国遥感卫星最快成像纪录。该项目总体指标国内领先、国际先进,开辟了我国快速响应空间技术发展的新途径,取得了重大的经济和社会效益。该项目入选中国高校十大科技进展。

哈工大利用该成果研制的“快舟一号”和“快舟二号”卫星于2013年9月25日和2014年11月21日先后在酒泉卫星发射中心发射成功,再一次吸引了世人的目光。“快舟”卫星在巴基斯坦阿瓦兰地震、中国台湾花莲地震、新疆于田地震、四川冕宁县森林火灾、霍尼亚拉洪灾、马航MH370客机失联、中国科考船“雪龙号”破冰支援等灾害发生后,及时实施了灾情监测,快速获取了灾害信息。作为我国首颗具有快速响应能力的卫星,“快舟一号”在我国云南鲁甸地震救援期间是唯一一颗实现针对灾区连续15天重访成像的高分辨率遥感卫星,及时提供了高分辨率的震区影像,为全面了解灾情、灾情评估、抢险救援指挥决策等提供了有力信息支撑。“快舟”还应用在工程建设、土地利用、采矿区开采、水文、环境等实时监测方面,为国内19个省份61家用户单位提供了高质量遥感影像。

丁香寻夙梦,神箭裂苍穹。围绕“科研服务于拔尖创新人才培养”的目标,哈工大组织40余人的学生研究团队,自筹经费,研制了“紫丁香一号”、“紫丁香二号”两颗纳卫星。我国首颗由高校学子自主设计、研制、管控的纳卫星“紫丁香二号”于2015年9月20在太原卫星发射中心发射成功。平均年龄不到24周岁的哈工大学生微纳卫星研发团队,以卫星技术研究所为技术依托,凝聚了哈工大航空宇航与科学技术、力学、计算机科学与技术、控制工程、机械工程、通信工程、电气工程、热能工程等8个学科的本科、硕士和博士研究生,是一支学科交叉研制学生队伍。

重量仅12公斤的“紫丁香二号”旨在构建飞行软件在轨试验平台,在空间环境中对FPGA软件的可靠性等进行验证;同时,基于星上电子设备,可以进行全球航班、船舶等状态信息的收集和大型野生动物踪迹跟踪等任务;卫星还携带了一个工业红外相机,可实现对森林火灾、极端天气等造成的地温变化进行成像与监测。作为试验平台,卫星还搭载了两组新型超轻高精度敏感器,先期开展在轨测试,确保该产品在后续其它型号的成功实施。

从“试验一号”到“紫丁香二号”,哈工大成为国内唯一一所研发小卫星五战五捷的高校。一次又一次飞天圆梦,助推了全校师生的强国梦、航天梦,凝聚了哈工大人的智慧和力量,体现了我校在航天领域的研究实力和创新能力。

“科技进步没有尽头,人类的深空探测才刚刚开始,中国航天梦需要中国所有的航天人一起努力、共同承担。”投身航天研究25年的曹喜滨教授说。

而今迈步从头越

——哈工大人与中国航天携手共进

“校企合作开新篇,共谋发展心相连。携手共进创伟业,同铸辉煌为航天。”回母校洽谈合作时,许达哲校友用这样一首诗,为哈工大与中国航天的未来描绘了一幅宏伟的蓝图。

多年来,哈工大发挥多学科交叉优势,组织联合攻关,已逐步形成了航天科研特色,以发展关键技术为推动,以承担重大任务为目标,技术研制与技术储备相结合,承接大型尖端工程项目。目前,在航天项目工作中,哈工大所开展的研究覆盖面广、偏重基础、注重创新,是哈工大科研工作切入“航天”的生命线和关键点。哈工大在仿真、新材料、计算机及共性软件、先进制造、有效载荷等16个跨行业领域和具有明显航天特色的卫星技术、制导与控制、发动机、航天工艺等8个行业领域的立项和经费在全国高校中首屈一指。目前,哈工大统筹规划,建设了一批航天尖端技术研究基地,形成了基础理论研究与航天工程应用研究兼顾,相互支撑、相互促进的学科布局,凝练成了立足航天、民用通用的科技创新方向。

近年来,哈工大完成一批我国首次开展、具有国际先进水平的航天重大核心任务,以小卫星、空间机械臂、激光通信、激光遥感、新体制雷达等为代表的一批标志性成果受到国内外广泛关注,哈工大已发展成为我国新概念航天器及有效载荷的创新研发基地。

先进微小卫星平台技术、空间机械臂技术、星地激光链路试验、快舟星箭一体化飞行器技术及应用、“神光III”激光装置中的靶场光电及控制系统,哈工大连续4年有5个重大标志性项目入选中国高校十大科技进展,其中4个项目涉及航天领域,“星地激光链路系统技术”项目还荣获2014年度国家技术发明奖一等奖。

从1991年的一篇硕士毕业论文到2011年的我国首次星地激光通信链路试验的圆满成功,再到2014年的国家技术发明奖一等奖,马晶、谭立英教授带领哈工大星地激光链路通信团队,用20余年的坚守与执著,在国际上第一次成功进行了双向多种数据率在轨激光通信,奠定了我国空间激光高速实时动态网基础,使我国摆脱了空间信息传输面临的数据下不来、反应不及时的困境,对我国空间战略的发展具有重大意义,将引发空间信息传输领域的革命。该成果是我国卫星通信技术发展史上的一个重要里程碑,标志着我国在空间高速信息传输这一航天高技术尖端领域走在了世界前列。

“莫谓星地通如许,更星间链路待接续。”在马晶和谭立英看来,这仅仅是序曲,卫星激光通信事业还要继续下去,“我们今后的梦想就是建立天地一体化的激光高速信息网络,实现天地高速互联。我和我的团队将继续为实现这一梦想作无畏的追梦者。”

刘宏教授主持完成的具有精确定位和手爪精细操作能力的空间机械臂是航天器在轨维护的核心装备,填补了我国在该领域的空白,为空间机械臂在我国空间站建设、行星探测等领域的应用奠定了坚实基础。

哈工大还面向航天企事业单位,建立产学研联盟。2008年11月,哈工大与中国航天科技集团公司签署战略合作协议,合作建立了“哈尔滨工业大学-航天科技集团联合技术创新研究中心”。2010年6月,中国航天科技集团公司投资5亿元,与哈工大共建空天科学技术创新研究院,围绕世界空天技术领域发展热点,重点开展空天飞行器系统技术、空天信息技术、空天材料技术、空天能源与动力技术等领域的研究,为提升中国空天技术领域的技术创新能力、建设国际一流大型航天企业集团和世界一流大学创造条件。

2010年5月,哈工大与中国航天科工集团签署战略合作协议,双方决定共建5个技术实验室,为打通理论创新、技术创新、系统集成创新到成果转化与规模产业化的整条价值链提供了契机,为我国航天事业、国防事业与国民经济的发展注入新的活力。

2013年,以哈工大与航天科技集团联合成立的空天科学技术创新研究院为基础成立宇航科学与技术协同创新中心,成为全国首批14个“2011计划”协同创新中心之一。

2015年9月,哈工大和中国航天科技集团公司共建的国家重大科技基础设施重点项目大科学工程“空间环境地面模拟装置”获得国家发改委正式立项批复,标志着我国航天领域唯一的、也是我国东北地区首个重大科技基础设施建设项目正式落户黑龙江。该项目将在哈尔滨科技创新城建设,项目总投资超过20亿元,其中国家支持15亿元,占地面积约为36万平方米,建有空间综合环境模拟系统、空间等离子体环境模拟系统、空间磁环境模拟系统、数值仿真与中央监控系统等。

2015年10月7日,由中科院长春光机所、哈工大、长光卫星公司共同研制完成、哈工大曹喜滨教授任卫星系统总师的“吉林一号光学A星”发射成功。该星是我国首颗自主研发的商业高分辨率对地观测光学成像小卫星,可以为国土资源监测、土地测绘、矿产资源开发、智慧城市建设、交通设施监测、农业估产、林业资源普查、生态环境监测、防灾减灾、公共应急卫生等领域提供遥感数据支持。该星的成功发射和在轨运营将迈出我国航天遥感商业化、产业化发展的重要一步,对于促进我国航天领域创新改革具有重大意义。

“吉林一号光学A星”的研制模式是校所产学研结合、协同创新、多方参与、优势互补、加速航天高技术成果产业化的成功探索。这次成功对哈工大微小卫星技术面向经济建设主战场,提升学校自主创新能力、知识贡献能力和社会服务水平具有积极意义。

更引豪情到碧霄

——“两馆一园”与航天梦教育

“少年智则国智,少年富则国富,少年强则国强……”国家的未来靠年轻一代,年轻人永远最敏锐、最勇敢。正如鲁迅先生所说:“青年应当有朝气,敢作为。”中国的航天事业需要年轻人能够薪火相传,以智国、富国、强国的精神,接过老一辈航天人手中的火炬,去点燃更加美好的未来。

为了让航天精神代代相传,哈工大坚持航天梦教育“全覆盖”工作目标,投入近2000万元,集中打造了以哈工大博物馆、哈工大航天馆、哈工大航天园为主体的“两馆一园”航天特色文化育人阵地,使之成为开展航天教育、传播航天精神的重要场所。2010年以来,两馆累计接待来访者近20万人次。

哈工大还坚持航天梦育人“全过程”工作理念,抓住重要时机契机持续导行,通过连续13年开展向全国优秀共产党员、国防科技工业战线楷模、新时期高级知识分子楷模马祖光院士学习活动,邀请航天专家为学生作报告,“七一”升旗仪式、教师节颁奖典礼、“航天人引领航天人”先进事迹报告会等品牌活动和“航天行”、“航天魂”、航天校友寻访、航天企业挂职、卫星发射现场观摩等校外实践活动,用看得见、摸得着的航天梦提振师生精气神。

一个雪后初晴的日子。在哈工大航天馆神舟五号飞船模型前,一位年过花甲的老教授和一群天真烂漫的孩子进行着一场穿越岁月长河的对话。

“你们知道10月16日从太空返回的飞船叫什么名字吗?”     

“神舟五号!”孩子们异口同声。

“那个航天员叫什么名字啊?”     

“杨利伟!”又是争先恐后。     

那位老教授就是金永德教授,那群孩子则是幼儿园的小朋友。

孩子们对那些记载着中国航天历史的航天模型表现出惊喜、好奇、迷惑、憧憬……也许,一颗小小的航天梦想的种子已经在他们心里萌芽了。“航天要从娃娃抓起”,因为他们是未来的创造者。     

为了孩子,为了青年一代,为了让世人铭记那些艰辛而光辉的航天岁月,航天学院金永德教授牵头,从1986年开始筹建哈工大航天馆,并身体力行,不辞劳苦地奔赴全国各地收集航天器实物与模型,在各大中小学诲人不倦地讲述着中国的航天历程,传递着一种精神和理念。

如今,走进位于科学园国际会议中心一楼新址的航天馆,你可以看到俄罗斯“资源号”返回舱、“长征一号”火箭、“东风二号”导弹实物,看到航天器、发动机、导弹、火箭模型,看到哈工大与中国航天事业同呼吸共命运的奋斗历程……每一件展品、每一个部件,都系着一个故事、一段历史。一些同学参观后发自肺腑地说:“这些更激发了我们的航天热情,希望有一天能够在航天事业中发挥自己的聪明才智。”   

航天事业代代相传,航天精神也代代相传。哈工大传承了20余年的“航天魂”品牌活动,则展示了新一代航天人的梦想和豪情。

航天学院自成立之日起就始终坚持寓航天精神教育于教学科研的方方面面。从1993年4月开始,为了系统地开展航天精神教育,学院以“弘扬航天精神,宣传航天伟业,立航天志,做航天人”为宗旨,推出了“航天魂”品牌系列活动,开展航天科普、航天科技讲座等,并选派优秀学生代表赴酒泉、西昌卫星发射中心参观现场发射,切身感受航天精神的伟大。

“从各种航天科普和航天成就展览中,我们感受到了我国航天事业取得的辉煌成就。当我们一站到那些美丽的图片面前,就已经被航天本身的神秘所吸引了。”

“每次航天专家专程来到学校作完报告后,同学们都迫不及待地提出各种问题。那种为祖国航天事业而骄傲的自豪感,已经在我们心底深深扎根了。”

“学院在学生航模协会资金紧张的时候,出资出力帮助学生参加黑龙江省第二届大学生自行设计、制造无人飞行器大赛,让我们在准备和比赛的过程中深深感受到老一辈航天人在一次次发射成功时的自豪与喜悦。”……同学们的心声让我们看到了“航天魂”活动的灵魂所在。

近年来,“航天行”暑期社会实践小分队足迹遍布北京、上海、陕西、湖南、四川、甘肃等航天企事业单位所在地区,在学校以及航天系统内部均产生了良好的影响,加强了学校与航天企事业单位之间的联系,掌握了大量第一手资料,使参与活动的同学和看到这些资料的同学都受益匪浅。

曾在航天魂教育活动中作过报告的黄文虎院士说:“20世纪五六十年代,老一辈航天人躲在山沟里艰苦创业,开辟了中国航天事业的新纪元,虽然是无名英雄,但那种抱负感和使命感非常强烈。对我们这一代人来说,航天领域的科研虽然困难很大,但是我们首先要对得起国家、对得起自己,所以大家一直干劲十足……我相信我们今天的学生也会热爱航天,使我们的航天事业发展得更快……”

十年一剑问长天

——航天领域的哈工大人

1970年4月24日,我国第一颗人造卫星“东方红一号”卫星的发射成功,使中国成为世界上继苏联、美国、法国和日本之后第五个完全依靠自己的力量成功发射人造卫星的国家。东方红一号卫星的成功发射是中国航天史上的一座丰碑,凝结着航天人的智慧和汗水。它的技术负责人就是哈工大校友——孙家栋。而作为发射手按下发射按钮把中国“东方红一号”送上太空的,也是哈工大校友——胡世祥。

从“东方红一号”首巡太空,到嫦娥三号登陆月球,一大批哈工大杰出校友或担任总师、总指挥,或成为各系统、各岗位的中坚和骨干。历经岁月流转春华秋实,他们为母校写下几许骄傲、几许辉煌。

孟子云:天将降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨,饿其体肤,空乏其身,行拂乱其所为,所以动心忍性,增益其所不能。正像20世纪60年代中期毕业于哈工大的李长春校友、王兆国校友所说:哈工大的高粱米、窝窝头养育了他们,什么苦他们都能吃……

曾任载人航天工程总指挥、解放军总政治部主任的李继耐校友对母校的老师说:艰苦的条件,可以培养人的适应能力,能够锻炼人的意志,所以从艰苦的环境中出来的人,更能做大事。他毕业后被分配到二炮最基层的连队,开山洞,扛石头,从最繁重、最艰苦、最危险的工作干起,钉子扎到肉里,自己拔出来接着干……终于迎来了航天事业的辉煌。

长征二号F火箭系统总设计师、中国科学院院士刘竹生校友,也曾对母校的老师吐露心声:一个火箭,几万个零部件,任何一个小问题,上了天都是大故障,所以翻来覆去深入研究可靠性。尽管“压力太大”,但对航天的热爱和神圣的责任感,还是让刘竹生一次次用他的火箭,把神舟送上天。用他自己的话说,是飞天梦、航天梦、强国梦支撑他干了40多年的令人提心吊胆的航天事业。这就是哈工大人的航天精神。

绕月探测工程总设计师、“两弹元勋”孙家栋院士,绕月探测工程总指挥栾恩杰院士,原中国航天科技集团总经理、绕月探测工程原副总指挥马兴瑞,原中国航天科工集团总经理、工业和信息化部副部长、航天局局长许达哲,载人航天飞船系统总指挥、中国空间技术研究院副院长尚志,KM6总设计师黄本诚,长征二号丙火箭总设计师范瑞祥,嫦娥二号卫星总设计师黄江川,“天宫二号”总设计师朱枞鹏,火箭发动机和工程热物理专家庄逢辰……一批批哈工大校友风雨兼程,共同谱写着航天事业的新画卷。

“1965年前后,我的十几个学生去了酒泉基地,他们在信中向我描述如何在荒无人烟的大漠中建设现代化的发射场。直到我真正来到了大漠,才深刻理解了那种创业的艰辛。”强文义教授描述他第一次来到酒泉时的感受“很震撼”,“飞行那么长时间都看不到一点人烟。突然之间在眼前出现了一片绿洲,一颗沙漠里的明珠,像海市蜃楼一样,一个经过40多年建设而成的非常现代化的卫星发射中心呈现在眼前。这个发射中心就是革命前辈们住帐篷、吃野菜,风餐露宿在茫茫戈壁滩上一点一点建设起来的,他们把自己的青春甚至是生命都奉献给了这片热土,其中就包括我们哈工大的校友。据说大漠里的胡杨,生,1000年不死,死,1000年不倒,倒,1000年不朽。就是靠着这种坚韧不拔的胡杨林精神,才有了今天在全世界也堪称现代化的发射场,有了今天辉煌的航天成就……”在强文义教授深情的回忆中,我们似乎看到,一座座墓碑在流逝的岁月中默默诉说着那段刻骨铭心的创业历程,一座座巍巍耸立的发射塔在风雨中见证着历史的沧桑……

埋骨何须桑梓地,人生何处不青山。在神舟升起的地方——酒泉卫星发射中心,曾任中心主任的李元正校友,住帐篷、住地窝子,怀着“生在戈壁滩,埋在青山头”的豪情在那里一干就是30多年;曾任中心副主任的刘庆贵校友,为了卫星的发射,让妻子一个人跋山涉水回到广西老家待产,临行还不忘用发射中心的红柳胡杨为未出世的孩子命名……在那一片“地上不长草,天上无飞鸟,风吹石头跑”的茫茫戈壁,他们用自己最美好的青春年华,在中国的航天史上写下一段段华美的篇章。目前,酒泉卫星发射中心仍有一大批校友,在漫漫黄沙之间唱响对中国航天的礼赞。

在江阴的远洋航天测控基地,在“远望号”测控船——中国唯一的海上航天测控队伍中,也活跃着一批哈工大校友,他们的足迹遍布太平洋、印度洋和大西洋,累计航程百余万海里,完成远程运载火箭、人造地球卫星、宇航飞船的海上测控任务60余次。基地技术部原总工程师江文达,从酒泉的茫茫戈壁,走向浩瀚的太平洋,与“远望号”结下不解之缘;“远望”三号原政委王彦,曾在海上连续作业93天,一次出海跨越三大洋,创造了我国远洋航天测控史无前例的纪录;基地原副总工程师崔庆辛,在惊涛骇浪中做着巡海追天的护航使者,无怨无悔……一批远洋航天校友,以“奉献、团结、拼搏、严谨、开拓”的远望精神,献身我国远洋测控事业。

在上海航天局(上海航天技术研究院),一大批校友在风云系列卫星、天宫一号、运载火箭等重大航天项目中发挥重要作用。原局长、航天专家朱芝松,原副局长、风云二号系列卫星总指挥徐博明,长征四号运载火箭总设计师孙敬良,中国载人航天工程空间实验室系统副总设计师张崇峰,“风云三号”副总设计师董瑶海……他们秉承航天精神和哈工大校训,为中国航天事业写下浓墨重彩的一笔。

在西昌卫星发射中心、西安卫星测控中心,在湖南、湖北、四川、贵州等航天基地、航天院所,还有数不清的哈工大校友默默地为我国的航天事业奉献着。他们的梦想从哈工大起航,他们是哈工大的骄傲,是祖国的骄傲。 

“我一直盼望着要来哈工大,因为哈工大为航天领域培养了大量人才,从总指挥到科研人员,40%以上都来自哈工大,这就是一种航天情结。”2006年5月,航天英雄杨利伟在哈工大作报告如是说。正是缘于这种深深的航天情结,一批批优秀毕业生选择到国防、航天系统工作,哈工大已累计为航天领域输送了几万名学子。在近几年的就业大潮中,哈工大学子再一次热选航天,用自己的青春和热血见证着哈工大人的航天魂。仅“十二五”期间,哈工大就向航天领域输送2000余名毕业生。

谁能够在风雨飘摇中主宰命运,谁能够在大浪淘沙中创造辉煌?从大漠深处的绿洲、风口浪尖的“远望号”,到航天系统各个岗位,从哈工大校友们的故事中,我们已经找到了答案。在这些校友中,有纵横驰骋的指挥员,也有默默无闻的操作手;有杰出的科技专家,也有优秀的政治工作者;有豪情满怀的热血男儿,也有不让须眉的巾帼女将;有艰苦创业的老前辈,也有继往开来的接班人。他们历经航天战线的拼搏奋斗,成为航天战线的英雄。花开花落,时光流转,今天,在他们从容不迫的叙述中追溯历史的足迹,展望明日的星空,我们心中涌起的,是敬意?是感动?抑或兼而有之。因为他们本身就是历史!

后记

足音远去堪凝重。60年过去,弹指一挥间。我们的笔无法一一描绘哈工大与中国航天事业共同经历的风雨晴岚,无法一一记述哈工大人与中国航天事业共同体验的忧喜悲欢。还有许多可尊可敬的前辈和师长,还有许多可歌可吟的故事和篇章……

习近平总书记指出:“航天梦是强国梦的重要组成部分。随着中国航天事业快速发展,中国人探索太空的脚步会迈得更大、更远。”从“两弹一星”到载人航天、月球探测,我们看到了中华民族精神的继承和弘扬,也看到了哈工大精神的传承与发扬。在梦想与现实对撞、挑战与机遇并存、辉煌与压力同在的时代,让航天梦想支撑哈工大人,在中国特色、世界一流、哈工大规格的办学之路上,继续塑造一代又一代风流人物,谱写一页又一页精彩华章……

邓小平视察哈工大

航天学院成立大会

神舟号飞船正准备进入地面空间环境模拟器做实验

首次载人航天飞行获奖证书

我校牵头自主研制的“试验卫星一号”成功发射

航天员在模拟失重训练水槽中训练

突出贡献集体奖牌

庆祝神舟十号发射成功

“紫丁香二号”一飞冲天

中国航天科技集团公司总经理吴燕生一行来校调研

我校与中国航天科工集团公司签署人才合作协议

航天馆一角

哈工大主楼

哈工大星

编辑:刘培香

欢迎扫描下方二维码关注哈尔滨工业大学新闻网官方网站。
官方微信

哈工大报

工大视频

哈工大人

最新发布