帮“北理工1号”减肥 他给卫星穿上“帆布服”(2)

• 　　在宇航学院的会议室里，张晓敏曾和团队成员多次探讨过“北理工1号”的技术清单。“我们的终极目标是，想让卫星在保留功能的同时，尽可能轻一点。”张晓敏解释道，“传统的卫星大多使用金属材料，如果能尽可能多地使用复合材料、柔性材料，便可将质量大幅降低。”

  　　顺着这个思路，张晓敏提出了把卫星外观设计成为“帆球”的创意。“不用传统的金属外壳，多用柔性材料，进而实现给卫星‘减肥’的目的。”他说，“我就想做点和别人不一样的。”

  　　按照张晓敏的想法，发射前，卫星的主体薄膜球体将被折进一个“小匣子”内；当星箭分离后，卫星会自动充气变成直径为500毫米的球体。这看似天马行空的创意，是否能成真？

  　　如今回想起来，团队成员之一、北理工宇航学院副教授翟光还很为张晓敏捏一把汗。“张晓敏老师对技术研发很执着，也很有自己的想法。不过当‘帆球’创意刚刚被提出时，团队里很多人还是很担心，毕竟太新了，大家怕实现有难度。”翟光说。

  　　有了好想法，接下来需要的就是实践。从2018年11月到2019年7月，这9个月，“北理工1号”成了张晓敏工作的主要内容之一，他时常奔走于学校、合作单位和发射场之间。他带领团队先后设计出10种方案，而这些方案很多要在卫星“出厂地”兰州空间技术物理研究所进行测试，于是他几乎每周都往返于兰州、北京两地。

  　　期间，他们还常遇到意想不到的困难，比如，怎样证明“帆球”能在太空中顺利展开？

  　　“其实验证也很简单，装个照相机就成，很多人都提出这么干，但我不想这样。”在给自己找难题上，张晓敏从不手软，找难题再拆解，这种类似“左右手互搏”的科研方式让他乐此不疲。经过多次论证，他提出了3种技术方案可以佐证“帆球”能否顺利展开。

  　　2019年7月26日，“北理工1号”升空的第2天，“帆球”能否顺利展开的答案将于当日揭晓。

  　　当时，相关工作人员特意在酒泉卫星发射中心架设了临时电台，张晓敏就守在电台旁。“说不紧张是假的，感觉‘帆球’充气的那5分钟比5小时还慢。”他说。

  　　突然，电台传来信号，帆球顺利展开！后续，其余两种技术方案也证实“帆球”充气成近乎完美的球形。守在电台旁的团队成员相拥欢呼，张晓敏也难掩激动，和成员击掌庆祝这一阶段性胜利。

  　　从动漫影片汲取创新营养

  　　有趣的是，位于低轨道的“北理工1号”，由于易受轨道上稀薄大气的扰动阻力，因此相比“硬”卫星，这颗膨胀得更大的“柔”卫星的轨道下降速度较快。而这一现象，引起了美国、欧洲和国内研究机构以及业余爱好者极大的关注。

  　　一“星”激起千层浪，张晓敏怎么也没想到，一时间团队的科研项目成为全球卫星、航天爱好者们讨论的热门话题。不过，这个意外之喜，也恰好与他多年来坚持的航天科普理念不谋而合。“我国作为航天大国，不仅要在技术上力争做到世界一流，还要在航天科普上作出应有的贡献。”他说。

  　　在张晓敏的推动下，“北理工1号”项目团队还吸纳了很多本科生、研究生，部分人甚至参与到核心的技术任务。“张晓敏老师很注重人的培养，为学生尽量提供创新实践、学以致用的机会和平台。”翟光说。

  　　在学生眼里，张晓敏是一位博学又平易近人的导师。“40多岁的张老师会看年轻人喜欢看的电影，还能从中发现科学问题。”参与“北理工1号”项目的博士生郑鹤鸣告诉记者，在项目例会上，张晓敏老师常旁征博引，他能从工程问题谈到基础科学，也能从学习方法谈到《碟中谍》《天地大冲撞》等影片，从而启发学生从多个角度思考问题。