走进张景瑞的办公室,各种“自动控制”和“动力学”的书籍占据了大部分空间。作为北京理工大学宇航学院的副教授,2010年“欧莱雅十大女青年科学家”候选人,眼下她正忙着应付学生的期末考试。不过在“教书育人”的同时,张景瑞显然还有更重要的“行当”。“翻阅文献,通过各种原理验证航天器设计领域某一新技术的可能性,就是我的工作。同行经常开玩笑说,我们在搞‘预研’工作。”
从小到大,张景瑞都是班上的“尖子生”,骨子里热爱自由,一度很想成为“新闻工作者”。然而1992年高考时,历史老师的一句话改变了她的命运。“当时老师跟我说,进入社会后,自学理工科会很难,相对而言,不如在读书期间学好它,以后可以自学文史。”
几经斟酌后,1992年9月张景瑞走进了哈尔滨工业大学学习“工业自动化仪表”专业,成为该专业仅有的6名女生之一。1996年,经过4年的基础学习,张景瑞将自己的研究方向锁定在“卫星姿态控制”领域,并于1998年底申请前往法国图卢兹航空航天大学进行深造。由于学校不接受非欧盟成员国的留学人员,转而进入凡尔纳大学的“自动化专业”,研究“汽车自动驾驶”的问题。
“当时,我真是一点法语基础都没有,教授对我的举动也表示异常惊讶。他直截了当地说,‘一点法语都不会,还敢来读博士’。”然而就是在别人如此的不理解中,张景瑞啃着冗长的法语单词,3年后完成了全部课程。回国后,她走进清华大学工程力学系的博士后流动站,开始研究航天器能量与卫星姿态控制一体化的问题。“我当时的课题是希望能利用飞轮的转动惯量代替原本的太阳能蓄电池,以此来节约工程发射成本,增加航天器的寿命。因为对于卫星而言,每增加1公斤的重量,随之对应的就是一笔巨额开销。”
“我们要做的,就是要在卫星上天前,用理论来验证并解决卫星所面临的‘不听话的可能性’。”张景瑞说,地球实际并不是完美的圆球体,而是扁圆形的。因此在设定卫星运行路线与状态时,就需要考虑它自行调整的变化。“当一种解决方案出来后,我们就需要论证它的可靠性。只有论证成功后,工程人员才能进入仿真实验,最终走入实体样机的测试。”
“我们目前主要的一个研究内容,是卫星控制系统中执行机构的‘奇异状态’。这种状态会使卫星姿态控制的能力在某些情况下无法发挥,有时甚至完全失效。我们要在它出现部分失效状态时,设法发挥故障航天器的剩余控制能力,提高任务寿命。”从2004年开始,张景瑞就锁定了新目标。
“常规的喷气控制系统需要消耗燃料,不仅增加航天器的负载,喷气也可能对星上仪器造成污染,影响工作。现在我们计划变更为‘动量轮控制系统’,它由多个陀螺按一定的构型组成。以四个陀螺的执行机构为例,当其中一个发生失效状况时,剩余的三个可以迅速改变旋转速度及方向,继续工作。”正是这番缜密的思考,让张景瑞所研究的项目获得了国家自然科学基金的支持。
黑色的外套、简单的高领毛衣、清素的脸庞,记者眼前的张景瑞几乎没做过多修饰。“真是没有时间去美一美。一边是科研,一边是教学,每天的工作都维持在10小时以上。”张景瑞有点不好意思地告诉记者,自己家里那些瓶瓶罐罐的迪奥化妆品,还是当年留学时在法国购买的,一直用到现在也没用完。“在北京,我唯一去过的商店就是学校附近的双安和当代商场。自从听了学生‘享受生活’的箴言,去年我有所突破,买了两条裙子,反响不错!再往前追述,上一次置装是5年前了。”
“目前,我正在调整工作与生活二者间的平衡。比如,过去工作没做完,我一定是干完了再走。现在,我就试图舒缓一下紧张的节奏,挤出时间陪陪家人,按照学生对我的期盼去改变。”张景瑞说。(蔡虹)
转自 北京科技报 2010年1月4日