广东省五一劳动奖章周斌:埋首深空探测 为地球的邻居做“CT”

2023-04-28 来源:南方工报
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  人类探索宇宙奥秘的脚步从未停止,特别是对于地球的邻居:月球和火星,从“嫦娥一号”到“天问一号”,人类用先进的科学载荷和技术手段,不断揭开它们神秘的面纱。

  其中,以测月雷达为代表的深空次表层探测雷达载荷,就是探测月球、火星等内部地质构造的神兵利器,像“CT”一样,搭载在月球车或火星车上,对月球和火星进行表面穿透成像,同时,也是嫦娥五号钻取采样的“眼睛”,为钻取采样过程的实施提供关键信息支撑。

  在广东,就有一位给地球的邻居“做CT”的科学家——周斌。他长期从事超宽带雷达成像方法、月球及深空探测雷达、微波/毫米波/太赫兹成像雷达等技术研究,担任过“嫦娥三号”测月雷达第一副主任设计师、“嫦娥四号”测月雷达主任设计师、“嫦娥五号”月壤结构探测仪主任设计师等。他带领科研团队研制的测月雷达等深空探测载荷,均取得了圆满成功,探测月球、火星土壤和浅层岩石地质结构所获得的研究成果,对于了解陨石撞击过程对月球、火星表面的改造等具有重要科学意义。

  自主创新

  专注深空探测雷达载荷研制

  4月24日,记者来到广东大湾区空天信息研究院,一进门,就感受到了浓浓的科研氛围,只见办公室与实验室相距一米,科研人员灵感一迸发,就可即刻到实验室验证。而周斌的办公室门口,就摆放着“嫦娥四号”的月球车和着陆器的模型。

  “月球表面有一层薄薄的土壤,我们称之为月壤,月壤里面有将来可以作为核聚变燃料的氦-3,具有开采价值。所以,我们通过探测月壤的厚度,可以估算氦-3的储量,测算开采的价值。”认真、务实、对科技创新充满热情,是周斌留给记者的第一印象,采访中,在中国科学院工作近20年的他对空天信息领域的各项技术如数家珍。

  我国是世界上第一个提出利用超宽带雷达技术实地就位探测月壤厚度分布和月球次表层岩石地质结构的国家。周斌及其团队在测月雷达等深空探测载荷的研制过程中,攻坚克难、自主设计、自主创新,实现多个“国际首次”,产出一批重要的研究成果。

  “月球探测、火星探测,任何一项航天任务,首先要确保安全、可靠,每一项创新都要确保万无一失,每一个部件、载荷都要经过千锤百炼,研制过程要开展充分的、大量的试验验证。同时,还要确保各项任务节点‘后墙不倒’。”“嫦娥三号”是周斌带领团队成员首次出征航天任务,除了科学、严谨的顶层设计、任务分解,更要不断优化技术路线,组织关键技术攻关,一旦出现问题,责任重大。

  让周斌至今印象深刻的,是在“嫦娥三号”测月雷达初样鉴定件的研制中发生的一件事。“我们的实验要模拟月球的环境。月球表面温差大,我们的试验也要模拟月面-180℃至120℃区间的温度变化。”在环境模拟试验过程中,发生了低温环境下测月雷达控制器开机后不能成功加载的偶发性问题。

  “航天产品研制的进度要求非常严苛。出现该问题后,我们必须要在48小时内解除问题。”为此,周斌连续42小时未合眼,反复试验、复现问题、分析确定可能的原因、逐个排查验证、确定原因、改进并确认问题彻底解决,终于,在规定时间内,将设备交还至总体单位继续进行环境模拟试验。问题解决的那一刻,虽然已经近两天不眠不休,但他仍无困意,只有解决问题的兴奋和能够按时交付设备的欣慰。对于一位有幸参与国家重大工程任务的科研人员来讲,没有什么是比及时解决一个故障隐患、顺利地把设备“送上天”开展工作更值得振奋和骄傲的了。一个故障解决后,接下来,还要按照“质量归零”的标准要求完成“技术归零”。

  2013年12月2日,“嫦娥三号”测月雷达搭载在“玉兔一号”月球车上,成功着陆于月球正面雨海虹湾地区。2019年1月3日,“嫦娥四号”测月雷达搭载在“玉兔二号”月球车上,成功着陆在月球背面最古老且最大的南极——艾特肯盆地内的冯卡门撞击坑底部。周斌获得“探月工程嫦娥三号任务突出贡献者”称号、国防科学技术进步奖特等奖等荣誉,并作为参研参试人员代表,两次在人民大会堂受到国家领导人亲切会见。

  南下广东

  筹建研究院专研太赫兹技术

  2019年,周斌从北京来到广州,参与广东大湾区空天信息研究院的筹建工作。

  该研究院隶属中国科学院空天信息创新研究院,专注于太赫兹科学技术研究。“太赫兹波,是介于远红外和毫米波之间的电磁波,具有光子能量低、穿透性好等特点。”周斌介绍,该技术在公共安全、高速无线通信、光谱学、无损成像检测、雷达、生物医学等领域具备广泛应用前景。

  采访期间,周斌带领记者参观了研究院实验室。实验室里,每处工位上都摆放着各种测试设备和实验工具,研究人员都在做着不同的试验。“你看,这是我们利用太赫兹技术用于安检的一个试验系统,人只要一通过这个安检门,就可以扫描成像,检测出人体是否携带金属或非金属的物品。”周斌走到一个类似安检门的设备前,向记者介绍太赫兹技术在公共安全领域的运用。他表示,如今,对人进行安检一般都需要人工操作,在重大会议、地铁、机场等人流量大的地方,特别不方便,而太赫兹技术则有望可以解决这一问题,且不会对人体造成伤害。然而,研发的过程并非一帆风顺,“大家穿衣服的厚度,都会对太赫兹波的穿透力造成影响,所以,我们在不断试验的过程中,也在不断寻找合适的材料,增大设备的输出功率,提高成像系统的探测效果。”

  三年来,周斌见证了研究院从无到有、逐步壮大的过程。研究院也挂牌建立了广东省太赫兹量子电磁学重点实验室。“初来广州时,我们只有4个人,如今研究院已有200多人,大多是研究生以上学历,还引进了8名海外博士。”周斌说道。

  2020年暨南大学硕士毕业后,刘鹏便加入了周斌所在团队。“这些年一直跟着师傅做研究,他毫无保留、倾尽全力地带我们,把在学校学不到的知识和技术都传授给我们。”让刘鹏印象深刻的是,周斌经常陪着大家一起做实验,即使加班到很晚,也一直陪伴着。

  去年8月,该院研制出国内首套太赫兹扫描隧道显微镜系统,未来可应用于新型量子材料、微纳光电子学、生物医学等领域,对相关前沿学科产业化应用意义重大。

  履职建言

  推动商业航天产业链发展

  今年,周斌有了一个新身份——全国人大代表。面对新使命新任务,周斌在做科研之外,还忙于深入一线调研,学习如何履职。“作为一名新当选的全国人大代表,我深深地感受到肩上沉甸甸的责任。”为更好履职,周斌深入投入到一线调研中。

  党的二十大报告提出加快建设航天强国的目标。作为深耕航天领域多年的工作者,周斌格外关注商业航天发展和产业聚集。

  今年2月,周斌到广州市南沙区参加调研,与当地主管部门、科创企业、科研机构深入交流。“这次南沙行带给我的震撼很大,我了解到,南沙区正积极布局航空航天产业链,逐渐形成集运载发射、卫星研制和航天应用于一体的商业航天全产业链布局。”周斌介绍道。

  长期身处科研和行业一线,周斌深知抢抓商业航天发展机遇的重要性。在今年全国人民代表大会上,他建议把握《南沙方案》政策机遇,构建商业航天全产业链,明确南沙在广东全省商业航天产业的核心地位,推动卫星遥感、卫星通信、运载火箭、测控等商业航天重大产业链落地南沙。

  此外,周斌还很关注人才引进、科技创新政策、成果转化等方面话题。他在走访香港科技大学(广州)时了解到,学校建成时间虽短,但已经取得了很多科研、教学成果,科研速度、基建速度都挺快。“在未来的履职生涯中,我将常到电子信息、航空航天、人工智能等领域的科研院所、高校走访,把一线科技工作者的心声带到全国两会上去。”周斌表示。