從技術(shù)規(guī)范的制定，到設(shè)計(jì)方案的執(zhí)行，再到組裝集成測(cè)試，直至衛(wèi)星順利入軌……從事衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)20年，楊芳設(shè)計(jì)研制了多種科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星及遙感衛(wèi)星。
本文刊于《中國婦女》5月上
送一顆衛(wèi)星上天，很詩意
“地球是人類的搖籃，但人類不可能永遠(yuǎn)被束縛在搖籃里?！边@是“航天之父”齊奧爾科夫斯基的名言，“是衛(wèi)星帶人類走出了地球搖籃，為人類認(rèn)識(shí)宇宙和地球提供了可能。迄今為止，沒有任何一種大氣層內(nèi)飛行器可以看到地球全貌，但衛(wèi)星卻能在一天之內(nèi)把地球看上一遍，人類的活動(dòng)半徑擴(kuò)大到了地球大氣層之外，這就是衛(wèi)星的魅力?！睏罘妓季S活躍，侃侃而談，時(shí)而微微一笑，笑時(shí)一邊一個(gè)深深的酒窩。眼鏡片后的眼神灼灼有光……
衛(wèi)星應(yīng)用的普及讓衛(wèi)星不再高冷，越來越多的人開始關(guān)注衛(wèi)星。2018年12月，楊芳做客“果殼網(wǎng)”，作為《我是科學(xué)家》的主講嘉賓，為人們講述衛(wèi)星的故事。起初主辦方與楊芳商量，希望她照顧一下聽眾口味，多講點(diǎn)衛(wèi)星的“花邊”軼事——因?yàn)槭歉呖萍?，怕觀眾聽不懂而冷場(chǎng)。但楊芳認(rèn)為，既然是科普，便要客觀實(shí)際，要有“真貨”。況且她在中國空間技術(shù)研究院為研究生授課多年，面對(duì)不懂衛(wèi)星的人，她知道對(duì)方想聽什么，怎么講才聽得懂。
演講題目很詩意：《送一顆衛(wèi)星上天，幫忙關(guān)照地球家園》。楊芳先從衛(wèi)星的英文單詞講起。衛(wèi)星，satellite，源自于拉丁語，含義是“一個(gè)很強(qiáng)大的主人的附屬者或仆人”。她把衛(wèi)星比作地球的仆人，而人類創(chuàng)造了它，所以它也是人類的仆人，由人類和地球雙雙控制。
那么，這個(gè)仆人能做什么？主人如何管理它？怎樣設(shè)計(jì)一顆理想的衛(wèi)星？楊芳拋出一個(gè)個(gè)充滿誘惑的問題，又用一個(gè)個(gè)獨(dú)特的比喻加以解釋。妙趣橫生的演講令臺(tái)下掌聲四起，主辦方很興奮：“沒想到現(xiàn)場(chǎng)氣氛這么好！”聽眾一片稱贊：“深入淺出，就連衛(wèi)星菜鳥也能聽懂，太長(zhǎng)知識(shí)了?！?/span>
因?yàn)楣ぷ饕螅瑮罘纪ǔＪ亲觥澳缓笥⑿邸?，但這場(chǎng)生動(dòng)活潑的科普演講卻讓她由幕后走到臺(tái)前。更多觀眾通過線上直播認(rèn)識(shí)了這位衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)師，而在她美麗的外表和生動(dòng)鮮活的衛(wèi)星故事背后，是她更令人敬佩的不凡業(yè)績(jī)：同參與研制中國第一顆人造衛(wèi)星的胡其正研究員一起編寫了《宇航概論》，該書被列為我國空間飛行器設(shè)計(jì)專業(yè)研究生的基礎(chǔ)教材；20年的從業(yè)經(jīng)歷讓她成為資深衛(wèi)星設(shè)計(jì)師，設(shè)計(jì)研制了我國第一代環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)小衛(wèi)星；設(shè)計(jì)論證了我國第一顆地震監(jiān)測(cè)衛(wèi)星“張衡一號(hào)”以及用于日地空間關(guān)聯(lián)觀測(cè)的“夸父計(jì)劃”等多種科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星……
與衛(wèi)星結(jié)緣，很幸運(yùn)
有人曾問過楊芳一個(gè)有趣的問題：天上飛著自己設(shè)計(jì)的衛(wèi)星，會(huì)不會(huì)時(shí)常仰望星空？楊芳想了想：“好像沒那么浪漫，況且即使仰望星空也看不到衛(wèi)星。”然而她又笑著補(bǔ)充了一句：“但我知道它在哪兒，我們彼此心有靈犀?！?/span>
并非從小就有航天志向，用楊芳的話講，“我就是一個(gè)成績(jī)不錯(cuò)的理科生，結(jié)緣衛(wèi)星是一個(gè)漸行漸近的過程。”
1996年，在哈爾濱工業(yè)大學(xué)計(jì)算力學(xué)研究生畢業(yè)的楊芳，考入中國空間技術(shù)研究院攻讀博士，直到此時(shí)，她的衛(wèi)星專業(yè)知識(shí)仍然是零?！拔业牟┦空n題是載人航天交會(huì)對(duì)接，從此開始接觸航天器設(shè)計(jì)，但主要涉及其中的撞擊動(dòng)力學(xué)這一非常窄的領(lǐng)域?！?/span>
兩年后，博士在讀的她被公派到國際空間大學(xué)讀夏季班。國際空間大學(xué)是一所全球性、跨學(xué)科、創(chuàng)新型的國際空間科學(xué)教育機(jī)構(gòu)，總部設(shè)在法國。那年的夏季班在美國克利夫蘭舉辦，在那里她才真正開始接觸衛(wèi)星設(shè)計(jì)。夏季班從6月到9月，學(xué)期非常短，課業(yè)非常重。從小到大都是學(xué)霸的楊芳學(xué)習(xí)一直很輕松，高考都沒熬過夜，讀研讀博也是水到渠成。但空間大學(xué)的嚴(yán)格考試卻讓她不得不挑燈夜戰(zhàn)，“經(jīng)常熬到凌晨一兩點(diǎn)鐘，從來沒那么拼過?！?/span>
博士畢業(yè)后，楊芳進(jìn)入衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)室工作，“很幸運(yùn)，與許多前輩在一起，得到了不少頂尖航天學(xué)者的指導(dǎo)，其中不乏中國兩彈一星功勛科學(xué)家?！?002年，國家批準(zhǔn)立項(xiàng)研制由陳芳允院士提出的“環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測(cè)小衛(wèi)星星座”，楊芳因此首次參與到衛(wèi)星的總體設(shè)計(jì)。
當(dāng)年在美國讀夏季班時(shí)，她曾接觸到一本全方位介紹航天技術(shù)知識(shí)的大部頭教材：Keys to Space《太空之鑰》。楊芳把這本教材帶回國內(nèi)，時(shí)任空間技術(shù)研究院教授的航天專家胡其正研究員認(rèn)為這本教材很好，便請(qǐng)楊芳做自己的助教負(fù)責(zé)翻譯，并合作編寫國內(nèi)培養(yǎng)航天人才的教材。“寫教材不容易，若給人一杯水，自己需先有一桶水。正所謂教學(xué)相長(zhǎng)，那是一個(gè)系統(tǒng)學(xué)習(xí)的過程。”
彼時(shí)楊芳剛剛有了孩子，白天工作晚上帶孩子，忙得團(tuán)團(tuán)轉(zhuǎn)?！懊客碓缭绲鼐秃搴⒆铀X，我也跟著一起睡，等九點(diǎn)十點(diǎn)孩子睡熟后，我再爬起來研究教材?！狈g、查資料、閱讀國內(nèi)當(dāng)時(shí)已有的航天基礎(chǔ)教材……她邊記、邊學(xué)、邊譯、邊講，利用業(yè)余時(shí)間在Keys to Space的基礎(chǔ)上完成了厚厚的《宇航概論》初稿。之后又開始做項(xiàng)目，由“演練”變?yōu)椤皩?shí)操”。2007年楊芳任職航天東方紅衛(wèi)星有限公司研發(fā)中心主任，成為團(tuán)隊(duì)技術(shù)創(chuàng)新帶頭人，此時(shí)的她已經(jīng)歷練成為衛(wèi)星設(shè)計(jì)專家。
回顧20年的從業(yè)經(jīng)歷，楊芳只用四個(gè)字概括：學(xué)習(xí)，創(chuàng)新。學(xué)習(xí)從模仿國外和國內(nèi)的先進(jìn)技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)開始，但模仿到一定階段，必須加入自己的東西，即為“創(chuàng)新”，這也是設(shè)計(jì)的魂之所在?！氨热绻鈱W(xué)遙感衛(wèi)星最重要的圖像幾何定位精度，過去我們做不好，總是羨慕國外衛(wèi)星的指標(biāo)。后來我們沉下心來，認(rèn)真從原理上分析這一指標(biāo)的影響因素，不再盲目跟隨所謂的‘成熟技術(shù)路線’，反而找到了解決的方法，這就是創(chuàng)新?！?/span>
發(fā)射衛(wèi)星像送孩子出遠(yuǎn)門，很掛念
楊芳的工作要伴隨衛(wèi)星的“一生”
“坦率地講，我喜歡做富有挑戰(zhàn)的事。要做一顆好的衛(wèi)星，從設(shè)計(jì)、研制、組裝、測(cè)試方方面面都需要洞悉，探索無窮無盡。也許正因?yàn)榇嬖谥S多未知，能夠滿足人的好奇心并激發(fā)求知欲，衛(wèi)星才如此令人著迷?！?/span>
在常人看來，衛(wèi)星設(shè)計(jì)高難艱深，但對(duì)楊芳來說，設(shè)計(jì)難，驗(yàn)證更難。航天是高風(fēng)險(xiǎn)高投入行業(yè)，千辛萬苦做出來的衛(wèi)星一旦升入太空便遙不可及，由此帶來的最大遺憾是沒有糾錯(cuò)機(jī)會(huì)。錯(cuò)了，便意味著失敗。
當(dāng)然，人類還沒有完全掌握衛(wèi)星設(shè)計(jì)的科學(xué)規(guī)律。前不久，美國最昂貴的一顆商業(yè)遙感衛(wèi)星也在軌失效。作為衛(wèi)星設(shè)計(jì)人員，要想避免失敗，在衛(wèi)星上天之前就要一遍遍地驗(yàn)證。衛(wèi)星不是一般的產(chǎn)品，汽車，可以在各種路況上驗(yàn)證它的性能；冰箱，可以用制冷速度和制冷量驗(yàn)證它的質(zhì)量?？尚l(wèi)星在地上與在天上的情形完全不一樣，它真正的工作環(huán)境是地球表面所不具備的，而且有些太空環(huán)境在地球上也沒辦法模擬，因此大部分驗(yàn)證都需要通過特殊裝置來完成。
驗(yàn)證難，而衛(wèi)星設(shè)計(jì)的每一步又都需要驗(yàn)證，這讓楊芳養(yǎng)成了做事精細(xì)量化的習(xí)慣。不過這種習(xí)慣僅限于工作，工作之外的她大大咧咧，生活中常常去繁就簡(jiǎn)，為什么呢？楊芳略一思忖：“好像我是在故意回避。工作越嚴(yán)謹(jǐn)，越希望生活放輕松。我不想把工作習(xí)慣帶到生活中來，那樣太累了?！?/span>
不過楊芳喜歡自己的工作，與衛(wèi)星朝夕相處，對(duì)衛(wèi)星也多了一份情感。衛(wèi)星發(fā)射前通常要罩上整流罩，保護(hù)它在沖出大氣層時(shí)不會(huì)受到大氣干擾。白色的整流罩上纏著紅色的警示帶，像給衛(wèi)星裹了一件嚴(yán)實(shí)的大衣，如同給出門的孩子穿上外套，“那一刻，衛(wèi)星就像自己的孩子，每次衛(wèi)星發(fā)射，就像送‘孩子’出遠(yuǎn)門……”
楊芳這樣描述“送一顆衛(wèi)星上天”的流程：首先根據(jù)客戶需求分解衛(wèi)星技術(shù)指標(biāo)，進(jìn)行衛(wèi)星軌道與總體設(shè)計(jì)；然后研制衛(wèi)星的星上產(chǎn)品，同時(shí)進(jìn)行地面測(cè)試；待衛(wèi)星總裝調(diào)試完成，再模擬空間環(huán)境實(shí)驗(yàn)，確保衛(wèi)星達(dá)到理想狀態(tài)；最后衛(wèi)星發(fā)射入軌，正式交付客戶使用。不過且慢，此時(shí)任務(wù)并沒結(jié)束，還要對(duì)衛(wèi)星連續(xù)跟蹤，直至衛(wèi)星壽命結(jié)束。實(shí)際上，楊芳的工作要伴隨她設(shè)計(jì)的衛(wèi)星“一生”。
為衛(wèi)星璀璨的未來，很執(zhí)著
楊芳的科普演講生動(dòng)形象， 深受孩子的歡迎
楊芳坦率，喜歡直來直去，從來也不裝，不明白的事一定要弄清楚。剛剛接觸衛(wèi)星時(shí)，她常常問一些“小兒科”問題，但她覺得不丟人，因?yàn)檎l都會(huì)經(jīng)過菜鳥階段。
楊芳很執(zhí)著。做一顆衛(wèi)星少則兩年，多則十年八年，長(zhǎng)期的“蟄伏”必須耐得住寂寞，坐得住冷板凳。沒有人不渴望成功，然而從1957年第一顆人造衛(wèi)星發(fā)射，迄今已經(jīng)六十多年，人類只將五千多顆衛(wèi)星送入太空，目前在軌工作的只有兩千多顆。發(fā)射失敗、在軌失效的概率要遠(yuǎn)高于汽車、飛機(jī)等其他系統(tǒng)產(chǎn)品，所以做衛(wèi)星還要面臨失敗的考驗(yàn)。
楊芳說她做人做事的個(gè)性是受媽媽的影響。小時(shí)候媽媽經(jīng)常告訴她，女孩子不要總想著打扮自己，要把心思用在學(xué)習(xí)上?！八晕覐男【拖窦傩∽?，從沒留過辮子，直到現(xiàn)在依然習(xí)慣短發(fā)?！?/span>
楊芳從小成績(jī)優(yōu)異，立志要上清華。然而命運(yùn)與她開了個(gè)玩笑：高考失利，她被錄取到江西一所普通高校。對(duì)楊芳來說，這是人生的滑鐵盧，而一向嚴(yán)格的媽媽此時(shí)卻鼓勵(lì)她：沒關(guān)系，是金子總會(huì)發(fā)光的！
大學(xué)讀的是理工科，班上的女生寥寥無幾，楊芳的成績(jī)更是一枝獨(dú)秀，是大家羨慕的學(xué)霸。大一時(shí)有門課是畫法幾何和機(jī)械制圖，老師指著課堂上僅有的四名女生說：這門課女生補(bǔ)考最多。結(jié)果楊芳次次都考滿分，“我就不相信我學(xué)不好。”在男性主導(dǎo)的領(lǐng)域里，真就沒有性別差異嗎？對(duì)此楊芳并不否認(rèn)，但她從媽媽那里得到的教育是：男孩能做的，女孩一定也能做。她向女性朋友呼吁：“不要覺得自己不行，其實(shí)你可以。只要努力，完全有可能打破天花板。”
一直做衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)的楊芳，仰望星空讓視野更遼闊，才能也更多元。衛(wèi)星是特殊產(chǎn)品，客戶當(dāng)然也很特殊，如氣象衛(wèi)星客戶是國家氣象局，環(huán)境衛(wèi)星客戶是國家減災(zāi)委，地震監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的客戶是國家地震局……楊芳在與這些特殊客戶打交道中，強(qiáng)化社會(huì)責(zé)任感?！澳承┓矫婵蛻舯任叶亩?，因?yàn)樗麄冎酪眠@個(gè)衛(wèi)星干什么；有些方面我比客戶懂的多，因?yàn)槲腋私庑l(wèi)星在天上是怎么工作的，能不能實(shí)現(xiàn)客戶的要求?！蓖瑫r(shí)，她也更熱衷衛(wèi)星的科普工作。
2014年，楊芳加入九三學(xué)社，工作之余成為學(xué)社活動(dòng)的參與者和倡導(dǎo)者。2018年，她聯(lián)合兩名社友共同提出“小科學(xué)大夢(mèng)想”科普公益活動(dòng)，為孩子們作科普演講，“從小讓孩子建立太空的概念，培養(yǎng)航天的興趣，播下科學(xué)的種子，這是意義重大且深遠(yuǎn)的事，因?yàn)樗麄兪侵袊教斓奈磥怼?/strong>”
如今衛(wèi)星應(yīng)用越來越廣泛，比如GPS定位導(dǎo)航、時(shí)時(shí)更新的天氣預(yù)報(bào)、不間斷播出的衛(wèi)星電視……不久的將來，人們通過手機(jī)便可使用遙感衛(wèi)星，身在任何地方的人都能輕松拍一張家鄉(xiāng)的衛(wèi)星照?！半S著衛(wèi)星設(shè)計(jì)研制技術(shù)的日臻成熟，我們也在力求降低衛(wèi)星制造成本，做既便宜又好用的衛(wèi)星。這是我們努力的方向?！北热鏕PS定位導(dǎo)航、時(shí)時(shí)更新的天氣預(yù)報(bào)、不間斷播出的衛(wèi)星電視……
