星空的美，在于未知、宏大。
“星漢燦爛，若出其里”，古人早就仰望蒼穹，構(gòu)想出宇宙瑰奇壯麗的畫面。
千年后的今天，在平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡（以下簡稱“SKA”）項(xiàng)目南非站址，人類觀測宇宙已經(jīng)逐漸具象化。
隨著中國參與的國際大科學(xué)工程SKA項(xiàng)目的首批實(shí)物貢獻(xiàn)天線，在中國電科網(wǎng)絡(luò)通信研究院（以下簡稱“網(wǎng)通院”）完成出廠驗(yàn)收并隨之運(yùn)往南非，我國將為國際天文事業(yè)作出重要貢獻(xiàn)。
這一重要時(shí)刻，也是屬于中國SKA天線團(tuán)隊(duì)的里程碑時(shí)刻。
天線的“視力矯正師”
“從零開始”，這是SKA伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)師張一凡的“真實(shí)寫照”。
影響SKA“視力”是否精準(zhǔn)的指標(biāo)之一，便是SKA指向精度，而滿足這項(xiàng)指標(biāo)是前所未有的技術(shù)難題，這對他來說也是新標(biāo)準(zhǔn)、新挑戰(zhàn)。
SKA指向精度需要通過動(dòng)態(tài)標(biāo)校來驗(yàn)證，張一凡要做的，便是將已有的技術(shù)——靜態(tài)標(biāo)校，變?yōu)閯?dòng)態(tài)標(biāo)校?！拔覀儾粌H面臨技術(shù)難題，還有時(shí)間要求，從方案構(gòu)思到方案定版，只有一個(gè)多月的時(shí)間。”冥思苦想、廢寢忘食是他那時(shí)的常態(tài)。
他與指向精度較真、死磕，埋身于國內(nèi)外資料，寫方案，指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，分析結(jié)果，更新方案，如此循環(huán)往復(fù)，迭代數(shù)次。
“滿足指標(biāo)要求了！”終于，在千余次的嘗試后，他不僅滿足了既定指標(biāo)要求，甚至還超越了標(biāo)準(zhǔn)！那一刻，成功的喜悅和收獲的快慰爬上了他緊張的面頰，他知道，只有每一次的指標(biāo)靠近，宇宙中極其微弱的信號(hào)才能夠被“看得更準(zhǔn)”。
技藝高超的天線“拼圖家”
天線能夠看得更準(zhǔn)的“底氣”，不僅是通過軟件的保障，還來自天線結(jié)構(gòu)提供的“安全感”。
SKA天線結(jié)構(gòu)安裝實(shí)施負(fù)責(zé)人李鵬，平日的“拼圖游戲”之一，便是完成SKA天線中支撐天線反射面板的骨架結(jié)構(gòu)的安裝。而這，卻是一場考驗(yàn)?zāi)托?、?xì)心和責(zé)任心的“高難度游戲”。
“為了在運(yùn)動(dòng)中克服重力和風(fēng)的作用，保持骨架形狀精度，每一根拉桿的位置和尺寸都經(jīng)過了優(yōu)化設(shè)計(jì)，每個(gè)球節(jié)點(diǎn)的形狀和位置是獨(dú)一無二的?！?/p>
“游戲”目標(biāo)是最終確保骨架結(jié)構(gòu)所支撐的面板精度穩(wěn)定，數(shù)據(jù)精確?！坝螒颉眱?nèi)容是在規(guī)定時(shí)間內(nèi)拼接好天線背部骨架的數(shù)百根拉桿和螺栓球。每根拉桿通過螺栓球連接，每個(gè)球上一般都有7-8個(gè)孔，多的有12個(gè)孔，每個(gè)孔都分別用來連接一根拉桿。
“做這件事的時(shí)候，一定要負(fù)責(zé)，細(xì)心！負(fù)責(zé)，細(xì)心！”團(tuán)隊(duì)一開始的拼接方案是由單人按順序先后將一根根拉桿拼裝成一個(gè)個(gè)整體組件，再將組件們拼裝成完整的天線骨架結(jié)構(gòu)?？蓽y試結(jié)果卻不盡如人意，面板精度不完全穩(wěn)定。
可一切都是按照方案拼裝的，到底是哪里出了問題？眼看距離交付節(jié)點(diǎn)越來越近，李鵬帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)將一個(gè)個(gè)拉桿拆卸下來，在以往結(jié)構(gòu)安裝經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新了安裝方法，先把桿的一頭擰上螺栓球，使用特定工具增加一定力矩以保持螺栓平衡，再將其他拉桿擺在預(yù)設(shè)位置，幾個(gè)同事同時(shí)擰上螺栓球，增加相同力矩，保證每一個(gè)拉桿的力矩精準(zhǔn)到位，如此動(dòng)作反復(fù)，直至拼裝成一整個(gè)骨架結(jié)構(gòu)，再由吊車完成吊裝。
“面板精度穩(wěn)定?！眲倮穆曇艨M繞在李鵬的耳畔，成功的喜悅也回蕩在團(tuán)隊(duì)成員心頭。
天線結(jié)構(gòu)的“繪畫師”
“天線結(jié)構(gòu)作為SKA的關(guān)鍵組成部分，其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)極為嚴(yán)格，需滿足高精度、大尺寸等要求。在我國，此前尚無方案能夠完全達(dá)到這些高標(biāo)準(zhǔn)?！盨KA力學(xué)仿真分系統(tǒng)負(fù)責(zé)人楊豐福表示。在研發(fā)過程中，概念設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)以及工程驗(yàn)證等多個(gè)階段，都能看到楊豐福的身影。
一開始，按照“常規(guī)操作”得出的仿真設(shè)計(jì)并不能滿足指標(biāo)要求，項(xiàng)目進(jìn)入瓶頸之時(shí)，他決定重新設(shè)計(jì)，巧妙地融入了拓?fù)鋬?yōu)化的先進(jìn)算法。在接下來的2-3周的時(shí)間里，他忘記了時(shí)間，幾近“瘋狂”地計(jì)算、優(yōu)化。
每一次細(xì)微調(diào)整的背后，都離不開楊豐福隨時(shí)開展的“頭腦風(fēng)暴”。他這邊查閱資料，那邊即刻開始付諸實(shí)踐，手里迅速查閱資料的同時(shí)，嘴里還在不斷念叨著計(jì)算過程。終于在經(jīng)過成百上千次的細(xì)微調(diào)整和迭代后，他電腦上的數(shù)據(jù)從“無解”變?yōu)椤坝薪狻??！霸瓉?，獲得正解只需要一瞬間。”楊豐福笑著說。
堅(jiān)定的信念、無盡的熱情、不竭的創(chuàng)新精神，在探索浩瀚宇宙的舞臺(tái)上，SKA天線團(tuán)隊(duì)正秉持著這種精神，書寫SKA中頻天線結(jié)構(gòu)的新篇章。
