航天特刊丨戈壁大漠崛起創(chuàng)新“夢之隊(duì)”

戈壁大漠崛起創(chuàng)新“夢之隊(duì)”

■郭 芳　甘 戈　劉奕君　解放軍報(bào)記者　戚辰飛

①科技人員正在進(jìn)行裝備維護(hù)。王 然攝

②11月4日，神舟十八號(hào)載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場著陸。新華社發(fā)

11月4日，神舟十八號(hào)載人飛船順利返回，航天科技工作者們深受鼓舞，倍感振奮。

酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，剛剛圓滿完成神舟十八號(hào)載人飛船返回測控保障任務(wù)的賈高工，正帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)緊鑼密鼓地撤收裝備。

恰在此時(shí)，喜訊再傳：賈高工帶領(lǐng)的科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，榮獲第四屆“天智杯”人工智能挑戰(zhàn)賽一等獎(jiǎng)。

今年，該單位其他創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)也收獲頗豐—“瞭望”團(tuán)隊(duì)獲全國大賽特等獎(jiǎng)，“智鷹”團(tuán)隊(duì)在全國智能無人系統(tǒng)應(yīng)用挑戰(zhàn)賽中取得佳績……

大漠戈壁，這個(gè)創(chuàng)新“夢之隊(duì)”的創(chuàng)新成果如雨后春筍，不斷在航天科技領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)一個(gè)又一個(gè)突破。

采訪中，廣大航天科技工作者的一句話令人動(dòng)容：“扎根大漠，逐夢航天，我們永遠(yuǎn)做航天事業(yè)的追夢人!”

“大漠捕手”鎖定精彩瞬間

“火眼金睛”看清飛船身影

“發(fā)現(xiàn)目標(biāo)!”11月4日1時(shí)24分，伴隨一聲口令，神舟十八號(hào)載人飛船返回艙出現(xiàn)在設(shè)備圖像中，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心景象測量團(tuán)隊(duì)的設(shè)備鏡頭穩(wěn)穩(wěn)跟上目標(biāo)。

“我們是最早迎接航天員回家的人?！蹦暣钶d3名航天員的返回艙如同流星一般進(jìn)入大氣層，景象測量團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人賈高工自豪地說。

迄今為止，該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)連續(xù)7次將神舟飛船返回的精彩畫面?zhèn)鞒觥?/p>

時(shí)間回到2021年，神舟十二號(hào)載人飛船返回在即。此前，歷次神舟飛船返回電視直播中，觀眾們看不到返回艙開傘、落地等精彩畫面，只能看到模擬動(dòng)畫。對(duì)此，賈高工提出一個(gè)大膽的設(shè)想——讓飛船返回景象實(shí)時(shí)清晰展現(xiàn)出來。

這一想法得到了該單位領(lǐng)導(dǎo)的大力支持。他們迅速組建一支主攻景象測量的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，并于不久后正式受領(lǐng)神舟十二號(hào)載人飛船返回景象測量任務(wù)。

“當(dāng)時(shí)，大家的目標(biāo)非常明確，那就是改寫返回畫面采取模擬動(dòng)畫展現(xiàn)的歷史，讓全世界實(shí)時(shí)見證中國航天員回家之路?！币幻こ處熣f。

為進(jìn)一步了解著陸場的地形地貌，團(tuán)隊(duì)成員頂著40℃高溫，深入戈壁灘實(shí)地勘測，獲取第一手信息資料;由于缺乏技術(shù)研發(fā)模板，賈高工根據(jù)多年的光學(xué)測量經(jīng)驗(yàn)，帶著骨干加班加點(diǎn)，摸索構(gòu)建出一套完整的測量設(shè)備技術(shù)系統(tǒng)。

“想要捕獲清晰的返回艙落地景象，就要將測量設(shè)備布設(shè)在核心著陸區(qū)，這對(duì)設(shè)備設(shè)計(jì)提出了更高要求。”一名工程師介紹，他們充分考慮到返回艙落點(diǎn)不確定、核心著陸區(qū)無傳輸圖像的通信網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)實(shí)情況，決定自主研發(fā)出一套全新的無線通信系統(tǒng)。

當(dāng)大家摩拳擦掌準(zhǔn)備一展身手時(shí)，系統(tǒng)卻在測試環(huán)節(jié)卡了殼——

高清圖像傳輸時(shí)有卡頓;光電設(shè)備引導(dǎo)誤差較大，目標(biāo)無法捕獲;圖像傳輸存在較大延遲，后端操作手無法及時(shí)決策……

面對(duì)一連串難題，團(tuán)隊(duì)成員迎難而上，充分發(fā)揮專業(yè)特長，創(chuàng)新設(shè)計(jì)光電設(shè)備誤差標(biāo)定方法和后端操作決策訓(xùn)練模式，將難題一一破解。

2021年9月17日，團(tuán)隊(duì)迎來神舟任務(wù)的首次考驗(yàn)。賈高工回憶說：“從光學(xué)設(shè)備布控到著陸場那天起，我的心就跟著懸在半空中，直到飛船返回景象的高清畫面被逐一捕獲，我的心才真正落了下來?！?/p>

那次任務(wù)中，該景象測量團(tuán)隊(duì)順利獲取返回艙從開傘到落地的全程彩色高清景象，中國航天員實(shí)時(shí)返回的畫面，第一次精彩呈現(xiàn)。

隨著職能使命的拓展，近年來，這些“大漠捕手”歷經(jīng)多次任務(wù)考驗(yàn)，練就“火眼金睛”的本領(lǐng)。

在神舟十三號(hào)返回任務(wù)中，他們?cè)俅蔚谝粫r(shí)間捕獲目標(biāo)并連續(xù)跟蹤，及時(shí)拍攝到飛船主傘打開、拋防熱大底、氧氣排放、反推點(diǎn)火等關(guān)鍵時(shí)段景象。

“捕捉并呈現(xiàn)這些‘最美瞬間’，是中國力量的展現(xiàn)。光學(xué)測量設(shè)備就是我們的‘眼睛’，我們要用它瞄得更準(zhǔn)、看得更遠(yuǎn)!”賈高工自豪地說。

2024年9月23日，人民大會(huì)堂掌聲雷動(dòng)，習(xí)主席親切接見了探月工程嫦娥六號(hào)任務(wù)參研參試人員代表，賈高工作為該單位科技人員榮列其中。

“習(xí)主席說，探索浩瀚宇宙，建設(shè)航天強(qiáng)國，是我們不懈追求的航天夢?！辟Z高工感慨地說，“從事航天光學(xué)測量，我也在奮斗中實(shí)現(xiàn)了夢想?！?/p>

為了快速捕獲嫦娥六號(hào)返回艙并獲取清晰景象，賈高工憑借多年經(jīng)驗(yàn)，第一時(shí)間組織團(tuán)隊(duì)到著陸場進(jìn)行實(shí)地勘察。他們繪制了著陸場地形圖，結(jié)合任務(wù)通信需求，確定落點(diǎn)測量設(shè)備無線電通信方案。而后，他又帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)赴相關(guān)科研院所，實(shí)地了解航天器返回任務(wù)特點(diǎn)。

拿到任務(wù)所需的第一手資料后，團(tuán)隊(duì)卻壓力倍增——他們發(fā)現(xiàn)，返回艙目標(biāo)小、速度快，設(shè)備捕獲跟蹤難，且缺乏有效的訓(xùn)練手段。

“發(fā)現(xiàn)問題就是解決問題的開始?！辟Z高工帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)人員，連續(xù)攻關(guān)，設(shè)計(jì)出一套基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的“模擬訓(xùn)練系統(tǒng)”，使操作手如同在任務(wù)現(xiàn)場一般開展訓(xùn)練，極大提高了捕獲目標(biāo)的穩(wěn)定性。

嫦娥六號(hào)回收任務(wù)中，航天器距地面還有10多公里時(shí)，就被“捕手”們成功捕獲。操作手何宇說：“確實(shí)飛得快，過程中我都不敢喘氣。經(jīng)過訓(xùn)練，我心里非常有底。我們捕獲的精彩畫面，在直播畫面中呈現(xiàn)出600多秒!”

“最強(qiáng)大腦”比拼智能算法

“戈壁黑馬”勇揭太空榜單

“用時(shí)最短，精度最高，獲勝!”不久前，隨著裁判員的裁決，“遙望”團(tuán)隊(duì)獲得第四屆“天智杯”人工智能挑戰(zhàn)賽一等獎(jiǎng)。

“天智杯”人工智能挑戰(zhàn)賽，是航天領(lǐng)域的頂級(jí)賽事，各大高校、科研院所廣泛參與，群英薈萃。這個(gè)來自戈壁的科研團(tuán)隊(duì)從上千支參賽隊(duì)伍中脫穎而出，連續(xù)兩次摘得桂冠。

“報(bào)名參賽就是奔著交流學(xué)習(xí)和解決難題去的，根本沒想過奪不奪冠。”團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人賈高工賽后談道，“我們第一次參賽的時(shí)候，完全是摸著石頭過河。拿了第一，大家都稱我們是‘戈壁黑馬’。”

從默默無聞的小團(tuán)隊(duì)，到如今一鳴驚人的“技術(shù)大拿”，這匹“戈壁黑馬”究竟如何練就“最強(qiáng)大腦”?

時(shí)間回到10年前，那時(shí)賈高工剛剛博士畢業(yè)來到酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心。“我從小就對(duì)航天事業(yè)充滿向往，想為中國航天事業(yè)添磚加瓦。這里，是距離航天夢最近的地方?！彼f。

很快，他擔(dān)任某課題組長，發(fā)揮技術(shù)專長，成功研制出某型測量系統(tǒng)，被廣泛推廣應(yīng)用，填補(bǔ)了任務(wù)段測量數(shù)據(jù)空白。隨著不斷探索、學(xué)習(xí)、積累，他成長為單位的技術(shù)骨干。解決科技難題、突破創(chuàng)新難關(guān)，成為他的努力方向。

為鼓勵(lì)科技創(chuàng)新，該單位專門設(shè)立科研訓(xùn)練中心，提供完善的軟硬件條件。賈高工幾乎天天泡在科研訓(xùn)練中心，潛心鉆研技術(shù)難題。一名前輩評(píng)價(jià)說：“把技術(shù)難題交給他，就是他最大的快樂?！?/p>

隨著科研創(chuàng)新氛圍越來越濃，該單位專門成立“遙望”科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，集中力量開展攻關(guān)。

“遙望”團(tuán)隊(duì)首次亮相，是在第三屆“天智杯”人工智能挑戰(zhàn)賽上。

“遙望”團(tuán)隊(duì)面臨的難題是如何確定太空中衛(wèi)星的軌道。眾所周知，確定單個(gè)衛(wèi)星的軌道數(shù)據(jù)，就需要大量計(jì)算作為支撐。

“核心在于算法。一方面要解決軌道變化中諸多不確定因素給建模帶來的困難;另一方面，計(jì)算量巨大，要贏得比賽，就要算得更快、更準(zhǔn)?！睋?dān)任領(lǐng)隊(duì)的首席專家這樣解釋，“就像我們做數(shù)學(xué)題，不是看你的腿能跑多快，胳膊力氣多大，而是看你的腦子會(huì)不會(huì)算?！?/p>

團(tuán)隊(duì)成員根據(jù)任務(wù)明確了分工：一名工程師負(fù)責(zé)軌道動(dòng)力學(xué)模型，一名工程師利用人工智能進(jìn)行運(yùn)籌學(xué)方面的優(yōu)化，賈高工負(fù)責(zé)代碼和效率優(yōu)化。

任務(wù)進(jìn)程比想象中緩慢。為了達(dá)到最好的效果，每個(gè)隊(duì)員都專注于自己的分系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)卻始終沒運(yùn)行起來。

“先實(shí)現(xiàn)基本功能，哪怕是用最簡單最樸素的辦法。完整的功能實(shí)現(xiàn)了，再用系統(tǒng)思維去分析，做整體上的把控?！睅ш?duì)專家的話提醒了大家。

很快，一個(gè)不那么聰明的“大腦”搭建好了，他們先把當(dāng)前的短板補(bǔ)齊，然后發(fā)現(xiàn)新的短板，繼續(xù)攻關(guān)……

經(jīng)過一輪輪的迭代升級(jí)，“大腦”的各個(gè)“神經(jīng)元”緊密連接在一起，系統(tǒng)速度和精度有了明顯提升。

“其實(shí)我們采用的數(shù)學(xué)模型并不復(fù)雜，甚至可以說是特意選取了一個(gè)基礎(chǔ)模型，從而減少變量帶來的影響，專注于對(duì)數(shù)據(jù)的分析驗(yàn)證，挖掘規(guī)律，反復(fù)校正，從而提高精度?！辟Z高工一語道破“天機(jī)”。

預(yù)賽比完，“遙望”團(tuán)隊(duì)以巨大的優(yōu)勢領(lǐng)先。決賽階段，他們更是半小時(shí)就完成比賽，比其他隊(duì)伍遙遙領(lǐng)先，交出了用時(shí)最短、精度最高的完美答卷。最終，他們以預(yù)賽第一、決賽第一、綜合排名第一的絕對(duì)優(yōu)勢奪冠!

評(píng)委們給出這樣的評(píng)價(jià)：“‘遙望’團(tuán)隊(duì)的表現(xiàn)告訴大家，用最樸素的方法也能創(chuàng)造性地解決最前沿的難題。從此，在這個(gè)領(lǐng)域又多了一支值得關(guān)注的強(qiáng)隊(duì)?！?/p>

今年，“天智杯”人工智能挑戰(zhàn)賽已舉辦到第四屆，“遙望”團(tuán)隊(duì)再次出擊、強(qiáng)勢奪魁。

在該單位年度科技創(chuàng)新大會(huì)上，賈高工說：“沒有濃厚的科研氛圍、優(yōu)秀的科研硬件條件、良好的科研人員待遇、寬松的學(xué)術(shù)交流氛圍，這些成績的取得就是無源之水、無本之木。”

“數(shù)據(jù)深耕”探尋背后規(guī)律

“沙里淘金”預(yù)報(bào)精準(zhǔn)落點(diǎn)

酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心指控大廳的大屏上，“熱烈祝賀神舟十八號(hào)飛行任務(wù)圓滿成功”的紅色喜報(bào)格外耀眼。落點(diǎn)預(yù)報(bào)崗位上，工作人員興奮地?fù)芡艘粋€(gè)號(hào)碼：“劉工，您開發(fā)的軟件系統(tǒng)再次精準(zhǔn)預(yù)報(bào)了落點(diǎn)!”

電話另一頭，劉工程師喜出望外：團(tuán)隊(duì)艱難攻關(guān)的成果，再次解決了航天器落點(diǎn)高精度預(yù)報(bào)的難題。

回想當(dāng)年，還是助理工程師的劉工程師，剛剛加入單位科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。那時(shí)，團(tuán)隊(duì)面臨落點(diǎn)高精度預(yù)報(bào)這一亟待攻克的課題。

誰也沒有想到，剛加入攻關(guān)團(tuán)隊(duì)的“新人”竟成了解決這一難題的“帶頭人”。

年輕的劉工程師很有信心：“我們的優(yōu)勢在于這么多年來積累的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，要讓這些數(shù)據(jù)‘開口說話’。”

隨后，他與團(tuán)隊(duì)成員一起，深入分析大量歷史數(shù)據(jù)，并基于海量數(shù)據(jù)中的規(guī)律，對(duì)不同類型的航天器分別進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模，提出了有效的落點(diǎn)預(yù)報(bào)算法。他編寫的數(shù)據(jù)修正軟件有效提高了預(yù)報(bào)精度，將返回式航天器的搜索周期極大縮短。

從“0”到“1”的突破，只是一個(gè)基礎(chǔ)?？萍紕?chuàng)新的道路必定布滿荊棘。

2018年，團(tuán)隊(duì)受領(lǐng)了“天宮一號(hào)”的“回家之旅”預(yù)報(bào)任務(wù)?！疤鞂m一號(hào)”返回地球的過程中，由于軌道下降較慢，會(huì)在高層大氣中受到很大的擾動(dòng)，這也意味著計(jì)算誤差很大，落點(diǎn)預(yù)測難度很高。

劉工程師主動(dòng)到兄弟科研單位學(xué)習(xí)調(diào)研，研究目標(biāo)落點(diǎn)預(yù)報(bào)技術(shù)和方案。他分析處理了大量雷達(dá)測量數(shù)據(jù)，結(jié)合與目標(biāo)外形相似的其他目標(biāo)氣動(dòng)參數(shù)素材，先后計(jì)算出數(shù)十條不同情況下的氣動(dòng)參數(shù)。

經(jīng)過3個(gè)月的艱辛付出，劉工程師所在團(tuán)隊(duì)最早最準(zhǔn)預(yù)報(bào)出目標(biāo)落點(diǎn)位置，圓滿完成任務(wù)。

雖然工作很出彩，但面對(duì)荒漠戈壁的艱苦環(huán)境，一直在大城市生活學(xué)習(xí)的劉工程師也曾打過“退堂鼓”——

執(zhí)行任務(wù)有時(shí)要機(jī)動(dòng)數(shù)千公里，住帳篷、吃干糧是家常便飯;任務(wù)地域夏天氣溫高達(dá)50℃，冬季氣溫低至-20℃，一年四季風(fēng)沙肆虐……

一次刮沙塵暴，劉工程師冒著遮天蔽日的黃沙回到宿舍，卻發(fā)現(xiàn)屋里也蒙上一層厚厚的沙塵?！斑@讓人怎么靜下心搞科研啊?”巨大的心理落差令他有些迷茫。

扎根戈壁30多年的一位老高工語重心長地對(duì)劉工程師說：“當(dāng)年，我也有過你這樣的困惑?？嗟胤?、累地方，正是逐夢航天好地方。咱們能用自己所學(xué)，投身中國航天這項(xiàng)偉大的事業(yè)，吃點(diǎn)苦不值得嗎?”

前輩們的堅(jiān)守奮斗，感染著風(fēng)華正茂的新成員。在荒漠、石灘、濕地、蘆葦蕩里，這位愛笑的年輕人，用一個(gè)個(gè)經(jīng)緯度修正值，指引著搜索分隊(duì)前行。他們穿越沙塵暴，戰(zhàn)勝嚴(yán)寒酷暑，一步步向目標(biāo)靠近。

功夫不負(fù)有心人。在前輩們的指導(dǎo)下，劉工程師很快成長為創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)骨干，取得多項(xiàng)國家級(jí)創(chuàng)新成果。

某任務(wù)中，由于航天器實(shí)際落點(diǎn)偏離理論值較大，落點(diǎn)預(yù)報(bào)難度很高。劉工程師所在團(tuán)隊(duì)緊前開展專項(xiàng)攻關(guān)，通過認(rèn)真分析飛行數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)修正阻力系數(shù)等，實(shí)現(xiàn)落點(diǎn)精準(zhǔn)預(yù)報(bào)。

“我們有著數(shù)十年歷史數(shù)據(jù)的積累，就像擁有一座數(shù)據(jù)富礦。通過‘沙里淘金’般的數(shù)據(jù)挖掘，我們找到了規(guī)律和方法。”雖然劉工程師說得輕描淡寫，但記者了解到，該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的這套數(shù)據(jù)測算方法精準(zhǔn)管用、準(zhǔn)確快速，將預(yù)報(bào)精度提高了兩個(gè)量級(jí)，有效填補(bǔ)了該領(lǐng)域空白。

敲下最后一行代碼，劉工程師往后仰了仰僵硬的脖子，掛鐘的時(shí)針早已跨過午夜12點(diǎn)。他剛剛完成落點(diǎn)高精度預(yù)報(bào)系統(tǒng)的第20次版本更新。

“一個(gè)人的技術(shù)再過硬，也是有限的，全體航天科技人員都過硬，才能擔(dān)起重任?！眻F(tuán)隊(duì)中，一批年輕科研人員正在快速成長——

一名95后工程師，完成了測控裝備某分系統(tǒng)升級(jí)的主要工作;一名00后助理工程師，編寫數(shù)十萬行代碼，助力某計(jì)算機(jī)軟件升級(jí)改造……

“團(tuán)隊(duì)干的是開創(chuàng)性工作，我實(shí)現(xiàn)了自己的價(jià)值”“被組織認(rèn)可，被事業(yè)需要，是何等幸?！薄澳転楹教焓聵I(yè)貢獻(xiàn)自己的力量，我挺驕傲的”……采訪中，他們樸實(shí)卻滾燙的話語，讓記者深受感動(dòng)。

什么是夢想?在這群追夢人眼中，夢想就是將自身的價(jià)值融入偉大的航天事業(yè)。

敢于戰(zhàn)勝艱難險(xiǎn)阻，才能攀登科技高峰。號(hào)角催征，航天追夢人向著下一個(gè)目標(biāo)發(fā)起沖鋒。

銳視點(diǎn)

把論文寫在航天事業(yè)新征程上

■史國棟

習(xí)主席強(qiáng)調(diào)，科研工作者要把論文寫在大地上，把實(shí)踐中形成的真知變成論文，當(dāng)黨和人民需要的真博士、真專家。

酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心廣大科研工作者積極響應(yīng)習(xí)主席的號(hào)召，獻(xiàn)身航天事業(yè)，在戈壁大漠上書寫著自己的夢想和民族的夢想。

科研工作是為人民服務(wù)的，是為人民的美好生活服務(wù)的。航天事業(yè)是寄托著人類希望、承載著人民夢想的偉大事業(yè)。胸懷壯志，一批又一批青年科研人員，像前輩們一樣，走進(jìn)大漠戈壁，來到黨和人民最需要的地方?？嗟胤?、遠(yuǎn)地方，建功立業(yè)好地方。只要懷揣夢想、心系祖國，科研工作者就能找到創(chuàng)造價(jià)值的舞臺(tái)。

實(shí)踐性是科學(xué)精神的特征，解決實(shí)際問題的論文才更有價(jià)值。載人航天發(fā)展道路上，不會(huì)一帆風(fēng)順。解決實(shí)踐問題的需求，呼喚著科研工作者們走出“象牙塔”。神舟飛船返回系列任務(wù)中，不論是跟蹤測量技術(shù)的攻關(guān)，還是人工智能算法的應(yīng)用，問題來自工程實(shí)踐，解決問題助推工程應(yīng)用。經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)、創(chuàng)造實(shí)踐價(jià)值的桂冠，更加熠熠生輝。

無突破、不創(chuàng)新，無創(chuàng)新、不科技。人類歷史上的每一次科技進(jìn)步都是創(chuàng)新和突破的結(jié)果。載人航天事業(yè)的成功，靠的是創(chuàng)新和突破的積累。航天戰(zhàn)線的科研工作者們始終把“自立自強(qiáng)、創(chuàng)新超越”作為座右銘，敢為人先、敢闖敢干。關(guān)鍵核心技術(shù)要不來、買不來、討不來。只有靠科研工作者拼搏奮斗，努力實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控，才能把創(chuàng)新主動(dòng)權(quán)、發(fā)展主動(dòng)權(quán)牢牢掌握在自己手中。

神舟十九號(hào)成功發(fā)射、神舟十八號(hào)順利返回，中國人民探索太空的步伐又向前邁進(jìn)一步。征途漫漫，惟有奮斗。廣大航天科研工作者要腳踏實(shí)地、知行合一、學(xué)以致用，把論文寫在航天事業(yè)的偉大實(shí)踐中，寫在中華民族偉大復(fù)興的征程上。

版式設(shè)計(jì)：方　漢