中国人自古就有飞天梦，从嫦娥奔月的神话故事,到万户飞天的壮烈之举。2003年，杨利伟搭乘神舟五号载人飞船成功出征太空，成为中国载人航天事业的里程碑，也标志着中国的科技发展取得了重大突破。20年间，中国载人航天事业硕果累累，随着探月探火的成功和中国空间站的建成，太空探索迎来了更多的机会。火箭飞天的奥秘都有哪些？天外生命是什么样子？如何使航天器更加安全可靠？
近日，科普中国联合中国航天科技集团科技委共同举办了“科学视界基立未来”科普专家系列沙龙特别篇：筑梦廿载向苍穹——致敬中国航天员首飞太空20周年，旨在科普基础科学研究，展示中国力量崛起。围绕基础研究领域，通过对热点话题及时科普，向公众展示科学思维和科学方法，并逐渐引导公众形成讲科学、爱科学、学科学、用科学的浓厚氛围。
本次活动邀请了三位“航天人”，分别是中国航天科技集团五院空间站系统副总设计师朱光辰，中国航天科技集团八院的陈鼎研究员，以及中国航天科技集团一院的褚嘉运博士，作为工程技术人员的代表，以专题演讲的形式致敬那些为载人航天工程无私奉献的前辈们。另外，主办方邀请了北京八中和北京化工大学的学生向嘉宾发出了提问，与三位航天科技工作者互动。
建造“天宫”的技术基石——朱光辰
建造航天器是一个复杂的系统工程，涉及力学、热物理、电子电器、化学、先进材料和工艺、空间环境等多个基础学科和专业技术，而且不同学科领域之间是深度融合的。空间站舱体结构的强度和刚度要能够承受在发射过程中的过载振动和冲击载荷。朱光辰副总设计师说：“舱体结构在发射过程的剧烈振动中不能发生共振,因为共振的放大效应有可能是几倍、十几倍甚至几十倍，会产生破坏性的作用。”另外，考虑到舱体在轨飞行十几年中,力学载荷是长期存在的，舱体总体构型和布局对于保障航天安全非常重要。朱光辰接着用天河核心舱的设计图举例，舱体直径比较大的部分在下部，上半部是太阳电池翼等设备,直径比较小，所以舱体的根基是牢固的。朱光辰还展示了结构振动的模态仿真图，仔细讲解了结构应力仿真分析结果，如何调整布局和质量特性以获得最优的设计方案。朱光辰的演讲为大家专业地科普了航天器总体构型设计和布局设计的重点，深入浅出地介绍了力学、材料科学、电子电器的科学知识,学生们听得津津有味，收获颇丰。“这次活动坚定了我大学学习材料科学的梦想，我未来想成为一名航天人，为中国航天奉献青春与智慧”，北京八中的钟子恒说道。
航天新技术，助力寻找第二个地球——陈鼎
陈鼎研究员重点讲解了空间科学探测和应用方面的研究工作，他从《三体》小说中三星系统的科学基础讲起，讲到真实的半人马座阿尔法星这个三星系统的运行机制，延伸到人类开展了系外行星的生命和文明探测。中国从2012年起,率先提出了“系外类地行星探测计划(STEP)”，利用超高精度的空间天体测量和测角技术，对太阳系附近一些非常亮的恒星周围的行星系统进行探测。陈鼎说:“因为精度要求高、工程难度大，从2013年到现在的十年之间,项目团队潜心研究，持续深入优化方案，攻克关键技术，不断抠细节、啃难题,几乎没有一天停息。”从原理到设计，再从样机到地面试验,终于在2023年进入实际的在轨技术验证阶段。航天人自强不息、勇于攀登，充分体现了特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献的载人航天精神，充分展示了中华民族伟大的精神和力量。“陈老师的演讲深深感染了我,未来我站上三尺讲台，一定会把载人航天精神，把中国共产党人的精神谱系，把中华民族的伟大精神和磅礴力量,传承给一代代中华儿女”，北京化工大学化学学院陈博雅轩说。
安全可靠，逐梦航天的护身符——褚嘉运
褚嘉运是一名90后，从事航天器可靠性设计工作。载人航天与可靠性工程是密不可分、相互成就的，褚博士为大家科普了如何通过科学手段来保障航天器成功飞行。载人航天器在设计中需要与不确定性作斗争，首先需要将航天器整体分解成系统级、单元级产品，并结合环境影响的变化逐层设计保障可靠性，梳理清楚系统故障与单元状态之间的关系,通过补齐短板、增大容差设计和局部优化等方法不断提升航天器可靠性。在单元级故障预防方面，设计的核心是弥补短板缺陷。对于尚未完全掌握机理的故障，可以采用增大容差设计等方法来降低使用风险。对于已经完全掌握积累的故障,则可以对症下药，通过对设计方案进行局部优化来提升产品的基础能力。褚嘉运博士的演讲体现了一位年轻航天人兢兢业业、扎扎实实的工作状态,不断刨根问底、精益求精,他的求实奉献精神感染着在场的每一个人。
“科学视界基立未来”科普专家系列沙龙,将科普工作主动融入新发展格局，强化科普工作的价值引领,弘扬科学精神和科学家精神，以高质量科普服务高质量发展。“我们的工作为科学家和公众搭建了交流平台，及时回应社会关切，向公众普及科学知识”,本次活动负责人刘菲菲说。
不惧众流,方为江海。科技文明如同大海，多姿多彩、交流融合、相互影响。载人航天事业正是人类文明不断向前发展的有力证明，中国航天人创造了一座又一座里程碑，为国家发展和民族复兴贡献了强大的智慧和力量，展现了伟大的中国道路、中国精神、中国力量。“航天事业体现的是国家意志，强大的组织力和执行力，一旦确定目标之后,就会坚定不移的执行下去。对参与者来说,航天事业提供了施展聪明才智的广阔舞台，有机会见证一次又一次的历史性时刻”，朱光辰副总设计师说。
来源：武汉科技报
编辑：赵嘉莹