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2019年,年度“全球35位35岁以下科技创新青年”名单中,有这样一个花一样的名字——姚蕊。下面,让我们一起去认识一下这位年轻的女科学家吧。
 
她是“科研大工匠”好苗子
1984年,姚蕊出生在北京一个工程师家庭,在父母的熏陶之下,品学兼优的她选择了与机械工程打交道。“有些专业在外行看起来很枯燥,其实一旦深入了解,也有很多令人着迷的地方。”
短短几年时间,“学霸”姚蕊就在工学道路上从女学士成长为女硕士,身影也从北航辗转到了清华园。姚蕊的两大偶像是世界著名科学家钱学森和天文学家南仁东。南仁东老先生曾谈到的三个问题,“我们是谁?我们从哪里来?我们是否孤独?”也是姚蕊从事科研工作以来,一直思考的问题。
20多年前,有人在一场聚集了世界顶尖无线电科学家的大会上提出,在全球电波环境继续恶化之前,人类应该建造新一代射电望远镜,接收更多来自外太空的讯息。当时中国最大的射电望远镜口径不到30米,南仁东却放出“狂”言:“将来我们要建造一个口径500米,全球最大的太空望远镜!”有人嘲讽他痴人说梦。
姚蕊读研究生时,所做的第一个课题,就是国家项目——FAST(500米口径球面射电望远镜)馈源支撑研究。这是姚蕊第一次与FAST相遇,当时她就感觉这个项目很特别,对它充满了好奇。于是,在导师的指导下,姚蕊开始参与FAST相关的工作。
当26岁的姚蕊硕士刚毕业时,就有幸加入南仁东的“中国天眼”科研团队。南教授的敬业精神和朴实的生活作风令她感佩不已。在这位“中国天眼之父”的影响下,姚蕊也磨炼出超越常人的吃苦精神。
2012年,只有两年工作经验但表现突出的姚蕊,被任命为FAST馈源舱的负责人,当时她只有28岁。面对一些人提出“姚蕊太年轻”的异议,南仁东自信满满地说:“小姚是‘科研大工匠’的好苗子,她能吃苦,工作严谨,又敢于创新,放到普通岗位上倒是埋没了,我们应该给青年才俊大施拳脚的机会。”
 
科研路上追求完美
FAST位于黔南的群山环抱之中,建成后,不仅会成为世界上规模最大的射电望远镜,同时,它接收宇宙电波的能力也将是最出色的。馈源是望远镜用来接收宇宙无线电波的装置系统,也就是天线;馈源舱是承载馈源的舱体,是“中国天眼”的最核心部件之一。这个世界之最的诞生,很大程度上依赖于灵敏的核心部件——馈源舱。
姚蕊是个完美主义者,在科研上总想做到世界最顶尖。项目启动后,她对每一张图纸仔细审核,反复计算,甚至曾经连续4天不合眼在电脑前编程。“项目最紧张的那年,整个馈源支撑系统团队,仅记录在案的重要会议就多达140次,多位负责人甚至连去食堂吃饭都在一起,就是为了能争取更多时间讨论交流。”
馈源舱的设计工作开始后,数不清的问题向姚蕊扑来。其中,馈源舱限重问题是最“折磨人”的。于是,姚蕊的首要任务,就是带队给馈源舱“减肥”。
这场耗时近两年的“瘦身”着实不易。馈源舱里不仅有馈源装置,还有配套的其他辅助设备和设施。经过反复的模拟实验,他们最终把主体框架从“正圆形”变成了“近似三角形”,一下减重几千斤!
随之而来的又有个棘手的难题。原本计划在“中国天眼”内放置9个不同类型的馈源装置,但随着馈源技术的进一步发展,2014年初FAST项目组决定建设一台超宽带馈源接收机,也要一并放入馈源舱。该馈源接收机性能先进,可代替原来的3个馈源装置。
这位“新房客”的尺寸太大了,占了馈源舱内近一半的使用面积。
姚蕊最终想出一个大胆又合理的方案:机设备分组运行。事实上,“天眼”每次观测宇宙星空时,通常情况下只会用到其中一个馈源装置,其他馈源装置在此期间是不工作的。那为何不把闲置的馈源装置“请”出馈源舱呢?探测时使用哪一个,就将它装进馈源舱里,按照这一思路,和团队开始了新一轮的设计改造工作。
在不久后的馈源舱详细设计评审会上,这一方案得到了专家组成员的认可。“中国天眼”的馈源舱开始依照姚蕊提出的新方案,进行研发打造,安装调试。
2016年7月3日11时46分,平塘500米口径大射电望远镜现场,最后一块反射面板成功到达预定位置,顺利完成安装。这标志着世界最大的射电望远镜主体工程全面完工,“天锅”已经成型!
 
誓做“中国天眼”守舱人
馈源舱位于整个“天眼”望远镜球面的中心位置,正式投用后,它会随着探测的需要沿球面中心轴做上下运动。从高处往“天锅”底部看去,馈源舱就像一个碉堡。姚蕊打了个比方:“如果把FAST看作一个天眼,那馈源舱就相当于这个眼睛的瞳孔,它起到聚焦的作用,我们能看得更清楚。”
姚蕊在完成馈源舱系统初步调试后,又展开升舱调试,结果显示,这只巨大的“中国天眼”运行十分正常。2017年12月,馈源舱验收工作圆满完成,FAST正式睁开了它探索宇宙的大眼睛。
 “中国天眼”的诞生在中西方科学界引发了震荡。探索未知宇宙,搜寻和发现脉冲星是FAST的主要科学目标之一。截止到目前,“中国天眼”已经先后发现了43颗脉冲星,极大地增加了人类对宇宙的认知,我国天文学家们正在破解“天眼”获取的海量信息。如今,已经博士毕业的姚蕊,正是这口“天锅”的“眼瞳”守护人。“中国天眼”的正常运行,始终离不开姚蕊和团队在背后默默的技术支持。因为他们的坚持付出,一个当初没有多少人看好的梦想,最终成为一个国家的骄傲。
姚蕊诗意地说:“FAST射电望远镜的作用,就是帮助人类从宇宙的白噪音中,更灵敏地分辨出有意义的声音。它可以接收到1351光年外的电磁信号,可以从雷声中听见蝉鸣。”2019年1月21日,作为馈源舱控制技术领域的代表人物,姚蕊入选《麻省理工科技评论》年度“35位35岁以下科技创新青年”名单!如此年轻却有如此成就,让我们看到了中国创新科研力量的崛起。据《恋爱婚姻家庭》美云/文整理

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