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以“力”问天,筑梦苍穹——记空天科学学院载人航天技术团队
发布日期:2026-10-03 作者: 顾莹 郭帅 孙海涛 访问量:

金秋时节,微风怡人。

晚上10点,betway88西汉姆网页一号院空天楼4楼的机房依旧灯火通明,师生们正坐在电脑前忙碌,屏幕上是深蓝色的太空背景,一条条跃动的曲线勾勒出不同的任务场景。

他们,是空天科学学院载人航天技术团队的成员。他们,也是离太空最“近”的一群人。

交会对接、空间站运营、载人登月……我国载人航天领域的重大事件中,都有他们的身影。

组建以来,团队深度参与国家载人航天工程任务,入选国家级高水平科技创新团队,在探索浩瀚宇宙的征程上写下了厚重的科大篇章。

01

淬炼“攻坚力”,托举飞天梦想

“3、2、1……点火!”随着指令下达,火箭直冲云霄。

年复一年,这样令人沸腾的场景已不陌生。我国载人航天每一次重要的火箭发射,背后总有团队的支撑。

走进团队的办公区域,大厅里一排火箭模型格外引人注目。

长征二号F、长征五号等9枚火箭一字排开,在它们飞天的征途上,团队一路相伴而行。

1970年,长征一号运载火箭首飞成功。同一年,空天科学学院前身导弹工程系随“哈军工”南迁长沙,我国著名力学家、教育家周明鸂先生开始围绕航天器进行探索研究;90年代,周建平教授和唐国金教授先后开拓了计算结构力学和载人航天系统仿真方向,搭建起团队现今的架构。薪火赓续,几代人对航天梦的追求始终如一。

这份追求,在团队每次面对急难任务和重要抉择时,总能化作坚定前行的力量。

20世纪90年代,我国载人航天急需研制具备逃逸救生功能的长征二号F火箭,之前国外研制逃逸飞行器都是靠发射多枚试验火箭,用真实的空中试飞来校验性能,试验周期漫长,成本高昂。为打破这一局面,有专家提出了大胆的想法:开发一套高可信度的仿真软件,通过仿真试验代替飞行试验,大幅度降低研发成本。

时任团队带头人唐国金教授作为技术负责人,承担起仿真系统的关键技术攻关任务。

“我们缺乏可借鉴的资料,从理论建模到软件编码,一切都要从零开始……”当时还在读研究生的李海阳教授对团队艰苦攻关的历程记忆犹新。历经2年多夜以继日的奋战,系统如期交付,经零高度逃逸飞行试验验证,落点仿真偏差小于10米,远超预期,获得载人航天工程总体部门的高度认可,最终促成一个重大决定:不再打试验火箭,通过仿真试验完成逃逸飞行器定型。这套系统在我国历次载人航天任务中发挥了重要作用。

该任务之后,团队又将目光投向更大的挑战——空间交会对接。让两个高速飞行的航天器在太空精准“牵手”,是业内公认的复杂难题。根据载人航天“三步走”战略,我国要建造空间站,交会对接是实现空间站组装、航天员驻留轮换等任务的先决条件。

彼时,团队带头人罗亚中教授还在读硕士,为了攻克这项难题,在硕士最后1年转换研究方向。“国家有需要,我们就该冲上去。”罗亚中平静地说。那段日子,他研读了国内外空间交会对接领域的近千份文献、编写了数万行代码、分析了数百个轨道方案……团队在此基础上搭建起我国首套面向工程应用的交会对接飞行任务规划系统,成功应用于“神舟”和“天宫”的多次交会对接任务中。

如今,团队已成为我国载人航天领域有口皆碑的王牌军,为托举飞天梦想发挥了重要作用。团队2019年被表彰为“中国载人航天突出贡献集体”,3人先后被授予“载人航天工程突出贡献者奖章”。

02

激发“创新力”,锻造自主利器

今年4月,新华社题为《坐地巡天千万里——新版国产自主航天任务设计工业软件ATK公开发布》的专题报道得到全社会广泛关注,阅读量超过130万次。

ATK是什么?

在机房,记者见识了它的威力。

打开界面,软件功能涵盖了航天任务分析与设计的多个方面。操作者点击、拖动鼠标,就能在浩瀚的深空背景下勾画航天器飞行轨迹;鼠标、键盘结合运用,能构建近地、地月、行星际等复杂航天任务仿真场景;软件支持加载数字地球、海量目标模型,可以实现大到太阳系、小到单颗卫星的跨尺度场景高效显示,让人感觉“坐在机房,置身太空”。

王华副研究员介绍,前些年完成一次空间交会对接任务,团队要投入大量精力研发专用的规划软件,现在运用ATK几分钟就能完成。

传统的航天工程型号基本上“一任务一软件”,研发耗时耗力。2010年起,团队敏锐地洞察了这一点,开始构想研发一款通用、高效、稳定的工业级航天任务设计软件,改变我们国家航天领域工业软件长期受制于人的被动局面,并着手开展相关基础模型和关键技术研究。

随着国际竞争日趋激烈,自主可控需求愈发迫切。2020年,在载人航天工程总体指导和牵引下,团队整装出发,正式启动ATK产品攻关工作。当时我国科技领域工业软件自主可控产品研发进展并不顺利,全国同行有不少评论:“国外同类软件是历经30年打造的成熟产品,想要国产替代谈何容易。”“技术突破和应用生态构建都是硬仗和持久战,一个院校团队能做到吗……”

团队带头人罗亚中教授坚定地说:“作为军校科研团队,我们有决心和信心,走出一条创新和破局之路。”

就这样,他们义无反顾地扎入了“荆棘区”。

真正投入到这项工作中,他们发现要解决的问题纷繁复杂。“就像烹饪一道佳肴,清楚需要放哪些调料,但每样调料的用量要反复尝试、调配,直到色香味俱全。”杨震教授这样描述底层算法调试的过程,而这只是其中的一项任务。

他们首创了“工程侧需求牵引+院校侧集中研发”的模式,历经5年集中攻关,研发出国际领先的算法,软件更贴近用户需求,与国产软硬件环境高度适配,广大用户一致认为“率先实现了对国外同类软件的有效替代。”

ATK研制过程充满坎坷。一方面,随着软件不断与更多、更大的应用场景结合,团队要不停进行迭代升级。另一方面,应用中出现的具体问题要随时解决。

可见性覆盖分析是支撑通信、导航、遥感等任务的基础工具,随着巨型星座等前沿任务发展,大量用户反馈,希望该功能在“计算精度与效率方面进一步提升”。这需要创新底层算法和工具架构,将该工具推倒重来,放弃之前大量的积累。团队没有丝毫犹豫,立即将工作细化分解,组成集中攻关组。承担其中某项任务的博士生肖瑶深有感触,“时间线一次又一次提前,哭过、崩溃过,最终仅用3个月就顺利完成了原计划10个月的任务。”

这些年,团队成员全力投入软件研发。王华副研究员一心扑在代码开发上,学术成果产出少,但他却说:“这项工作值得干。”杨震教授每周工作70小时以上,只为尽快推进研发。博士生金柯主动请缨,勇挑架构攻关难题……这支队伍里,人人挺身尽责,以小我奉献筑牢国产航天工业软件自主可控、自立自强的底气。

目前,ATK已在全国工业部门、科研院校、商业公司等370余家单位实现部署,用户年均增长300%,超过5900余人。团队还以ATK为核心载体打造了全国本科生轨道设计竞赛、“我家阳台看天宫”中小学科普等品牌活动。眼下,他们正全力冲刺下一版本,研发适配复杂场景的全新系统。

03

厚植“育人力”,制胜未来战场

自周明鸂教授在“哈军工”初期创立材料力学教授会至今,团队始终承担着学校理论力学、材料力学、计算方法等基础课程的教学任务。

近5年,团队年均教学工作量达3000余学时,建成国家级一流课程3门,国家级规划教材1部,获国家级教学成果一等奖1项,5名青年老师获得学校教学能手比赛一等奖,先后涌现出李道奎、李海阳等多位教学名师。

“课堂就是战场,一定要认真对待。”团队始终秉持“讲好每一堂课”的准则,潜心打磨课程。

全军优秀教师李道奎教授,在一次赴部队授课时发现,传统力学课程与部队实际脱节了,“力学是极其注重实践的学科,如果学完只知道推公式,不知道怎么用,就失去了灵魂。”

为了让课堂案例更鲜活,团队四处“找米下锅”——他们把参与的航天科研项目拆解成教学案例,连续多年深入一线部队调研,把真实的装备难题搬上讲台……

教室内的课堂生动了,教室外的磨砺也未松懈。

多年来,团队学员深度参与国家重大工程项目,以肉眼可见的速度拔节成长。

“全国向上向善好青年”伍升钢硕士期间参与研制交会对接仿真系统,工作后为工程任务软件的研制作出了突出贡献,见证了我国首次交会对接。毕业学员彭褀擘博士期间深度参与载人登月方案论证,毕业后成为我国载人月球探测轨道专家,获得“中国航天基金会航天贡献奖”。

“学员一进门我们就琢磨怎样打磨综合能力,这是关乎制胜未来战场的工作。”梁彦刚教授介绍,依托国家重大工程培养空天领域拔尖人才,是团队一直遵循的育人模式。

饱经磨砺的学员们,在各项国际国内赛事中也很耀眼,他们曾在第十届国际空间轨道设计大赛中勇获冠军,一举打破欧美参赛队对该赛事冠军长达15年的垄断;他们曾以总分第一名摘得第十四届全国周培源大学生力学竞赛“理论设计与操作”团体赛全国唯一特等奖,实现了军队院校在该项赛事中的历史性突破……

2022年,团队又牵头建设了“航天力学基础学科拔尖学生培养基地”,设计了系列航天力学贯通课程,他们目标明确——面向航天领域尖端技术需求,培养具备宽广国际视野的拔尖创新人才。

多年来,团队培养的学员毕业后奔赴航天系统的各个战位,迅速成长为单位的中坚力量,涌现出中国载人航天工程副总设计师张海联、文昌发射场青年典型张维星等一大批优秀代表,在航天梦的征程上写下了精彩的篇章。

在浩瀚苍穹镌刻高地荣光

空天科学学院政委 王岩

习主席强调,希望广大航天青年弘扬“两弹一星”精神、载人航天精神,勇于创新突破,在逐梦太空的征途上发出青春的夺目光彩,为我国航天科技实现高水平自立自强再立新功。空天科学学院载人航天技术团队,用30余年如一日的坚守和担当,在浩瀚苍穹留下了空天报国、奋进一流的绚烂轨迹。

团队深耕基础研究,着力研析底层科学问题,凭借深厚专业积累、过硬学识素养,破解了载人航天领域一系列“卡脖子”难题;投身自主创新,开创国产航天任务软件研发先河,使用ATK圆满完成轨道规划、交会对接等任务,保障多次重要发射;淬炼向战名师,学习传承周明鸂教授教书育人光辉典范,深入调研部队备战打仗需求问题,磨砺学员打赢未来战争能力本领,形成名师荟萃、英才辈出的“人才森林”。

宇宙浩瀚无垠,追梦未有穷期。新征程上,全院师生员工要以典型为标杆,保持“多做尖端、少做高端、不做低端”的自觉追求,锚定世界一流空天科学学院建设目标,继续向着载人登月、在轨服务等任务发起攻坚,为建成航天强国贡献科大智慧、挺起军队担当。