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2020年7月23日，长征五号遥四运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，实施我国首次火星探测任务（天问一号任务）。新华社记者 赵颖全摄
受访者供图 有什么疑难问题要在“家里”解决，不能把问题留到天上去，这是我们航天人的一贯作风。 北京理工大学宇航学院副教授 赵瑞 红色力量 身穿白色文化衫、蓝灰色牛仔裤，半边框的金丝眼镜后，一双眼睛不大却有光。高高瘦瘦的赵瑞给科技日报记者留下的第一印象是：安静、斯文。 今年34岁的赵瑞是北京理工大学宇航学院的副教授，参与了天问一号探测器的相关研制工作，为它在地球搭建了一个火星大气“演练场”。 “发射当晚，我根本睡不着觉，几乎每隔一小时就摸出手机看看。直到第二天早上7点多，看到成功着陆的新闻，心里的这块‘大石头’才落了地。”赵瑞说。 5月15日7时18分，天问一号探测器成功抵达火星。广袤无垠的火星大地，终于迎来了首位中国“访客”。自此，我国在行星探测领域进入世界先进行列。 为了成功着陆的这一刻，无数科研人员夜以继日、奋力攻关，赵瑞就是其中之一。他利用自主研发的高超声速飞行器气动仿真软件，进行飞行器力/热/噪声载荷环境预测，为我国天问一号探测器的结构设计提供相关的气动载荷参数。 虽时隔一月有余，但赵瑞回忆起当时的情景，仍手指微颤、激动不已。“成功着陆那天，赵老师走路都带风。”一位学生告诉科技日报记者。 从零起步，模拟火星大气 陨石降落时，常拖曳着一道耀眼的尾焰，那是高速物体遭遇空气阻力时迸发的火花。 迄今为止，人类进行火星探测任务的成功率还不到一半，其中大部分问题都出在探测器进入火星大气层、下降和着陆阶段。天问一号探测器投向火星怀抱时，就像陨石坠落一样，与火星大气擦出“火花”。 火星与地球的距离远达3亿公里，通信时延接近18分钟。探测器要在9分钟内将时速从2万千米降低到零，且这段时间地面人员无法干预，探测器只能靠自己。很多人用“恐怖”二字来形容天问一号从进入火星大气到最终着陆的这9分钟。 为了闯过“恐怖9分钟”，探测器需要被设计成什么结构？选用何种材料？这些问题都与其进入火星大气层时所受到的力、热甚至噪声等因素息息相关。赵瑞就是要模拟这一过程，为设计探测器的中国航天科技集团五院总体部门（以下简称总体部门）提供准确参数。 这是我国首次开展火星探测任务。此前，该领域很多相关研究，在国内都处于空白状态。当总体部门找到赵瑞时，他不假思索接下重担，决定勇闯“无人区”。 “我是党员，我所在的团队也有很多党员。急难险重的活儿，党员不上谁上？”赵瑞说。 在赵瑞以往的研究中，模拟地球大气的工作居多，却从未涉足过火星。火星大气的主要成分是二氧化碳，与地球大气成分差别很大，火星大气密度只有地球大气的1%。探测器进入火星大气时整个流场环境也与地球相差甚远，需要重新设计针对火星大气的气动仿真软件。 代码是仿真软件的“零件”，赵瑞和团队成员的设计工作，从打造“零件”开始。几千行的程序代码，赵瑞与团队成员需要一行一行敲定。那段时间，他们整日泡在实验室里，几乎天天晚上都是过了零点才回家。 仿真软件重建后还要利用国外已有实验数据进行验算，以验证该软件的准确性。其间，若有一个数据对不上，就要把大部分软件参数重新校核。改了多少遍？赵瑞已记不清了。以至于后来，但凡是国际报道中出现过的相关重要数据，赵瑞都烂熟于心。 最终，赵瑞所在团队创建了具有我国自主知识产权、适合多类大气再入的通用气动分析软件。 习惯较真，对别人更对自己 对赵瑞来讲，较真儿，是一种习惯。 更早之前，他曾是探月三期再入返回任务的气动专家组成员，负责评审其他单位的相关研究工作。 赵瑞是一个特别爱“挑刺儿”的评委。 探月返回舱以接近第二宇宙速度的高速返回地球，再入大气时存在强烈的气动加热过程，空气会发生电离，不同的离子碰撞在一起会产生不同的化学反应。因此，前期模拟时就要用到不同的仿真模型。 曾有一家单位仅用了某一种仿真模型，被赵瑞“揪住不放”，追问为何用这种，而非其他模型。直到这家单位给出了详细原因，赵瑞才让其“过关”。 他对别人要求严苛，对自己更狠。 天问一号探测器研制期间，总体部门最初找来三家单位“背靠背”进行气动仿真研究，要从中选出“最优解”。 作为三家团队之一，赵瑞所在团队估算的气动加热数据比其他单位预测的数据高出5%。“第六感”告诉赵瑞，似乎哪里有些不对。 经过反复验算，赵瑞找出那个“自己都不确定是否存在的问题”：某个参数设置不合适。调整之后，气动仿真模型更适用于工程设计。最终该方案在三个团队的方案中脱颖而出，被总体部门采纳。 “有什么疑难问题要在‘家里’解决，不能把问题留到天上去。”赵瑞说，这是航天人的一贯作风。 回归家庭，是爱人也是父亲 赵瑞不是真正意义上的“拼命三郎”，他的“拼”，多体现在型号研制任务期间。如果没有任务，他多会正点上下班，回家做饭、看娃。 赵瑞的爱人就职于中国航天科技集团五院，共同的兴趣爱好和报国情怀让两颗年轻的心紧挨在一起。 “我俩不论谁有任务在身时，都会把这个任务当成是家庭的一个大工程。”赵瑞说，“能够得到她和父母的支持，我是幸运的。” “我从小就对浩瀚的太空很着迷，小时候的理想是做航天员，现在从事航天相关科研工作，也算是一直在坚守航天梦。”赵瑞告诉记者，给自己的儿子取名为赵航，航天的航。 去年，赵瑞还参加了我国第三批航天员选拔。 第三批备选航天员中既有空军飞行员，也有来自科研院所的航天飞行工程师，还有来自科研单位的载荷专家。因此，近视的赵瑞有了一线希望。无奈因长期任务压力落下的老胃病，让赵瑞止步于第三轮体检测试。 赵瑞经常陪6岁的赵航搭乐高积木。有一次，父子俩想拼一个航天飞机却怎么也拼不对。于是，儿子吐槽道：“爸爸，你不是设计飞船的吗？怎么连玩具都拼不好。” 好在，赵航在家里吐槽归吐槽，在外面还是实力“护爹”的。 赵航会自豪地对同学说：“我爸爸是设计飞船的。”儿子脸上骄傲和自豪的神情，让赵瑞高兴不已。“自己的工作能被家人认可并引以为傲，幸福感满满。” 傍晚，赵瑞与妻子手挽赵航漫步公园，夕阳的余晖温柔地描摹出这个三口之家的轮廓。在众多默默无闻的航天人、科研人中，他们或许是最平凡不过的。然而，就是无数个这样在平凡的岗位上兢兢业业、开拓创新的航天人，凝聚成了一股极不平凡的中国力量，叩问苍穹、勇拓天疆。 |
