马晶谭立英夫妇：攀上卫星激光通信领域世界之巅

马晶、谭立英团队用20余年的坚守与执着，实现了星地激光链路快速捕获、稳定跟踪和高质量通信，为我国建立空间激光高速实时信息网络奠定了工程和技术基础。

图为马晶(左三)、谭立英(左二)团队。

马晶、谭立英团队用20余年的坚守与执着,实现了星地激光链路快速捕获、稳定跟踪和高质量通信,为我国建立空间激光高速实时信息网络奠定了工程和技术基础。

2015年1月9日,北京人民大会堂,国家科学技术奖励大会举行。哈尔滨工业大学教授马晶走上领奖台,从李克强总理手中接过了大红的国家技术发明奖一等奖获奖证书。

马晶、谭立英团队成功进行了“星地激光链路通信试验”,是我国卫星通信技术发展史上的一个重要里程碑,标志着我国在空间高速信息传输这一航天高技术尖端领域走在了世界前列。

实现星地激光通信到底有多难?想象一下,在时速高达2.8万公里高速运动的卫星与地面站之间,在近2000公里的距离下实现微弧度量级精确双向极窄光束相互对准。

所谓卫星激光通信,就是用“激光光束”把卫星与卫星、卫星与地面链接起来,通过激光进行高速信息传递。卫星激光通信的信息传输能力远大于微波卫星通信,能够有效解决现代卫星技术发展所带来的数据传输瓶颈,可以形成空间激光高速实时信息网络,使卫星具有前所未有的极大信息传输能力。

为抢先建立空间高速信息公路,在空间信息领域掌握主动权,20世纪60、70、80年代,美国、欧洲、日本先后启动该项目,全力进行卫星激光通信技术的研究,而那时中国这一领域尚属空白。

卫星激光通信的关键技术有哪些?突破口在哪里?当初,哈工大物理系青年教师谭立英选择卫星激光通信作为研究方向时,还不知道从哪儿着手。她在北京图书馆搜集了所有能够找到的相关资料后回到哈工大,迫不及待地把自己的想法告诉了丈夫马晶。

马晶毕业于哈工大物理系,曾在世界上最大的粒子物理实验室——欧洲核子中心做访问学者。虽然留在国外会有很好的发展空间,但他觉得自己的事业在中国,毅然放弃了优越的科研和生活条件,回到哈工大,成为物理系的一名讲师。

在分析了妻子带回来的有限资料后,马晶说:“咱们一起来做吧。”从此,两人一起走上了卫星激光通信研究的道路——这是一条在中国还没有人走过的充满荆棘和险阻的道路,但又是一条必须有人去探索的路。

那一年,马晶35岁,谭立英34岁。

20年看起来很长,但在很多专家眼中,从基础研究到工程化研究,再到空间试验,仅用20年已经很快了。马晶说这比自己最初想象的时间要短,他原本做好了打30年或者50年持久战的准备。

从1991年到1995年,1000多个日日夜夜,无数次的论证和试验,他们终于完成了卫星激光通信的概念研究和单元技术研究,并初步掌握了关键技术。

但困难再一次摆在了他们面前。前期的研究已经让他们倾其所有,投入了自家多年积蓄的两万多元,如果继续投入,真的就要倾家荡产了。1995年秋天,就在快要走投无路的时候,谭立英决定主动出击。她背着20袋方便面,来到当时的航天部争取支持。

“真是两眼一抹黑,找谁都不知道,只能在楼道里来回溜达……”谭立英的举动引起了工作人员的注意。几经辗转,她找到了中国卫星测量、控制技术的奠基人之一,“两弹一星功勋奖章”获得者陈芳允院士。在了解了他们所做的工作之后,陈芳允激动地说:“你们做得非常好!国家需要激光通信,也一定会支持你们的研究工作。希望你们能继续做下去,不要有任何顾虑。”

1996年学校向他们提供了5000元的科研基金,支持前期项目探索研究,解了燃眉之急。1997年学校又拿出2.5万元的航天基金支持他们的研究工作。同年,他们获得了航天五院8万元的预研基金支持。有了坚强的后盾,他们的动力更足了。

单丝不成线,独木不成林。马晶和谭立英逐渐组建起了属于自己的科研团队。历经20年,团队已经从最初的两个人发展成为由百余名师生组成的科研基地。在测试攻关阶段,大家常常夜以继日地一干就是几个月。“样机对振动和温度都非常敏感,只好选择在后半夜调试。那时,我们经常整夜睡在实验室里,几个人轮流调试。”团队成员们表示,虽然条件艰苦,但大家只觉得这是个挑战,并且一定要挑战成功。

2007年1月,“海洋二号”卫星工程项目获得国家立项批复,并确定在“海洋二号”卫星上进行星地激光通信试验。在这项试验中,马晶担任“海洋二号”卫星副总设计师,负责星地激光通信试验,谭立英任星地激光链路系统总指挥。经过4年多日日夜夜的刻苦攻关,2011年8月16日6时57分,我国“海洋二号”卫星在太原卫星发射中心成功升空。2011年10月25日,我国首次星地激光链路试验取得了圆满成功。

哈工大副校长安实感慨地说:“20多年的坚持,中间要克服多少想象不到的困难,要抛弃多少荣誉和利益的东西。马晶和谭立英做到了。在他们身上,可以看到中国当代知识分子的风骨。”

这一年,马晶55岁,谭立英54岁。

星地激光通信链路数据传输试验期间,由于当初对试验的复杂性及各部分工程任务量等估计不足,科研经费又一次出现了短缺。参与试验的团队成员们自带行李,挤进了租来的简易房。马晶、谭立英把家里的电视机、窗帘、大米、土豆等一股脑儿地搬来了。为了节省经费,所有研究人员每天中午都只吃6元的盒饭。到了晚上,忙碌了一天的谭立英又变身为厨师为大家准备晚饭。“我每次做的菜总会被大家哄抢一空。”谭立英笑着说。

是什么力量支撑他们如此乐观地坚守理想呢?

“是哈工大,是卫星激光通信,是我们这个不计得失与名利的科研团队,让我们舍不得也放不下。”团队里的年轻人给出了这样的答案。

团队成长的过程,也是国家急需人才的培养过程。团队骨干成员于思源教授在1996年刚刚读硕士时,还不知道卫星激光通信为何物,后来成长为我国首次星地激光链路试验的现场总指挥。团队中的很多年轻人像于思源一样已经成为能够独当一面的技术骨干。“我们团队的学生现在真是供不应求,很多研究院所都点名要。”马晶、谭立英如是说。马晶、谭立英队伍带得好,年轻人“跟得牢”。

一直以来,哈工大坚持“面向国家重大需求,面向国际学术前沿”,马晶、谭立英研究团队的成功恰恰体现了这一办学特色。他们是哈工大众多团队和教授中的优秀代表。一代又一代哈工大人扎根在祖国的大地上,秉承航天精神,为了国家的安全和富强辛勤耕耘。这一方面,哈工大同样“跟得牢”。

“什么叫爱国敬业?马晶和谭立英就叫爱国敬业。”黑龙江省委组织部部务委员陈哲说,“虽然长期默默无闻,但他们正是社会主义核心价值观的忠诚践行者,是新时期知识分子精神的真实代表。”

雄关漫道真如铁,而今迈步从头越。虽然星地激光通信链路新技术试验的工程任务圆满完成了,但在马晶和谭立英看来,这仅仅是序曲,“下一步的骨头更难啃,目标是实用性更强、寿命更长、链路更远、数据传输量更大,最终在天上建光网,实现天地一体化,这就是我们的梦想”。