【人物】 80后女科学家姚蕊：“中国天眼”守舱人

姚波

【人物】 80后女科学家姚蕊：“中国天眼”守舱人

原创 张东亮 大国人才 2019-12-16 14:19 发表于北京

如果把FAST（“中国天眼”）看作一个窥探神秘宇宙的“天眼”，那馈源舱就相当于这个眼睛的瞳孔。80后女科学家姚蕊成为天眼馈源舱系统负责人时，只有28岁。





获“偶像”赏识，刚毕业当上“科研大工匠”

1984年，姚蕊出生在北京一个工程师家庭，在父母的影响下，这位品学兼优的女孩后来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。何况我的两大偶像，就是世界著名科学家钱学森和天文学家南仁东。”

谈及与FAST的缘分，姚蕊不禁感叹：“感觉像是命运的安排，我读研时的第一个课题，就是做FAST馈源支撑研究。当时就感觉这个国家项目很特别，我对它充满好奇，于是便在导师的指导下开始参与这项工作。”

2010年，26岁的姚蕊硕士刚毕业，就加入了南仁东的“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，姚蕊也磨炼出了异乎常人的吃苦精神。

有一次陪南仁东去贵州山区考察时，前方无路，七八十度的陡坡，人就像挂在山腰间，要是抓不住石头和树枝，一不留神就摔下去了。当时又恰逢瓢泼大雨，山洪裹着砂石一路狂泄，众人连扶带背，个个摔得满身泥泞，才总算为瘦弱的南教授保住了一条命……回到县城落脚处一看，姚蕊和一名师姐身上，都已经摔得伤痕累累。

2012年，只有两年工作经验的姚蕊，被任命为FAST馈源舱的负责人，当时她只有28岁。馈源舱是“中国天眼”的最核心部件之一。馈源是指望远镜用来接收宇宙信号的装置系统，馈源舱就用于安放这个系统。

面对一些人提出的“姚蕊太年轻”之类的异议，南仁东自信满满说：“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。”



敢想敢干，为“中国天眼”解决两大难题

升“官”后，姚蕊开始了她“双城狂奔”式的生活。每天早上5点，她背起电脑包出门，7点从北京西站坐上前往石家庄的火车，来到“中国天眼”馈源舱的科研中心——位于石家庄市的中国电子科技集团公司第五十四所，开学术会议，做科研设计等；晚上9点回到北京的家，参照白天的会议记录列出修改清单……

因为馈源舱的研发工作，是由中科院天文台与中科集团第五十四所合作完成，所以在2012年到2014年间，北京、石家庄两头跑成了姚蕊的日常。

项目启动后，她对每一张图纸都仔细审核、反复计算，姚蕊是个完美主义者，什么都想做到最顶尖，甚至有连续4天不合眼在电脑前编程的记录！

“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。”姚蕊说。

馈源舱的设计工作开始后，数不清的问题向姚蕊扑来。其中，馈源舱限重问题最是“折磨人”。为保证安全性，按照设计规划，馈源舱限重为30吨。但技术人员发现，他们研发出的馈源舱重量达到了34吨！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，如六杆精调平台、电气系统等，这些设施关系到“瞳孔”是否看得清、看得准。

馈源舱哪里的“赘肉”最多呢？姚蕊及其团队首先把目光投向了馈源舱的主体框架，经过一次次深夜会议的集思广益，以及反复的模拟实验，他们最终把其从“正圆形”变成了“近似三角形”，一下减重几千斤！

成功率团队成员打赢攻坚战的姚蕊，还没来得及高兴几天，又遇到了一个棘手的难题。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项目组与美国合作建设的一台超宽带馈源接收机，也要放入馈源舱。该馈源接收机性能先进，可代替原来的3个馈源装置。虽然总体上馈源装置的数量减少了，但问题是这位“新房客”的尺寸太大了，占了馈源舱内近一半的使用面积。“它一来，剩下6个馈源装置根本无法全部塞进去了。”姚蕊说。

FAST所有子系统必须在2016年9月25日前完成调试，而在此之前，还要预留出大量的设备生产和打磨时间。眼看时间一天天过去，科研人员们心急如焚。姚蕊冥思苦想数日，很快整个人就瘦了一圈……

苦心人，天不负。后来她最终冒出一个大胆而又合理的念头：设备分组运行！“天眼”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，这样不就解决了“放不下”的问题了吗！

姚蕊为这个想法激动得彻夜未眠，次日天刚蒙蒙亮，她就急匆匆赶到研发中心，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的认可！




姚蕊在项目现场

乐做世界最大“眼瞳”守护人

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。

在“中国天眼”安装工程现场，姚蕊带领团队成员，钻到望远镜的底部，对馈源舱内的设备进行精心调试。

从高处往“天眼”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。”

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……

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，从2016年9月25日中国天眼落成，截至目前，它已经先后发现了43颗脉冲星，极大地增加了人类对宇宙的认知。

如今，已经博士毕业的姚蕊，仍是这颗“眼瞳”守护人，中国天眼的正常运行，始终离不开她和团队在背后默默的技术支持。

用姚蕊诗意的解释，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”。因为南仁东老人和姚蕊等后辈的坚持付出，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！

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！从榜单中，我们看到了中国创新科研力量的崛起。

姚蕊表示，美丽的宇宙太空以它的神秘和绚丽，召唤我们踏过平庸，进入它无垠的广袤。未来，她会继续做好中国天眼的“守舱人”，完成馈源舱的后续优化任务。“作为年轻的科研工作者，我们有精力、有干劲，应该为国家项目贡献自己的力量！”


来源：《中国人才》2019年第11期

姚波

80后科研女神姚蕊：“中国天眼”守舱人

原创 hxng 华夏女工杂志社 2019-08-30 07:37

作者：张东亮

获“偶像”赏识
刚毕业当上“科研大工匠”
1984年，姚蕊出生在北京一个工程师家庭，在父母的熏陶之下，这位品学兼优的女孩后来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。何况我的两大偶像，就是世界著名科学家钱学森和天文学家南仁东。”


于是短短几年时间，“学霸” 姚蕊就在工学道路上从女学士蜕变成了女硕士，身影从北航辗转到了清华园。


科研路上，她也有过迷茫和疑惑。读研时，看到以前的同学从事金融行业，风光无限，也曾让姚蕊多少有点受刺激。但导师说，如果你有能力搞科研，为人类的进步做贡献，那不仅很酷，更是意义远大！


谈及与FAST的缘分，姚蕊不禁感叹：“感觉 像是命运的安排 ，我读研时的第一个课题，就是做 FAST馈源支撑研究。当时就感觉这个国家项目很特别，我对它充满好奇，于是 便 在 导 师 的 指 导 下 开 始 参与这项工作。”


20多年前，就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。


为了“建造中国自己的新一代射电望远镜”的理想，南仁东放弃了在国外天文学院担任客座教授，享受世界顶级科研条件和薪水的待遇，毅然回国，开始了论证、选址、立项……


从 1994年到 2005年，南仁东带着 300多幅卫星遥感图，走遍了贵州大山里 300多个备选点，有些荒山野岭连条小路都没有，只能从石头缝间的灌木丛中，深一脚、浅一脚地挪过去。最终，南教授选择了贵州省平塘县金科村的喀斯特洼坑地。这个洼地刚好能盛起相当于 30个足球场面积的 FAST巨型反射面！从洼地的地形地貌、工程地质、水文地质等多方面看，都比较理想。


2010年，26岁的姚蕊硕士刚毕业，有幸加入了偶像南仁东的“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。作为大名鼎鼎的天文学家，南仁乐的衣着打扮竟像个老农民，待人随和的他也从没有一点架子。


在这位“中国天眼之父”的影响下，姚蕊也磨炼出了异乎常人的吃苦意志。


2012年，只有两年工作经验的姚蕊，被任命为 FAST馈源舱的负责人，当时她只有 28岁。馈源舱是“中国天眼”的最核心部件之一。馈源是指望远镜用来接收 宇 宙 信 号 的 装 置 系统，馈源舱就用于安放这个系统。


面对一 些 人提出的“姚蕊太年轻”之类的异议，南仁东自信满满说：“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。”







敢想敢干，
为“中国天眼”解决两大难题
升“官”后，姚蕊开始了她“双城狂奔”式的生活。每天早上5点，她背起电脑包出门，7点从北京西站坐上前往石家庄的火车，来到“中国天眼”馈源舱的科研中心———位于石家庄市的中国电子科技集团公司第五十四所，开学术会议，做科研设计等；晚上9点回到北京的家，参照白天的会议记录列出修改清单……这就是时任中国科学院天文台副研究员、FAST馈源舱系统研制负责人姚蕊的一天。


因为馈源舱的研发工作，是由中科院天文台与中科集团第五十四所合作完成，所以在 2012年到 2014年间，北京、石家庄两头跑成了姚蕊的日常。


项目启动后，她对每一张图纸都仔细审核、反复计算，姚蕊是个完美主义者，什么都想做到最顶尖，甚至有连续 4天不合眼在电脑前编程的记录！


“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。”姚蕊说。


馈源舱的设计工作开始后，数不清的问题向姚蕊扑来。其中，馈源舱限重问题最是“折磨人”。为保证安全性，按照设计规划，馈源舱限重为 30吨。但技术人员发现，他们研发出的馈源舱重量达到了 34吨！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，如六杆精调平台、电气系统等，这些设施关系到“瞳孔” 是否看得清、看得准。


馈源舱哪里的“赘肉”最多呢？姚蕊及其团队首先把目光投向了馈源舱的主体框架，经过一次次深夜会议的集思广益，以及反复的模拟实验，他们最终把其从“正圆形”变成了“近似三角形”，一下减重几千斤！


就这样，“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。


会工作也懂生活，
乐做世界最大“眼瞳”守护人
FAST位于黔南的群山环抱之中，建成后，不仅成为了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是最出色的！事实上，这个世界之最的诞生，不仅要依靠 25万平方米的巨大反射面（用于汇聚无线电波供馈源接收机接收），还依 赖 于 一 个 灵 敏 的 核 心 部件———馈源舱。


馈源舱是承载馈源的舱体，而馈源其实就是天线，它用来接收来自宇宙的无线电波。在“中国天眼”重达 30吨的馈源舱内，拥有7套馈源。


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！


在“中国天眼”安装工程现场，姚蕊亲自带领团队成员，钻到望远镜的底部，对馈源舱内的设备进行精心调试。


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，而支持它运动的就是馈源塔。6座位于 FAST望远镜圈梁边山上的馈源塔，将通过钢缆拉动重达 30吨的馈源舱升起和降落。


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。”


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……


在现代前沿科技领域，西方国家一向自视甚高，认为只有他们才掌握了科学的真相。但随 着 中 国 科 技 力 量 的 快 速 崛起，这一局面逐渐被打破。其中最典型的案例，就是“中国天眼”的诞生在中西方科学界引发的震荡！


南仁东等天文科学家，总共耗费了 22年的心血结晶，在贵州平塘县大窝凼的喀斯特洼坑中，缔造出这座举世闻名的锅状建筑———500米口径球面射电望远镜后，很快就被美国的权威科学杂志评选为“本世纪全球最大最灵敏的单口径射电望远镜”，就凭这一成就，能让中国的天文科研水平持续领先世界 20年！


遗憾的是，FAST射电望远镜刚建成不久 ，“中国天 眼之父”南仁东先生就因病情恶化逝世，享年 72岁。姚蕊为此哭肿了眼睛，并深深铭记住了这位 偶 像 和 导 师 生 前 的 一 句 名言：“用科学报国，是一个科学家最大的荣耀！”


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，从 2016年 9月 25日中国天眼落成，截止到目前，它已经先后发现了 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，而西方天文学家只能眼巴巴的看着，这情形，当真是扬眉吐气。


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！从榜单中，我们看到了中国创新科研力量的崛起。