杨孟飞:“嫦娥五号”背后的男人
2021-01-22
2020年11月24日凌晨,全中国的目光被吸引在一个共同的地方——文昌航天发射场。大漠的夜空格外明净,月亮从云层中探出半张脸,注视着地面上的发射架。“长征五号”遥五运载火箭怀抱“嫦娥五号”探测器,即将启程。火箭顶部,“中国探月”四个大字在探照灯的照射下熠熠生辉。
人物介绍
杨孟飞,湖南湘阴人,中国科学院技术科学部院士,我国空间技术领域专家。现任“嫦娥五号”探月工程三期探测器系统总指挥和总设计师。杨孟飞多年来一直从事空间飞行器领域科研工作,在空间飞行器高速再入返回、甚高精度姿态控制以及高可靠控制计算机等方面取得了系统的创造性成果,为探月工程、载人航天和卫星研制作出了重大贡献。
月亮,我来了!
发射架不远处的质控大楼上,有一个头发花白、腰杆笔挺的身影抬头,仰望着一轮圆月。他是“嫦娥五号”探测器总设计师杨孟飞,“嫦娥五号”背后的男人。
千里之外,湖南省岳阳市湘阴县岭北镇铁角咀村,村民任梅英家里,来了好多客人。大家围坐在电视机前,聚精会神地盯着即将升空的“嫦娥五号”。
3,2,1!“嫦娥五号”顺利腾空,奔月而去。作为总设计师的杨孟飞,面色如常,只有微微抖动的双手,“出卖”了他此刻的激动情绪:对他和他带领的科技团队来说,“嫦娥五号”是他们最心爱的“女儿”,10年来,为了这个“女儿”,不知有多少个像今天这样的夜晚,他们埋首科研,不知东方之既白。
铁角咀村的村民们也一片欢腾,他们向任梅英竖起了大拇指:“了不得,你儿子真是了不得!”90岁高龄的任其伟曾担任杨孟飞的班主任,看完新闻他感慨道:“我一直记得这个学生,他求学时非常刻苦,是1978年湘阴九中考得最好的学生。”
从小城到宇宙,杨孟飞的航天之路,共走了50多年。当年生长在湘水边、背诵过屈原《天问》“日月安属?列星安陈?”的男孩,或许自己也不曾想到,有一天,他会成为中国航天领域的领军人才。
告别湘水
1962年,刚刚经历三年经济困难时期的国家恢复了一丝生机,在湘江边的湘阴县,一个普通家庭里诞生了一个男孩。父母给他取名为杨孟辉。因为湖南方言中“辉”“飞”不分,所以在念大学时,男孩索性把名字固定成“杨孟飞”,这个小小的“改动”,仿佛预示着他与航天事业的缘分。
虽然生活条件贫寒,但杨孟飞的父母十分重视孩子的教育,他们竭尽全力给杨孟飞创造了一个有饭吃、有衣穿、有书读的童年。父亲是村里的会计,杨孟飞从小就听着父亲“噼里啪啦”打算盘的声音。父亲手指翻飞,拨弄着一颗颗算盘珠,复杂的数字结果一一得出,他初次见识了数字的魅力和运算的神奇。耳濡目染之下,小小年纪的他也成为了村里的“珠算高手”。
年少时的杨孟飞沉默寡言,但学习很刻苦,对问题特别较真,这些特质让他的数理化成绩尤其突出。有同学回忆,没事的时候,杨孟飞喜欢去湘江边坐坐,看江水奔流不息。或许那个时候,他的脑子里正默默思考着一道道数理难题。
1978年,中美建交前,美国总统派人给中国送来一份神秘礼物——一块从月球采回来的岩石样品。这块月岩,只有指尖大小,重量仅为一克,要用放大镜才能看得真切。这块小小的石头,激起了我国航天人心中的涟漪:什么时候,我们才能拥有一片自己的“月亮”?
也正是同一年,16岁的杨孟飞以优异的成绩考入西安电子科技大学。这个湘水边的少年,离开了养育他的河流,去到更广阔的天地寻找自己的人生方向。没有人知道,这个少年,将最终实现中国航天人“带回一片月亮”的梦想。
因为精通计算,杨孟飞选择了当时在国内非常前沿的学科——计算机专业。那时候,计算机科学刚刚被引进不久,对很多人来说,是种从没见过的大型机器。杨孟飞一头扎入这个新奇的“计算世界”,他开始广泛涉猎计算机方面的书籍,美国计算机领域的重要人物DonaldE.Knuth(高德纳),就成了他的“精神偶像”。DonaldE.Knuth写于20世纪60年代的经典著作《计算机程序设计技巧》,解决了计算机领域的许多难题,他本人因在计算机软件方面的贡献而获得计算机界的诺贝尔奖——图灵奖。偶像的成就潜移默化地影响着杨孟飞。
彼时的西安电子科技大学,汇集了来自全国各地的电子计算机人才,竞争激烈的学习氛围也鼓舞着杨孟飞在学业上不断精进。一次次计算,一次次思考,年轻的杨孟飞已经预感到,未来的世界,计算机技术将有广阔的应用前景。他不放弃一切能够学习的机会,到毕业时,他已经把国内所有能找到的最新计算机技术成果研读了一遍。
奔赴戈壁
1982年,年仅20岁的杨孟飞大学毕业。和现在的年轻人一样,他站在就业还是继续深造的十字路口。那时候,中国刚刚开始改革开放,科学也迎来发展的春天。但在国际上,美国和苏联的“星际争霸”已进入白热化阶段,苏联率先将宇航员送入太空,美国宇航员阿姆斯特朗随后登上月球,被写入历史。相比之下,我国航空航天科技已落后太多。
如果将自己所学的计算机知识应用到空间探索中去,是不是能让自己的所学真正发挥价值?毕业后的杨孟飞,怀揣着这一想法,选择继续深造,并成功考入中国空间技术研究院(航天五院)北京控制工程研究所的空间计算机及其应用专业。
在那里,杨孟飞开始了与中国航天事业共同起飞的历程。1992年夏天,工作七年被破格晋升为最年轻“高工”的杨孟飞第一次来到卫星发射场。即将发射的火箭,运用了杨孟飞提出的设计方案。虽然还是卫星研制领域的“新兵”,但杨孟飞对自己的方案十分自信。他盯着晴空下的发射场,目送着火箭升空,经受住“上苍”的检验。一望无际的戈壁上,冲刷过千百年岁月的烈风也吹拂过杨孟飞的脸颊。这次火箭飞行试验表明,杨孟飞通过软硬件结合手段实现的“三机可变结构的容错系统”,具有较强的瞬时故障处理和恢复能力,方案先进,可靠性高。这套系统,在后来的神舟飞船发射中再建奇功。
在20世纪的中国航天史上,神舟飞船无疑是一项最难、最新、最复杂的系统工程。飞船上采用的许多新技术都是过去在研制卫星时不曾有的。制导导航控制技术就是其中之一。对于研制卫星,行内人都听过这样一句话:“卫星难,难在控制。”研制飞船更是如此。
飞船运入发射场时,控制软件还处在不甚稳定的状态,需要一边参加飞行试验的合练,一边进行调试,一边继续编程。作为计算机控制系统的操作高手,杨孟飞肩上的担子十分沉重。他白天与专家一起分析最新情况,晚上伏在计算机前反复模拟计算,他的两只手在键盘上不停地敲击,修改、计算,电脑屏幕上的数字、公式不停变换,那一刻,他仿佛又变成了在油灯下拨弄算盘的天才珠算少年。
1999年11月20日,检验飞船“大脑”聪明才智的时刻来到了。随着长征二号F火箭一声长啸,我国第一艘试验飞船——“神舟一号”的飞天壮举引发世界关注。
直到21小时后飞船安全返回地面,在发射基地度过整整120天的杨孟飞,才放下高悬的心。再次极目远眺,杨孟飞眼前,澎湃的湘水与浩瀚的星空在此刻重合,古人飞天的梦想与今人的辉煌壮举融为一体。戈壁大漠上,杨孟飞以一往无前的创新精神和勇气,不断书写着中国航天事业的新篇。
遨游太空
熟悉杨孟飞的人都说,他是“敏于行而讷于言”的人。闲暇时光,他喜爱阅读哲学,黑格尔、罗素的书常被他摆在手边。读书以外,杨孟飞还有很多进行“头脑运动”的方法,比如打桥牌、下象棋,但家人“吐槽”,他的运动仅限于“脑力”,“每次让他搞搞身体锻炼,就不积极了。”
从“神舟”发射到“嫦娥”飞天,一晃20年过去了,杨孟飞的身影一直活跃在航空航天事业最前沿、最前线的地方。
月地高速再入返回是国际公认的难题,风险很高,连苏联、美国也是历经多次试验才成功的。不解决好这一问题,中国的航天器将无法从月球轨道安全重返地面。杨孟飞带领团队,构建了由服务舱和返回器组成的双平台协同运行飞行器系统,创造性地提出了多学科系统设计方法、绕月自由返回轨道方案、高轨卫星导航定位方案和控制系统在轨联合标定方法,实现了再入角偏差优于指标近一个数量级的跃升。
2014年11月1日,在杨孟飞和团队的努力下,中国探月工程三期再入返回飞行试验器的返回器成功着陆,使中国成为继苏联和美国之后,第三个成功实施航天器从月球轨道重返地面的国家。
2018年,杨孟飞和多位政协委员联名提交提案,呼吁国家尽快启动实施探月四期工程,进一步抢占战略制高点:“月球探测及开发利用是航天强国的重要标志之一,是人类未来发展的重要战略制高点。启动探月四期工程,一方面可以保证我国探月的良好势头,引领月球探测国际大科学计划,构建国际月球探测新格局,为航天强国建设提供有力支撑;另一方面,作为距离地球最近的星体,对月球的深入探索将使人类更深入地了解太阳系,帮助人类走得更远。”普通人关心眼前的生活,身为科学家的杨孟飞,则更关心人类的未来,关心我们头顶上的浩瀚星空与一轮明月。
两年后,“嫦娥五号”升空,历时16年的中国探月工程“绕、落、回”三步走迎来收官之战。对于杨孟飞而言,等“嫦娥五号”带回月壤后,也仅仅是一个新开始,因为中国的下一个目标是实现宇航员登月。正如他所说:“我们正努力向更远处进发。”杨孟飞的目标,总在“更远处”。