刘杰：守护大国重器 逐梦核物理人生

田瑞颖

前不久，在中华全国总工会于北京人民大会堂举行的全国先进女职工集体和个人表彰大会上，中科院近代物理研究所研究员、“悟空”号卫星塑闪阵列探测器主任设计师刘杰荣获“全国五一巾帼奖章”，并被授予“全国五一巾帼标兵”称号。

作为国家重大专项“核高基”项目首席科学家，近30年来，刘杰率领团队完成了国内400多家单位次、上万颗芯片的测试，为我国嫦娥、北斗、空间站等卫星选用国产抗辐射加固大规模集成芯片提供了重要技术支撑。刘杰用使命和担当、智慧和创造、敬业和奉献，演绎着“巾帼逐梦绽芳华”的动人故事。

中学时，刘杰就喜欢上了物理，高考优异的物理成绩更加坚定了她报考北京师范大学物理系的决心。

“物理是一个完整的体系，必须钻进去，把每一门都学下来，所以学物理确实也挺辛苦。”刘杰坦言，大学期间，除了吃饭睡觉，虽然把所有时间都用来学习，自己仍时常觉得时间不够用。

而随着知识增长的，还有她的眼睛近视度数。从入学时的100度，短短几年就飙升到了500度，“我曾以为上了大学会轻松一些，没想到更累了。”刘杰幽默地说。

留在北京，还是回到家乡兰州？毕业之际，很多学生选择留在了繁华的首都北京，而刘杰还是回到了兰州，进入中科院近代物理所工作，她深知，西部更需要科技的润泽。

工作期间，刘杰没有放下学习，在所里继续完成了硕士和博士学业，而她的博士科研方向更是选择了一门不仅难，还很冷门的宇航电子元器件单粒子效应研究。

“没有经费、没有实验条件、论文成果不易发表……”但刘杰丝毫不在乎，她知道这一研究方向关系我国航天事业的发展，“只有甘坐冷板凳，敢啃硬骨头，才能在祖国需要的时候挺身而出。”

39天，165天，两颗“风云一号”气象卫星的服役时间都未达到预定工作寿命。作为我国20世纪八九十年代研制的第一代极地轨道气象卫星，探究卫星姿态失控原因成为当务之急。

1993年，当刘杰与团队接到“风云一号”卫星故障地面复演实验任务时，她激动之余更感责任重大。

时间紧，任务重，为了尽快获得实验数据，她与其他3名同事临时搭建实验平台，整整40个小时没有合眼，最终找到了卫星姿态失控的原因：星载计算机芯片在轨经常发生单粒子事件，且设计上对空间环境因素考虑不足。

“人类因为地球大气层而免受太空辐射影响，而卫星和电子学设备则不可避免地遭受空间辐射效应影响，而对于大規模集成芯片而言，单个高能宇宙射线可能导致器件出现单粒子效应，严重威胁航天器的在轨安全。”刘杰解释道。

找到原因后，刘杰和团队利用兰州重离子加速器装置，在地面模拟空间辐射环境，开展电子元器件抗辐射性能的检测和评估，经检测和评估后的器件在轨表现优异。刘杰带领团队先后建立了两套单粒子效应地面模拟装置，为我国嫦娥、北斗等航天任务提供了重要技术支撑。

在这条异常艰辛的科研路上，刘杰从来没有想过放弃，“问题一定能解决，认准了就要坚持，也只能坚持。”

2015年12月，随着“悟空”号在甘肃酒泉成功发射，当时身在现场的刘杰终于长舒了一口气。

“悟空”号卫星拥有4个探测器，其中的塑闪阵列探测器正是由刘杰团队设计并研制。在发射前，她与团队就已陪伴了它1500多个日夜。

实际上，早在2008年，刘杰就开始进行塑闪阵列探测器的预研工作，在没有空间载荷研制经验的困境下，她带领团队咬紧牙关，突破了探测器大动态范围、塑闪晶体温度变形设计、多路前端电子学，以及大规模集成芯片可靠性等方面的关键技术。

探测器研制好以后，需要运送至西安开展力学实验，而探测器载荷的运输必须确保万无一失，不仅前方要有专车开路，后方还要有守护的车，就连时速都不能超过96千米，这些都让刘杰分外紧张。

就在押运车准备上路时，大雪突至，走还是不走，大家一时间陷入了纠结。由于探测器的高低温测试必须在春节前完成，如果不走，一旦春节期间测试单位放假，测试任务只能被迫中断。

“走！必须走！”在经过反复商讨后，刘杰和几位设计师拍了板。白天下雪导致高速封路，直到中午高速路才开放，他们只能走国道。而晚上8点左右的一个电话，让刘杰的心纠得更紧了，“秦岭这段的高速也有积雪，我们打算在加油站休息。”

考虑到夜间在加油站休息可能会有各种不确定性，刘杰最终还是决定让车队缓慢前行。凌晨12点，当接到车队走出秦岭的电话时，她悬着的心，终于放了下来，“我们经不起任何差错，真是又紧张又害怕。”回忆起当时的场景，刘杰仍心有余悸。

经过多年的攻关，最终，刘杰团队以满分完成任务。如今，塑闪阵列探测器已在轨正常运行5年多，为获取科学数据发挥了重要作用。良好的运行，也让“悟空”号两次延期服役。

中科院第五届“十大杰出妇女”、中科院杰出科技成就奖、甘肃省科技进步奖一等奖……面对诸多荣誉，刘杰认为这是团队共同努力的见证，“我没有多大能力，我的能力就是把大家聚集到了一起。”

“女神boss”是团队私下对她的称呼，作为60名成员的“大家长”，她永远细致入微地关心着每一个人。

在她办公室的柜子中，摆放着不同的杯子，这是刘杰为团队成员准备的专用杯，每当有人来她办公室的时候，她都会在他们的杯子里泡好茶或咖啡。

她会记得团队成员的生日，关注每个人的生活，但对自己的女儿，刘杰甚至没时间好好给她做一顿饭，“孩子和工作都很重要，但人的精力是有限的，工作和家庭很难做到绝对的平衡。”

实际上，团队的每个人也在默默地爱着这个“大家长”。2008年2月18日，实验室的灯忽然黑了，还没等她反应过来，团队成员每人都拿着一根蜡烛走了进来，那一天是她的生日。刘杰流泪了，这也是她参加工作10多年来第一次流泪。

刘杰非常看重对学生的培养，她认为最好的授课是在团队合作中，而不只是课堂上。“团队就像大舞台，每个人都有自己的角色，学生可以跟着大团队学‘表演，在这个过程中，他自然会找到自己的角色和研究方向。”

在她看来，自己的角色更多的是“托举”，“对青年人的培养，不是把‘嚼过的知识喂给他，而应该去启发、推动他找到前沿问题，并逐渐深入下去，遇到问题可以商讨，但解决过程必须自己完成，最终学生获得的不仅是知识，还有解决问题的能力、成就感和团队协助能力。”

为此，刘杰时常鼓励青年人独立承担项目，并为他们提供出国学习的机会。除了科研外，只要所里举办活动，她每次都带队全员出动，2011年，刘杰团队被甘肃省总工会评为“劳动先锋号”。

春游、聚餐、拔河比赛、羽毛球比赛、工作……这些团队瞬间，都被学生制作成了日历相册，挂在她的书柜中，每年一本，以记录团队一年的脚印，展望新的一年。

“我算不上聪明，但我能坚持。”学习物理的女性不多，搞近代物理的女性更少，但刘杰骨子里有股不服输的劲儿，“我也不把自己当女生看，女性身份不是输的原因。”

在刘杰看来，自己的动手能力并不强，但她相信勤能补拙。刚参加工作时，所里只有一台低能离子注入机，预约做实验非常困难。为了争取更多做实验的机会，她背上行李去了北京，挤在老同学的宿舍里，一待就是几个月。

磨样品也是做實验、获取实验数据的基本功。在一次实验中，刘杰要将几十片宽5毫米、厚30微米的非晶态合金表面打磨成镜面，3个月下来，她的手指纹都磨平了。

“做实验的过程是反复乏味的，但也充满惊喜。”刘杰坦言，1999年她到德国重离子研究中心做博士后，其中一个实验需要用重离子轰击石墨，留下的潜径迹只有2～3纳米，必须使用高分辨率仪器才能看到。

但仪器非常敏感，就连人走动产生的环境信号都会对它造成干扰。为了避开白天的干扰，整整半年多，她都只在夜深人静时做实验。

第二年冬天的深夜，刘杰终于获得了一张异常清晰的原子分辨潜径迹图像。“我们用这台仪器做了五六年的实验，从没拿到过这么好的图像！”她的导师惊叹道。

工作中全力以赴，是刘杰对自己的要求，也是对团队的要求。每年例行做实验时，只要设备一启动，就是近20天的连轴转，学生需要轮流值夜班，“我不给女学生特殊待遇，她们要树立自信、自强、自理的意识，这对她们的成长非常重要。”

但对于团队中刚生完孩子的女性，她不但会格外照顾，还注意尽量不给她们增加工作压力。“我们应该对特殊时期的女性予以照顾，但没有家庭负担的女生，就应严格要求自己，承担自己的责任。”刘杰说道。

身教胜于言传，如今刘杰的女儿也进入了大学，虽然从来没有时间为女儿辅导学习，但耳濡目染下，刘杰的女儿也对物理产生了浓厚的兴趣，选择了材料物理这一研究领域。

女儿的独立和学业让刘杰感到欣慰，但她也坦言：“对女儿的付出上，我没有成就感可言。”除了科学家的身份，她也是位普通的母亲，这句话饱含了错过女儿成长的遗憾，但正因为这份遗憾，她才更加真实。（据《中国科学报》）■