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田泽昊:太空的起点是想象力

2023-05-24许宵雪

莫愁 2023年14期
关键词:锦囊单片机卫星

文/本刊记者 许宵雪

田泽昊

近年来,中国航天事业取得了显著进步,让我们感到惊喜的是,这些成果背后的航天人团队,其年龄结构正越来越年轻,而年轻是未来中国航天走入更多“无人区”的最大竞争力。就读于南京航空航天大学飞行器控制与信息工程专业的田泽昊,以其对航天事业的无限热爱和无边想象力,憧憬着能为中国航天贡献“00 后力量”。

爱上单片机

童年时期,玩具汽车、玩具飞机是田泽昊最好的玩伴。在玩玩具的同时,他产生了许多好奇和疑问:为什么遥控器能控制玩具车的方向?为什么按下开关,电动窗帘就会自己打开关闭?当时的田泽昊并不知道,脑海中萌发的一个个问号,渐渐在心中生根发芽,为他打开了一扇通往科学世界的大门。

带着好奇,田泽昊上网搜索,他发现,不论是遥控车还是电动窗帘,最核心的部件都是“单片机”。单片机是一种集成电路芯片,相当于一台微型电脑,只要将设定好的程序录入其中,便可以实现相应功能。小到程控玩具、电饭锅等家用电器,大到汽车、飞机等交通工具,生活的各个领域都不难寻到单片机的踪迹。“只要学会单片机,我的任何想法都能通过它变成现实,太酷了!”彼时,在电子爱好者中非常火爆的书籍《爱上单片机》进入田泽昊的视野,这本书幽默诙谐的语言和有趣的试验将他牢牢吸引,田泽昊一头扎进单片机的世界里。

然而,学好单片机对于刚入中学的田泽昊来说并非易事,它需要一定的电路和编程知识。没有老师教授,田泽昊便搜罗来许多书籍和课程,自学编程语言,还买来制作单片机的硬件材料动手实践。单片机制作让田泽昊深深着迷,一有闲暇时间,他便把自己“钉”在书桌前焊接、组装、编程。在属于自己的小天地中,田泽昊像春芽般汲取科学的甘霖。

随着中学的课业逐渐趋紧,由于田泽昊花费大量时间在单片机上,学习成绩不免受到影响。父母召开了一次家庭会议,和田泽昊约定每个周末有一天的时间可以自由安排。在合理安排学习和科学实践的时间后,田泽昊的成绩迅速回升,稳居班级前三名。

科学的入门总是让人兴奋又让人疲惫,让人孤独又让人充实,有失落感也有成就感。田泽昊的青春时光伴随着单片机一同成长,既有酸甜苦辣,也让他乐在其中。他开始畅想,自己制作的单片机能让火箭发射升空,让卫星上天探索宇宙奥秘……

成功没有锦囊妙计

2019 年,田泽昊考取了南京航空航天大学飞行器控制与信息工程专业。大二暑假时,由于对嵌入式互联网和编程知识有较好的基础,田泽昊被选中参与学校卫星舱内空间环境智能管理单元——“锦囊一号”的设计和研发。“锦囊一号”是搭载在卫星上的一个载荷,也是一个四面由透明玻璃制成的植物“阳光房”,用于观察研究植物在太空环境中的生长情况。

第一次接触真实的卫星项目,田泽昊既兴奋又紧张。作为本科生中被选中的五名学生之一参与项目,这是一份骄傲和荣光,同时也伴随着高压和挑战。

“锦囊一号”项目中,田泽昊负责的工作任务是编写遥感成像的程序代码,使其控制双目摄像头分别拍摄植物和地球,然后将照片储存并下发到地面站。刚开始投入工作,迎面而来的就是一项不小的挑战——一个完全陌生的操作系统。在这个系统上,田泽昊需要完成程序的编写,让程序开机自动运行,并且操作摄像头进行拍照、自动下发。尽管有着一定的基础理论知识,但这套流程的实现对田泽昊来说仍然困难重重。

炎热的暑期,田泽昊每天泡在实验室里,查阅大量论文,去各种各样的论坛上寻找资料,一边自学,一边摸索着前进,安装代码编辑器、释放空间、换源操作……实现梦想的路上从来没有锦囊妙计,只有一步一个脚印。尽管每一步都磕磕绊绊,但靠自己的努力将问题化解时,疲惫和焦虑仿佛瞬间消失,朝着目标奔跑的步伐也更加轻快了。

两个月后,当程序控制摄像头成功拍下第一张照片时,田泽昊心潮澎湃,这是六十余天的朝霞与星光凝结的成果,也是自己离航天梦想更近一步的证明。

2022 年8 月9 日,“锦囊一号”跟随“东海一号”卫星顺利进入预定轨道,内置的植物——红萍将在温度、气压适宜的“锦囊”中生长。这一卫星智能化新技术是我国微小卫星领域的首次突破,也成为田泽昊打破“天花板”的一次全新尝试。于他而言,这次经历是宝贵的财富,也是一枚闪亮的勋章。

天马行空和脚踏实地

2021 年,田泽昊带着他的奇思妙想参加了学校航天学院“天巡杯”本科生创新实践竞赛。当时,南京刚开始实施垃圾分类,田泽昊想,为什么不能用人工智能的方式,让垃圾桶自动进行分类呢?有了想法后,田泽昊组建了一支三人小队。作为队长,在统筹课题研究之外,田泽昊负责最复杂的神经网络算法部分,能够实现将垃圾投入投放口后,摄像头自动识别垃圾类型,并传送到相应的桶中。

正是在这次竞赛中,田泽昊自学了Python(跨平台程序设计)语言的编写,才能在“锦囊一号”的项目中自如运用。最终,自动分类垃圾桶课题从参赛的二十余个项目中脱颖而出,获评“优秀结题”。

除自动分类垃圾桶外,能够自动规划路线前往目标的小车、物流配送无人机等等,都是田泽昊参加竞赛或工程训练的成果。遗憾的是,前段时间,无人机在操作中由于定位故障撞上操场栏杆导致炸机损坏,自动分类垃圾桶也因为占地面积太大而被拆除。面对这些,田泽昊显得很淡然,“相对于成果而言,我更加珍视的是研究和学习的过程。意外和失败乃兵家常事,只有不断地学习、再学习,弥补知识漏洞,将这一个个‘坑’填平才能成功。”

田泽昊的宿舍里摆满了许多自定义的小玩具:帮助集中注意力、提高工作效率的番茄计时器,能将音乐可视化的音乐频谱,蓝牙音箱……都是他开发程序,动手焊接部件制作的。这些田泽昊口中“不上台面”的小小创造背后,是他发自内心的浓浓热爱,“每当想到一个好点子时,我就会去做。我享受的是制作的过程。”田泽昊说。

创意是无拘无束的想象,而将其实现却要付出十分的执着,耐得住十二分的枯燥。田泽昊拿出一块电路板,上面布满了密密麻麻、整齐划一的焊接点;编写代码时,键盘一敲就是一整天;遇到故障时,常常还要把一切推翻重来……历经无数次冲刷和锤炼,田泽昊的航天梦想也闪耀着愈加夺目的光。

现在,田泽昊正在忙着自己的毕业设计——一个仿真卫星星群任务管理系统。卫星通信领域也是田泽昊十分向往的研究方向。“卫星的运用在生活中无处不在,包括电视媒体、气象监测、军事对抗等等,还有我国自主研制的北斗卫星导航系统,打破了美国、俄罗斯在此领域的垄断……”说起热爱的领域,田泽昊滔滔不绝,眼神中闪着光。未来,他打算继续读本校的研究生,把自己的研究深化下去。

太空的起点是想象力。站在起点上,新时代的“田泽昊们”一面天马行空,一面脚踏实地,他们用好奇的眼神抬头望向星辰大海,也用执着的姿态为中国航天事业增添了一份热烈的赤子之心。

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