程林团队与太空中的“山东大学创造”
[本站讯]北京时间2011年5月16日,由诺贝尔奖获得者丁肇中教授领衔研制的阿尔法磁谱仪(AMS),搭乘“奋进”号航天飞机,从美国佛罗里达州肯尼迪航天中心升空,标志着粒子太空探测新时代的开始。以程林教授为首席科学家的山东大学科研团队,在AMS项目中承担了重要任务热系统的研发,首次成功解决了带电磁铁太空运行的温度控制这一关键科学难题,为人类历史上的这一重大科学实验做出了杰出贡献。
2004年2月29日,山东大学与丁肇中先生签署合作协议,正式加盟AMS项目,全面负责其热系统的研究与设计,由程林教授担任首席科学家。
初闻此讯,程林心中忐忑、不安、好奇和期盼交织,“毕竟要和一位伟大的科学家合作,过去我们只是在课本上读到他。”何况对于AMS是做什么的?为什么要做?怎么去做?他都一无所知。丁先生似乎看透了这个年轻人的心思:“我所需要的就是什么也不知道的人,因为你所做的东西没有人做过。只要你做,你就是第一个做的。”丁先生如此巧妙地激励,给了程林极大的勇气和信心。
选择程林领军来做这件从来“没有人做过”的事是有理由的。当时,年轻的程林,在自己短暂的科研经历中,已经做过很多前人没有做过的事情。上世纪90年代初,一家中央级大报曾在头版报道“十六项专利掀起换热器革命”,文中提到的那位掀起换热器革命的人就是程林。
他的突出贡献是,以自己的理论和实践,打破了国际上延续了30年的定论和设计模式,带动了换热设备的深刻变革,产生了巨大的社会与经济效益。此后十多年的时间里,“程林”两个字频频出现在中国热科学研究和换热设备领域。1995年程林的《换热器运行导论》出版,这是中国换热领域的第一部理论专著。
此后,程林又相继推出了多部专著,其中《传热的原理与分析》一书作为高校研究生教材被广泛应用。程林先后获得国家科技进步二等奖2项,国家发明四等奖1项,教育部科技进步一等奖2项、二等奖1项,山东省科技进步一等奖2项、二等奖3项等。程林现在是长江学者、泰山学者、国家“973计划”项目首席科学家,全国人大代表,山东省青年联合会副***,山东省***常委,山东省能源学会理事长。
2004年3月10日,山东大学成立了校属独立科研机构空间热科学研究中心,组建了以程林教授为首席科学家的山东大学AMS项目组,承担AMS项目热系统的研究与设计任务。
领命之后,程林首先调兵遣将,组建团队。他大学时代的同班同学栾涛教授从加拿大归来担任中心副主任,在项目组织管理上成为程林的得力助手。另一位中心副主任张树生教授,负责热控制系统结构测试件的加工制造,并协助程林做好中心的行政、人事和研究生管理工作。
王立秋教授,张洪才、郑继周、朱新军、赵忠超、闫法义、曲燕、陈岩、宋继伟、王乃华、崔峥、罗峰等博士、硕士,以及日本富山大学博士邹勇和香港大学博士许明田也相继加盟团队。与此同时,实验室建设也在短时间内初步完成。
他们面临的是人类前所未有的课题。记者问程林教授工作的主要难点在哪里?程林说:“不知道应该做什么,是我们面临的最大挑战。火星谁也没去过,AMS太空运行会遇到什么问题?没有经验,没有借鉴,没有任何参考。没有问题是我们最大的问题。所有的问题都是设想出来的,然后再把它一一解决。”
于是,团队兵分两路,协同作战。一方面,针对太空环境和地面环境的不同,通过分析与设计,研究出不同于地面的排除热量的新方法。另一方面,研制加工AMS热控制系统的结构测试件和飞行结构件。经过近一年的精心制作,2005年4月,他们把加工制造的第一件结构测试件送到了日内瓦。
经过检测,他们的测试结果完全符合要求。意大利合作伙伴非常满意,一向惜字如金的丁肇中教授一连说了好几个“不错”。中国SDU创造由此一炮打响!
2006年10月31日,凝聚着山大学者心血和智慧的一批测试件,如数、如期竣工,装箱运抵日内瓦。全部测试件包括AMS电子箱体200多片,箱体连接件100余件,支架12件,配重棒147根,各种紧固件3000余件。11月22日,经组装,这个重520千克的热控制系统结构测试件(STA),终于屹立在了欧洲核子研究中心。程林描述它时就像一个父亲夸奖自己的孩子:“非常漂亮!设计非常精巧,外观整洁,特别有秩序”
之后,程林作为第一责任人,频繁往来于日内瓦与大本营之间,与来自美国麻省理工学院、瑞士苏黎世高工、美国宇航局等单位的三十多位科学家一起,对AMS在各个季节的温度、运行方式,以及空间站的方位,做了全部的热模型和热模拟。
随着“奋进号”的跃入云层,AMS上的“中国SDU创造”,带着山大人的汗水和期盼,光荣的留在了国际空间站上,运行在既定的轨道中。山东大学AMS团队圆满完成任务,得到丁肇中教授和美国宇航局以及各国科学家的高度评价,也得到来欧洲核子研究中心访问的***委员长、陈至立副委员长、******等党和国家领导人的关注与赞赏。
AMS在国际空间站安装完成之后,将通过数据中继卫星,分发给地球上的数据中心。中国的山东大学将与美国的休斯顿、日内瓦的欧洲核子研究中心同步接收来自国际空间站AMS发回的海量数据,进行数据分析、数据重组和数据服务工作。
丁肇中先生的AMS团队,科学家来自16个国家和地区。研究的进展靠的是集体的智慧。除每季度一次的技术交流会之外,每周还要召开一次电话会,作为检查、交流和协调项目进展的手段。不同肤色和不同口音的科学家聚在一起,分别介绍各自团队的工作进展,交流技术问题,解决旧问题,提出新问题,推动着研究的进展。团队成员都非常珍惜这种机会。程林说,在这里交流等于在一所最好的大学里学习了几年。
通过参与AMS项目,团队的整体素质产生了质的飞跃。程林的博士生杜文静、辛公明从事的AMS热系统前期设计和模拟,是整个团队工作中最困难的一部分。经过艰辛探索,他们取得了杰出成果。在AMS技术交流会上,杜文静曾经代表山大团队作技术报告。
2006年4月,在欧洲核子研究中心举行的博士学位论文答辩会上,杜文静、辛公明的论文内容就是在AMS项目中所做的课题。答辩委员会认为,杜文静和辛公明在本学科已掌握了系统的基础理论和专业知识,具有独立进行科研工作的能力,论文书写规范,课题研究深刻,具有很强的创新性。
热科学与工程研究中心先后有博士后5名,博士研究生32名,硕士研究生47名。团队中包括程林在内的5位教授年龄都在45岁以下,呈现出多学科交叉与融合的结构,这支年轻的队伍迅速走向了成熟。
参与AMS项目过程中,山东大学开发了10余项具有自主知识产权的先进传热技术,这些技术不仅具有世界领先水平,也具有批量生产的能力和广阔的应用前景,孕育着巨大的产业化潜力。
程林曾经用诗一般的语言形容自己的团队:“我们是一个没有英雄的英雄团队,每个人都有自己独特的光辉,犹如冬天里的万家灯火,每一扇窗户后面,都有自身的温暖和独特的个性。”大家都在为着一个共同的理想默默付出,程林从心灵深处理解自己的每一位队友。
热系统方面的技术交流会每周一次,会议成员分处瑞士日内瓦、美国休斯顿、中国济南,开会的时间一般选择在日内瓦的下午3点,这时是休斯顿的上午9点,济南的晚上9点。每次会议结束便至午夜,每次栾涛教授回到家中都已是凌晨。
结构测试件加工开始后,张树生教授仿佛成了一台持续不停、高速运转的机器。他的银色丰田车,只在济南市内,从办公楼到实验室再到住所,一条简单的行车路线,一年就跑了2万多公里。在欧核中心模拟太空测试,机器运转后人不能离机,王乃华老师曾连续值班一个月,每天24小时吃住在实验室这样的故事太平常,每天都在发生。
程林也从各方面悉心关怀着大家。“每次程老师来欧核中心,不仅给我们带来学术上的指导,还会带来很多补给,包括肉、油”辛公明说。“程老师考虑问题特别缜密、细致,精细到报告的每一个数据、每一个标点”宋继伟说。彼此的理解、信任、默契、鼓励,形成巨大的热能,推动着团队的一步步前行。
丁肇中教授2006年曾在致教育部的信函中写道:1976年以来,先后有数百位中国科学家和我一起工作,程林是最优秀的。面对成功,程林只谦逊地说他比较幸运,在一个恰当的时机,遇上了AMS,遇上了丁肇中教授。
七年相处,丁肇中先生“已经由教科书走进了我们的生活”,丁先生的某些风格已经潜移默化进程林的习惯中。丁先生经常说的一句话是“不知道”。而程林在面对如潮般的鲜花和掌声时,也淡定地说:“最重要的原因可能就是因为我们什么也不懂。”丁肇中先生说:“科研是实实在在的东西,需要百分之百的努力。”程林说:“AMS要安装在国际空间站上,去了就回不来了。等于是买的单程票,每走一步,都必须是百分之百的成功。”
不在其中者,也许很难体会到他所承受的压力和艰辛。在“奋进”号发射前两天,程林和辛公明就到了休斯顿,但那两晚程林就是睡不着。5月16日,“奋进”号腾空了!浓烟、火光、巨大的轰鸣,银灰色的庞然大物,伴着剧烈的心跳,冉冉升起那时的心情,除了眼泪,无法用任何语言形容。
当所有人都为他们的成就欢欣鼓舞时,程林却不敢有片刻轻松。“我们完成的只是阶段性的工作”,程林反复强调。热系统在天上运行,那里有团队成员七年的心血,那里有他们青春的梦想与追求,那里有他们打上的“中国SDU创造”印记!
他们时刻都在关注着它的“呼吸”、“心跳”、“血压”以及所有的运转状况,犹如父母牵挂自己远在异乡的孩子。由此,记者联想到几年前的一次讲座中,面对学生提问程林的一句话:“兴趣不应成为学习的唯一动力,学习的真正动力应是责任。”“责任”两个字,相信也是七年来每一个团队成员心中的圭臬。
“百分之百”,该是一种怎样的苛求和自律?该以怎样的信念和意志来支撑?“百分之百”,就是责任在肩时的昂然挺立,就是全心全意的无私付出,就是义无反顾地永远向前。并不是每个人都能把握住来到面前的机遇,令程林团队不辱使命的真正原因,正是这种叫做“责任”的东西,沉甸甸的,一刻也不曾忘怀。
