“80后”科研女神姚蕊：樂做“中國天眼”守艙人

張東亮

被譽為“中國天眼”的FAST，是目前世界上口徑最大、最靈敏的射電天文望遠鏡。它像一口大鍋坐落在貴州省平塘縣克度鎮大窩凼的喀斯特洼坑中，鍋沿直徑達500米。若把它看作一只窺探神秘宇宙的“天眼”，那饋源艙就相當于它的瞳孔。作為“瞳孔”的研制負責人兼守護人，姚蕊被譽為“科研大工匠的好苗子”。而當年接到研制任務時她只有28歲，被很多人質疑，她沒有辯解，而是以實際行動證明了自己……

獲偶像賞識，

剛畢業當上“科研大工匠”

姚蕊1984年出生在北京市一個工程師家庭。在父母熏陶下，她品學兼優，在填報高考志愿時選擇了機械工程專業。至今想起當年她還十分感慨，說：“有些專業在外行看起來很枯燥，實際上一旦深入了解，就會發現很多令人著迷的地方。”她說，這是她選擇學習機械工程的理由之一。另外，她還有一個理由就是，她的人生偶像有兩個，一個是世界著名科學家錢學森，另一個是天文學家南仁東。她也想像偶象一樣成為了不起的科學家。

于是，在隨后短短幾年里，“學霸”姚蕊就在工學道路上從女學士蛻變成了女碩士，身影從北航輾轉到了清華園。

科研路上，姚蕊也有過迷茫和疑惑。讀研時，看到以前的同學從事金融行業，風光無限，她多多少少有些受刺激。但導師對她說，如果你有能力搞科研，為人類的進步做貢獻，那不僅很酷，而且意義更遠大！這番話讓姚蕊堅定了努力方向，也讓她意識到，能不斷開拓人類對生命和自然界奧秘的認識，是一項偉大的事業，其意義無法用金錢物質來衡量。

談及與FAST的緣分，姚蕊說感覺像是命運的安排。她讀研時的第一個課題，就是做FAST饋源支撐研究。當時她就感覺這個國家項目很特別，因此她對項目充滿好奇，在導師的指導下開始參與這項工作。

姚蕊的偶像之一南仁東老先生，生前常常談到三個問題：“我們是誰？我們從哪里來？我們是否孤獨？”20多年前，就有人在一場聚集了世界頂尖無線電科學家的大會上提出，在全球電波環境繼續惡化之前，人類應該建造新一代射電望遠鏡，接收更多來自外太空的訊息。當時中國最大的射電望遠鏡口徑不到30米，南仁東卻放出“狂”言：“將來我們要建造一個口徑500米，全球最大的太空望遠鏡！”有人聽罷嘲笑他癡人說夢。

為了“建造中國自己的新一代射電望遠鏡”的理想，南仁東放棄了在國外天文學院擔任客座教授、享受高薪和世界頂級科研條件的待遇，毅然回國，開始了項目論證、選址及立項。

從1994年到2005年，南仁東帶著300多幅衛星遙感圖，走遍了貴州大山里300多個備選點。有些荒山野嶺連條小路都沒有，只能從石頭縫間的灌木叢中深一腳淺一腳地挪過去。最終，南仁東教授選擇了貴州省平塘縣金科村的喀斯特洼坑地。這個洼地剛好能盛起相當于30個足球場面積的FAST巨型反射面。從洼地的地形地貌、工程地質、水文地質等多方面看，都比較理想。

2010年，26歲的姚蕊碩士剛畢業，有幸加入了南仁東的“中國天眼”科研團隊。南教授的敬業精神和樸實的生活作風，令姚蕊感佩不已。作為大名鼎鼎的天文學家，南仁東的衣著打扮竟像個老農民，而且他待人隨和，沒有一點架子。在跟隨這位“中國天眼之父”工作的過程中，姚蕊也磨煉出了超乎常人的吃苦精神。

有一次姚蕊等人陪南仁東教授去貴州山區考察，前方無路，七八十度的陡坡，人就像掛在山腰間，要是抓不住石頭或樹枝，一不留神就會摔下去。當時又恰逢瓢潑大雨從天而降，山洪裹著泥沙一路狂泄，幾個年輕人一路上連扶帶背，個個摔得渾身泥濘，才總算幫瘦弱的南教授擺脫困境，保住一條老命……回到縣城落腳處一看，姚蕊和一名師姐身上都已經傷痕累累。

2012年，只有兩年工作經驗的姚蕊，被任命為FAST饋源艙的負責人，當時她只有28歲。饋源艙是“中國天眼”的最核心部件之一。望遠鏡用來接收宇宙信號的裝置系統稱為饋源，而饋源艙就是用于安放這個系統的艙室。有些人認為姚蕊太年輕，對她能否承擔重任提出異議，南仁東信心滿滿地說：“小姚是科研大工匠的好苗子，能吃苦，工作嚴謹，又敢于創新，放到普通崗位倒是埋沒了。我們應該給青年才俊大展拳腳的機會。”就這樣，姚蕊走馬上任了。

敢想敢干，

為“中國天眼”解決兩大難題

上任后，姚蕊開始了“雙城狂奔”式的生活。每天早上5點，她背起電腦包出門，7點從北京西站坐上前往石家莊的火車，來到“中國天眼”饋源艙的研制中心——位于石家莊市的中國電子科技集團公司第五十四所，開學術會議，做科研設計。晚上9點回到北京的家，參照白天的會議記錄列出修改清單……這就是身為中國科學院天文臺副研究員、FAST饋源艙系統研制負責人的姚蕊的一天。

因為饋源艙的研發工作是由中科院天文臺與中科集團第五十四所合作完成，所以在2012年到2014年間，北京、石家莊兩頭跑成了姚蕊的日常。

項目啟動后，姚蕊對每張圖紙都仔細審核，對每個數據都反復驗算。她是個完美主義者，什么都想做到極致，甚至創造了連續4天不休息在電腦前編程的記錄。提起這段經歷，姚蕊說：“那是項目最緊張的時期，整個饋源支撐系統團隊僅記錄在案的重要會議就多達140次，多位負責人甚至連去食堂吃飯都在一起，就是為了能爭取更多時間討論交流。”

在饋源艙的設計過程中，姚蕊遭遇了數不清的問題。其中，饋源艙限重問題最讓姚蕊感到頭疼。按照設計規劃，饋源艙限重為30噸，但技術人員發現，他們研發出的饋源艙重量達到34噸，必須“減肥”。

饋源艙里不僅有饋源裝置，還有配套的其他輔助設備和設施，比如六桿精調平臺、電氣系統等，這些設施關系到“瞳孔”是否看得清、看得準。因此，要讓饋源艙瘦身，需要照顧到方方面面，姚蕊及她的團隊為此花費了近兩年時間。

饋源艙哪里“贅肉”最多呢？姚蕊及其團隊首先把目光投向了饋源艙的主體框架，經過一次次深夜會議的集思廣益，以及反復的模擬實驗，他們最終把主體框架從原來的正圓形變成了近似三角形，一下子就減重幾千斤！

減重問題剛解決，姚蕊和團隊成員沒高興幾天，又遇到一個更棘手的問題。原本計劃在“中國天眼”內放置9個不同類型的饋源裝置，但隨著饋源技術的進一步發展，2014年初，FAST項目組決定與美國合作，建設一臺超寬帶饋源接收機，一并放入饋源艙。該饋源接收機性能先進，可代替原來的3個饋源裝置。

雖然總體上饋源裝置的數量減少了，但問題也隨之而來——這位“新房客”尺寸太大了，占了饋源艙近一半的使用面積，它一放進去，剩下6個饋源裝置根本無法全部塞進去。

FAST所有子系統必須在2016年9月25日前完成調試，而在此之前，還要預留出大量的設備生產和打磨時間。眼看時間一天天過去，科研人員們心急如焚。姚蕊冥思苦想數日，連做夢都在思考相關問題。

苦心人，天不負。經過苦苦思索，姚蕊終于想出一個大膽而又合理的辦法：讓設備分組運行！事實上，“天眼”每次觀測宇宙星空時，通常只會用到其中一個饋源裝置，其他饋源裝置是不用同時工作的。那為何不把閑置的饋源裝置“請”出饋源艙呢？探測時使用哪一個，就把哪一個饋源裝置裝進饋源艙，“塞不下”的問題不就迎刃而解了嗎？

這個大膽的想法讓姚蕊激動得徹夜未眠，次日天剛蒙蒙亮，她就急匆匆趕到研發中心，按照這一思路，和團隊開始了新一輪的設計改造工作……

在不久后的饋源艙詳細設計評審會上，姚蕊的這一方案得到了專家組的一致認可！

就這樣，“中國天眼”的饋源艙依照姚蕊提出的新方案，陸續進入了研發打造、安裝調試的新階段。

會工作也懂生活，

樂做天眼“瞳孔”守護人

2016年7月3日11時，平塘500米口徑大射電望遠鏡安裝現場，最后一塊反射面板成功到達預定位置，順利完成安裝。這標志著，世界最大的射電望遠鏡主體工程全面完工，“天鍋”已經成型。整個“天鍋”由4450塊鋁合金材質的反射單元面板組成，單塊面板重量達八九百斤，面積超過50平方米。作為全世界目前最大的一口“鍋”，其鍋口面積約相當于30個標準足球場面積的總和。

這只天眼的主要功能，是依靠約25萬平方米的巨大反射面和重達30噸的饋源艙收集來自外太空的信息。其中反射面用于匯聚無線電波，饋源艙里的7套饋源裝置——相當于接收天線，則用于接收電波。相對來說，饋源艙更為精密復雜，是天眼的最核心部分。它位于整個“天眼”望遠鏡球面的中心位置，正式投入運行后，它會根據探測的需要沿球面中心軸做上下運動，而支持它運動的系統為饋源塔，一共有6座，位于望遠鏡圈梁邊的山上，通過鋼纜拉動饋源艙升降。

姚蕊親自帶領團隊成員鉆到望遠鏡的底部，對饋源艙內的設備進行精心調試。然后，他們又展開了升艙調試，也就是跟著索驅動機器人一起進行整體聯合調試，以驗證饋源艙的升降是否符合設計要求。結果證明，整個天眼系統的運行都十分正常！

2017年12月，饋源艙驗收工作圓滿完成，FAST正式“睜開”了它探索宇宙的大眼睛。

在現代前沿科技領域，西方國家一向自視甚高，認為只有他們才掌握科學的真相。但隨著中國科技實力的快速崛起，這一局面逐漸被打破。其中最典型的案例，就是“中國天眼”的誕生在中西方科學界引發的震動。

南仁東等天文科學家，總共耗費了22年的心血，才成功打造了FAST——500米口徑球面射電望遠鏡。很快，FAST就被美國權威科學雜志評選為“21世紀全球最大最靈敏的單口徑射電望遠鏡”。僅憑這只天眼，中國的天文科研水平就能持續領先世界20年！

遺憾的是，FAST射電望遠鏡剛建成不久，“中國天眼之父”南仁東先生就因病逝世。姚蕊在傷心之余，時刻牢記這位偶像和導師生前的一句名言：“用科學報國，是一個科學家最大的榮耀！”

探索未知的宇宙，搜尋和發現脈沖星是FAST的主要科學目標之一，從2016年9月25日天眼落成，到2019年8月底，它已經發現132顆優質脈沖星候選體，其中有93顆已被確認為新發現的脈沖星，極大地增加了人類對宇宙的認知。我國天文學家們正在破解“天眼”獲取的海量信息，而西方天文學家只能眼巴巴地看著，這種情形當真讓國人揚眉吐氣。

如今，已經博士畢業的姚蕊，仍是這只“天眼”的“瞳孔”守護人。天眼的正常運行，始終離不開她和她的團隊在背后默默的技術支持。

用姚蕊詩意的解釋，FAST射電望遠鏡的作用，就是幫助人類從宇宙的白噪聲中，更靈敏地分辨出有意義的聲音。它可以接收到1351光年外的電磁信號，可以從雷聲中聽見蟬鳴。因為南仁東老人和姚蕊等后輩的堅持付出，一個當初沒有多少人看好的夢想，最終成為一個國家的驕傲！

2019年1月21日，作為饋源艙控制技術領域的代表人物，姚蕊入選《麻省理工科技評論》年度“35位35歲以下科技創新青年”名單。從榜單中，我們看到了中國創新科研力量的崛起。

但在忙碌的工作之余，姚蕊對生活同樣熱愛，她喜歡穿上風情萬種的旗袍跟閨蜜一起去喝咖啡，會在休假的日子去瑜伽館練瑜伽，或者和丈夫一起四處旅行。這位女博士在工作中很拼，對待生活也十分認真投入，按照丈夫的說法，她集科學之美和女性之美于一身。

姚蕊表示，美麗的宇宙太空以它的神秘和絢麗吸引著人類探索的目光，未來她會繼續做好中國天眼的“守護人”，不懈努力，盡快完成饋源艙的后續優化任務。她表示，作為年輕的科研工作者，她和她的團隊有精力、有干勁，一定會為國家項目貢獻他們更大的力量！

〔編輯：馮士軍〕