吳志菲

1980年代,在日內瓦聯合國知識產權總部,各個國家代表自己知識產權的展臺上,美國人展出的是一塊月球巖石,蘇聯人展出的是加加林的照片,而中國展出的一個景泰藍花瓶。當時來到這里參觀的一位中國青年學者被深深震撼了。
2013年12月2日1時30分,“嫦娥三號”探測器發射成功。這一刻,有一位年近古稀的院士淚眼朦朧……
2019年9月29日,一位著名空間飛行器總體設計和信息處理專家在人民大會堂被授予國家榮譽稱號“人民科學家”,此前他還被授予“最美奮斗者”稱號。
當年的青年學者就是中國空間技術研究院計算機輔助工程技術開創人、“嫦娥三號”探測器系統首席科學家葉培建。“人民科學家”國家榮譽稱號與“最美奮斗者”稱號的頒獎,把默默奉獻的這位中國航天人從幕后推到了公眾的面前。談及“人民科學家”稱號時,葉培建認為“人民”兩字的內涵,就是要為人民工作。
高中畢業時,葉培建的各門功課都很優秀,在填寫大學志愿時,父親對他說:“國家正處于建設時期,很需要理工科人才,你應該立志報效祖國。”當時,他向往飛機研制這樣的專業,因此接受了軍人出身的父親的建議,分別填報了北京航空航天學院、南京航空航天學院,然而卻意外地被浙江大學錄取了,直到“文革”才知道,這是因為當年浙江省把省內很多優秀的學生留了下來。畢業的時候,他還是被分配去搞了航天。葉培建說:“這是緣份!”
“出吳江,學哈佛,歸國效力,八十七,做人做事皆楷模;精儀表,掌自動,再領信息,八六三,兩彈一星建奇勛。”2006年6月11日下午2時,得知我國“863”計劃倡議者、衛星研制的開創人之一楊嘉墀駕鶴仙去,葉培建十分悲痛,夜不能寐,寫就挽聯一副。
“我和楊先生都是江蘇人,我的中學時代是在浙江湖州度過的,這座城市與楊先生出生地和少年讀書時的江蘇吳江震澤鎮僅一河之隔,同為絲綢之鄉,我和楊先生也算上同出一地。因此,在工作之外也有些交談與溝通,對他工作之外的情況也有些了解。”葉培建回憶說。
1967年,葉培建畢業于浙江大學無線電系。1968年,被分配到航天部529廠(衛星總裝廠)任技術員。從此,與航天事業結下了不解之緣。
在航天部529廠工作時,葉培建與楊嘉墀所在自動化控制研究所同屬一個研究院,兩單位毗鄰而居。“那時我院正忙著研制中國的第一顆衛星——‘東方紅一號。自動化控制研究所與北京衛星總裝廠的人員有許多接觸,從他們口中我知道所里有兩個從美國回來的大專家,其中一個就是楊嘉墀先生。他參與了我國第一顆人造地球衛星研制規劃的制定,領導并參加了這顆衛星姿態控制和測量分系統的研制。”
“文革”期間,葉培建和當時的全國大學畢業生一樣曾下放勞動。他被派在天津郊區赤土公社一帶的部隊農場接受再教育,直至1970年2月才返回北京。
當年,他的整個家庭陷入了艱難窘迫的狀態。作為長子的葉培建義無反顧地挑起了家庭的重擔。盡管當時的政治壓力壓得他喘不過氣來,但他一直能夠保持樂觀、積極的心態,并且一直給家人以堅定的信念。
當時,葉培建從事電學計量工作,主攻數字化儀表。在當時普通輕視技術工作的氛圍中,他靜下心來,一絲不茍地鉆研,發表了一些論文,翻譯了不少外文資料,還主動講了幾期數字儀表訓練班,在當時的軍工口電學計量領域產生了一定的影響。
1978年,全國恢復研究生考試。因為早年打下了扎實的基礎,葉培建一年三考,全部中榜。“那時絕大部分人都希望去美國讀書,楊嘉墀先生根據當時國際大環境和美國對敏感專業的限制,建議我去歐洲學習。我聽從了他的建議,又改學法語去瑞士學習。從現在的結果來看,楊先生的這一建議對我非常有益。”
1980年7月,葉培建便遠赴瑞士納沙太爾大學理學院微技術研究所留學深造,師從F.Pellandfni(彼蘭德尼)教授。
葉培建是一個真正做學問的人!他的認真與執著。給同學們留下了很深的印象。瑞士一家報紙曾做過葉培建的專訪,報道中說:他從不去酒吧。偶爾打打乒乓球。他說他不喜歡酒吧的氣氛。也不太看電影,他把周末的時間都用于看書和工作。當記者問他:“你為什么要這樣下工夫努力地學習呢?”葉培建說:“中國從那么多人中選派我出來學習、我們的祖國已經為我付出了很多,我知道肩上的擔子有多重,我應該努力,以后要為國家做些事情。”
盡管葉培建處于象牙塔之中,但他十分關心國內的時政,表現出特別的愛國熱情。在瑞士攻讀博士學位時,研究所每半天有15分鐘的休息時間,因為大家都在這時候喝咖啡而被稱為“咖啡時間”,這個時間卻被葉培建往往用來向各國同事宣傳中國。“我們國家發展得很好,但也有些不盡人意之處,他們有人在我面前發個牢騷,我能聽得進去,因為你身在其中,要是一個外國人在我面前說中國如何如何,我就聽不進去。舉個簡單的例子,我在國外念書的時候,國內在審判‘四人幫,當時有議論死刑之說。有外國人就說你用死刑不好,我就跟他們說,你沒有在那兒生活,沒吃過那個苦頭,你當然就認為這死刑不好,你是以你的文化背景、社會背景來衡量另外一個社會的事情,我說,把你弄那兒去生活3年,讓‘四人幫管管你,到時候,可能你叫喚要用死刑比誰叫喚得還要厲害。他說,哎,葉,你說的有道理。”
1985年8月,葉培建獲得了納沙太爾大學的科學博士學位。剛剛完成學業的他,毅然回國。回想在海外留學的情形,他感慨萬千地說,“那5年的學習,讓我充分體會到了瑞士人嚴謹的治學、工作態度;高尚的敬業精神;做事只有‘行和‘不行,沒有‘差不多的信條。”
回國后,葉培建馬上參與了“紅外熱軸探測系統”的開發工作,為鐵路運輸系統提供現代化的設備,這在當時是一個開創性的科技項目。在這個項目中,他確定了軸承滾動和滑動的模式區別方法,并且編寫出軟件,當時的研究條件很差,他和技術人員一起背著各種儀器搭乘火車。在晉煤外運的線路上,一站一站地采集數據,修正模型。沒有信息網絡,就利用鐵路電話線傳輸數據構成系統。后來這個項目為我國鐵路運輸業的長足發展做出了重大貢獻,成為502所的拳頭產品,創造了可喜的經濟效益。1989年,HBDS-1型第二代車輛熱軸探測系統獲得了部級科技進步一等獎。
1992年,葉培建從主管計算機的工作轉移到參與衛星型號研制。從那時起,他便轉移到空間技術研究的主戰場。1992年后,葉培建擔任“中國資源二號”衛星的副總設計師,1996年擔綱總設計師兼總指揮一職。
當時,葉培建面臨的是一顆全新的、高水平的傳輸型對地遙感衛星。這顆衛星的技術起點高,研制難度大,在當時是“最大最重、具有最高分辨率、最快傳輸速率,最高姿態精度,最大存儲量”的一顆衛星。
重擔在肩,諸多挑戰似乎壓得葉培建有點喘不過氣來。研制過程中的失敗和其他問題接連不斷,常常弄得他心力交瘁,他甚至想到了要打退堂鼓。每當這個時候,他就自己鼓勵自己:“一百里的路走了九十九里了,成功就在眼前,一定要堅持下去,我能做得很好的!”
葉培建憑著扎實深厚的理論功底和不懈的探索精神,勇敢地迎接一個個技術難關的挑戰。星敏感器的應用,使衛星姿態測量和控制水平得到很大改善。在前期衛星方案設計時,面對不同意見,葉培建下決心在國內衛星上首先采用星敏感器。然而,星敏感器能不能做出來,做出來能不能達到預想結果?那段時間,葉培建經常和同事們一起研究分析,并在星敏感器的軟件研制中發揮了重要作用。實踐證明,由于星敏感器的采用,使衛星的姿態測量和控制水平都上了一個新臺階。
“中國資源二號”衛星的有效載荷很大,過去的試驗條件不能適應大部件要求。葉培建大膽而科學地提出了改進試驗條件的方案,從而保證了試驗的質量和產品的安全。他常說,對質量問題要提倡“捕風捉影”,對技術上的表面現象要能聯想到深層次的問題。他提出衛星進入發射場前要進行可靠性增長試驗,把問題徹底解決在地面。他還率先實踐了把電測與總體隊伍分開的做法,既合理分配資源,又為測試隊伍的專業化奠定了基礎。航天專家和有關領導評價說,“中國資源二號”衛星不僅要求的水平高,其質量的透明度也是最高的。
2000年9月,“中國資源二號”01衛星發射圓滿成功。2003年,由他擔任總設計師、總指揮的“中國資源二號”衛星獲國家科技進步一等獎。2004年12月,“中國資源二號”03星成功發射。
“中國資源二號”衛星由01星、02星、03星三顆衛星構成,成共軌、同面、相差120度組網,實現了“三星高照”。三星成功組網,標志著我國太陽同步軌道衛星研制技術取得了重大突破,在衛星長壽命、高可靠性研制上積累了經驗。三星組網的軌道控制相位漂移與位置保持控制措施,也為后續型號衛星組網提供了成功的經驗。這位打造中國“智多星”的航天主帥,其實就是中國航天領域的“智多星”。
信息資源和衛星應用技術的開發研究,對服務于經濟建設意義重大。葉培建為此不懈追求。作為深圳證券交易所VSAT系統(VSAT是“非常小口徑衛星終端”的英文縮寫)的首任設計師,葉培建讓VSAT掀開了中國證券市場的新篇章。1992年,深圳證券交易所采納了中國空間技術研究院為主的衛星通信雙向網系統的設計方案,他們僅用了一年時間就設計開發出亞洲最大的VSAT系統,先后解決了最優化的信道分配、應用軟件、平穩切換等問題,使深圳證券交易所通過衛星實現廣播、雙向數據傳輸,并能支持3000個雙向小站,交易過程不到1秒即可完成,讓股民們真正享受到了平等的權利。
正因為他利用衛星做股票交易,取得了顯著的市場經濟效益和良好的社會效益,深圳證券交易所曾以40萬元的年薪聘請葉培建,卻被他婉言謝絕。
當年,面對才2000多元的月收入和年薪40多萬的巨大差距,葉培建真的做到了心如止水,平靜如常。他如是說:“過去打電話通過紅馬甲做股票,很不公平的,你電話打進去了,有可能做成,電話打不進去,就做不成,而且風災、水災的,地面上通訊線路很容易中斷。而我們呢,懂衛星,又懂計算機,深圳就決定和我們合作,用衛星通訊來做股票交易,我們就設計了一個衛星加地面通訊網,構成一個股票VSAT交易系統,你在全國任何地方,零點幾秒就到深圳了,因為信息是通過衛星傳輸,計算機的自動操作又非常快,也不用人工去撮合,這樣對每個人才會是公平的。當時這是我們橫向協作的一個項目,搞完以后他們覺得光靠自己運行,性能保障可能有困難,就讓我去當總工程師,我沒有去。要掙錢,當初我就不從國外回來了。我1985年回來后,當時每月才不到200塊錢工資。”
這么多年來,在葉培建的技術主持下,中國空間技術研究院開發和改進了衛星設計研制的各種軟件,基本建成了衛星與飛船設計的數據庫、應用軟件包,建設了衛星與飛船設計、制造的計算機網絡環境,初步實現了管理信息化、衛星與飛船研制數字化和CAD/CAM一體化,推進了星船研制的進程,提高了衛星和飛船的計算機設計水平。
1958年8月17日,美國發射的第一顆月球探測器“先驅者”0號,邁出了人類探測月球的步伐。48年后,我國首次月球探測計劃“嫦娥”工程正式進入實施階段,標志著成為繼美國、俄羅斯、日本、歐洲之后的第5個月球探測計劃。
葉培建說,2004年,《世界航空航天博覽》刊登的《嫦娥工程——中國的繞月探測工程》,首次向國人披露了我國的探月計劃,并引起海內外廣泛關注。“中國實際上很多事情想得都是很早的。探月的設想,早前也有科學家提出過,但當時沒有立項。實際上,中國科學院有許多科學家都對月球進行過研究,并有了一些認識和成果。”

在我國的航天工程中,從立項到發射一般需要10年左右的時間。2004年初,我國探月第一期工程批準立項,正式進入實施階段,葉培建擔任嫦娥一號衛星總設計師兼總指揮。當年11月19日,繞月探測工程總體由方案設計階段正式轉入初樣研制階段,各分系統相應進入下一工程階段。2005年12月29日,月球衛星初樣完成,正式轉入正樣生產階段。葉培建說:“能在如此短的時間內研制完成,一方面是由于工程立足于現有成熟技術和裝備,另一方面是由于中國航天戰線的科研人員具有敢打必勝、雷厲風行的作風。”
葉培建不僅帶領嫦娥一號任務團隊取得了成功,更是憑借敢于“第一個吃螃蟹”的勇氣和面對科研問題不妥協的“直脾氣”,成為決定后續“嫦娥”命運的關鍵人物之一。嫦娥二號衛星與嫦娥一號同時研制,原本作為其備份,它的研制前景一度存在爭議。有人認為,嫦娥一號已經成功了,沒必要再花錢發射備份星。葉培建站在反對方據理力爭。他說,探月工程并非到此為止,既然研制了這顆衛星,為什么不利用它走得更遠?事實證明,于2010年國慶節發射的嫦娥二號作為探月二期工程的先導星,不僅在探月成果上更進一步,還為后續落月任務奠定了基礎,并且成功開展了多項拓展試驗。其完成了日地拉格朗日2點探測,以及對圖塔蒂斯小行星的飛越探測,取得了珍貴的科學數據;最后飛至一億公里以外,也對我國深空探測能力進行了驗證。
因此,當2013年12月2日發射的嫦娥三號探測器完成落月任務后,其備份星嫦娥四號沒有再陷入是否發射的爭議,但任務規劃仍有分歧。不少人認為,嫦娥四號無需冒險,落在月球正面更有把握。葉培建再次反對。“中國探月工程應該走一步跨一步。落到月球背面去,這是個創舉。”
如今,嫦娥四號已成為人類首個在月球背面實現軟著陸的探測器,玉兔二號巡視器也已累計行走約290米。它們均已成功完成第10月晝工作,順利進入第10月夜。對于嫦娥四號任務的成功,美國國家航空航天局一位專家感嘆道:“我們再也不能說中國人只會跟著干了。”
工作之余,葉培建翻翻非專業書來調劑。據說他家藏書千冊,“主要就是歷史書和人物傳記。我們現在越來越重視對中國傳統文化的提倡,余秋雨說過的一句話很有道理的,世界四大文明中的前三大文明,都沒有繼續下去,只有中國文化源遠流長。從孔子、孟子,到岳飛、史可法、文天祥等等,這里面肯定有著中國人的精神這一關系上的傳承”。他說,我們搞航天的人很辛苦,這里中午不休息,雖說下午4點半下班,但到了晚上,保證它整個辦公大樓是燈火輝煌。“我們搞航天的人,沒有雙休日,沒有節假日,有時春節也在基地過,已經養成了這種習慣了。我們這個隊伍每天工作到晚上八九點,很正常的,常常到后半夜才休息,就這樣活兒還干不完。”他說,航天是個特殊行業,干這個自豪感非常強——衛星、飛船、導彈,每項事業都是長民族之氣,振我軍之威。
每當葉培建仰望星空的時候,他總是習慣尋找人造衛星。從地球上望去,夜晚的星空中不動的是恒星,瞬間滑過的是流星,而那些發著光、慢慢移動的就是人造衛星。雖然天上的人造衛星并不都屬于中國,但他看到它們的時候還是會有自豪感,“人造衛星加入了星群的行列,就像天體里有了我們的存在”。
夜已經很深了,一輪近圓的明月深情地遙望著大地。凝聚著中華兒女無數情愫和夢想的明月,也正盼望炎黃子孫的足跡踏印上,并真正認識她!
責任編輯 李菡丹