4月的京郊，綠蔭漸濃。清晨的陽(yáng)光灑進(jìn)航天工程大學(xué)宇航科技與創(chuàng)新中心的實(shí)驗(yàn)室里，給整齊排列的電腦和監(jiān)測(cè)設(shè)備鍍上一層金色。
教室里，學(xué)員們端坐靜聽(tīng)，時(shí)不時(shí)抬頭瞥向墻上的時(shí)鐘——10：35。
“還有5分鐘?！焙教旃こ檀髮W(xué)宇航科學(xué)與技術(shù)系副主任楊露推了推眼鏡，聲音中帶著隱隱的興奮。只見(jiàn)她指尖輕點(diǎn)鼠標(biāo)，調(diào)出一張動(dòng)態(tài)云圖：“衛(wèi)星軌道參數(shù)確認(rèn)狀態(tài)無(wú)誤，天氣氣象條件完美，今天我們一定能讓衛(wèi)星按照我們的想法拍下藍(lán)色星球的美麗瞬間……”
空氣里彌漫著些微緊張感，有人反復(fù)調(diào)試著接收天線，金屬支架發(fā)出細(xì)微的咔嗒聲；有人緊盯著電腦屏幕，上面跳動(dòng)著不斷更新的衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)。
“信號(hào)鎖定了！”遙控席前的學(xué)員一聲低呼，所有人迫不及待地圍攏在屏幕前，放大從頭頂約500公里處掠過(guò)的教學(xué)衛(wèi)星拍攝下來(lái)的畫面。
衛(wèi)星——這個(gè)聽(tīng)起來(lái)有些遙遠(yuǎn)的設(shè)備，早在4年前就已經(jīng)成為《航天器測(cè)試》課堂上頻繁使用的教具。自己制造衛(wèi)星、自己操控衛(wèi)星，此刻，這群平均年齡21歲的軍校學(xué)子，正在課堂上開(kāi)啟屬于新時(shí)代航天科技人才的“太空初征”。
這堂課上，“星辰”觸手可及
■陳艷秋 楊凱淇 許 慶
航天工程大學(xué)教員楊露（左一）為學(xué)員講解航天器相關(guān)知識(shí)。史國(guó)棟 攝
地面衛(wèi)星當(dāng)教具，天上衛(wèi)星進(jìn)課堂
上課鈴響，一場(chǎng)別開(kāi)生面的《航天器測(cè)試》課程拉開(kāi)帷幕，10顆銀色立方星宛如星河棋盤展示在大家眼前。
教員楊露身著防靜電服，站在地面鏡像衛(wèi)星實(shí)裝前，為學(xué)員演示衛(wèi)星機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)。只見(jiàn)她指尖在操控器的面板上輕點(diǎn)，衛(wèi)星外層太陽(yáng)能帆板在操作下如蝶翼舒展，搭載的機(jī)械臂關(guān)節(jié)活動(dòng)處閃爍著藍(lán)光指示燈。
“同學(xué)們，今天我們來(lái)親身體驗(yàn)航天器測(cè)試?！睏盥对捯魟偮?，學(xué)員們便迅速分成幾組，投入到緊張的測(cè)試中。
學(xué)員馬梁川小心翼翼地操作著儀器，給衛(wèi)星連接各種線路；學(xué)員張健盯著電腦屏幕，仔細(xì)觀察著數(shù)據(jù)的變化，并在本子上認(rèn)真記錄每一個(gè)細(xì)節(jié)。
“注意看，當(dāng)機(jī)械臂模擬太空在軌狀態(tài)帶動(dòng)這顆鏡像衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的姿態(tài)數(shù)據(jù)就會(huì)發(fā)生變化?！睏盥对诟鹘M之間來(lái)回走動(dòng)，不時(shí)停下指導(dǎo)學(xué)員。學(xué)員們一邊聽(tīng)著教員的講解，一邊動(dòng)手實(shí)踐，遇到問(wèn)題就及時(shí)請(qǐng)教。大家你一言我一語(yǔ)，熱火朝天地討論，整個(gè)教室里充滿了專注和探索的氛圍。
“地面衛(wèi)星測(cè)試是為了把所有問(wèn)題都提前‘揪’出來(lái)，因?yàn)檎鎸?shí)衛(wèi)星的測(cè)試，一次失誤就可能造成國(guó)家資產(chǎn)的重大損失?！睏盥兜脑?，讓“嚴(yán)慎細(xì)實(shí)”4個(gè)字深深刻在了學(xué)員心中。
如果說(shuō)地面衛(wèi)星測(cè)試是“紙上練兵”，那么操控在軌衛(wèi)星則是邁向未來(lái)崗位的“沉浸式預(yù)演”。
在宇航科技與創(chuàng)新中心三樓西廳實(shí)驗(yàn)室的巨幕上，密密麻麻的曲線與光點(diǎn)交織成網(wǎng)，那是數(shù)百公里之外真實(shí)衛(wèi)星的“生命體征”——軌道高度、電源電壓、電池溫度……指尖在操控軟件上輕點(diǎn)，便可向衛(wèi)星發(fā)送一條條指令。
“地面遙測(cè)設(shè)備正常，準(zhǔn)備發(fā)送指令?！睂W(xué)員馮彪緊盯屏幕，輸入一串代碼。很快，地面站接收到衛(wèi)星回傳的“心跳聲”——一組跳動(dòng)的綠色波形。“指令發(fā)送成功，衛(wèi)星遙測(cè)數(shù)據(jù)接收正常。”他長(zhǎng)舒一口氣。
“操控衛(wèi)星就像指揮一位沉默的‘戰(zhàn)友’?！瘪T彪解釋道，他們需學(xué)習(xí)衛(wèi)星軌道動(dòng)力學(xué)、姿態(tài)動(dòng)力學(xué)、遙測(cè)遙控知識(shí)等，并通過(guò)模擬軟件反復(fù)演練。正式操作時(shí)，他們?cè)诮虇T監(jiān)督下完成指令編寫和指令發(fā)送，如調(diào)整衛(wèi)星姿態(tài)指向、讓相機(jī)拍照、切換備份設(shè)備等?！懊恳徊讲僮鞫急仨氹p人復(fù)核，確保萬(wàn)無(wú)一失?！?/p>
課程的高潮是一場(chǎng)“衛(wèi)星故障排除”考核。某次訓(xùn)練中，衛(wèi)星遙測(cè)突然顯示衛(wèi)星電源系統(tǒng)異常，學(xué)員需在衛(wèi)星過(guò)境時(shí)定位故障并發(fā)送修復(fù)指令。
“我們排查發(fā)現(xiàn)是太陽(yáng)能帆板遙測(cè)狀態(tài)異常，立刻發(fā)送了能源切換指令，啟動(dòng)備用電池?！边@種實(shí)操訓(xùn)練讓馮彪深刻體會(huì)到，解決太空中的問(wèn)題，要有“一指定乾坤”的能力。大腦瞬間啟動(dòng)的應(yīng)急反應(yīng)，比任何考試都更真實(shí)地檢驗(yàn)著幾年來(lái)的課堂所學(xué)。
教學(xué)改革結(jié)出果實(shí)。從親手組裝測(cè)試地面衛(wèi)星模型，到指尖便可遙控幾百公里外的教學(xué)衛(wèi)星，教員們以真實(shí)裝、真場(chǎng)景、真案例為經(jīng)緯，將教材中艱深晦澀的公式定理轉(zhuǎn)化為躍動(dòng)在虛擬現(xiàn)實(shí)界面上的數(shù)字詩(shī)行。在火熱的實(shí)踐中，青年學(xué)員的本領(lǐng)越練越強(qiáng)。
“雙師型”教學(xué)不是“物理疊加”，而是“化學(xué)反應(yīng)”
一堂45分鐘的授課，教員們需要一遍遍打磨才有底氣站上講臺(tái)。同樣，一門晦澀難懂的專業(yè)課需要不斷更新迭代才能成為精品課，并在全國(guó)高校教師教學(xué)創(chuàng)新大賽的舞臺(tái)上呈現(xiàn)。
評(píng)委席前，計(jì)時(shí)器上的數(shù)字不斷跳動(dòng)。楊露站在舞臺(tái)中央，手中的激光筆對(duì)著投影幕布上的演示文稿——教研團(tuán)隊(duì)打磨了半年的《〈航天器測(cè)試〉產(chǎn)教融合創(chuàng)新成果報(bào)告》。
“這門專業(yè)課的匯報(bào)展示，我們教研室準(zhǔn)備了半年。但這背后進(jìn)行的教學(xué)設(shè)計(jì)、環(huán)境條件建設(shè)，我們準(zhǔn)備了5年多。”身著軍裝的楊露站在燈光下，記憶回到了《航天器測(cè)試》建課伊始的場(chǎng)景。
2017年，大學(xué)進(jìn)行調(diào)整改革，人才培養(yǎng)新需求呼喚新專業(yè)和新課程?！逗教炱鳒y(cè)試》作為航天裝備工程專業(yè)的核心課程，在籌建之初就被擺在了重要位置。
彼時(shí)，剛剛轉(zhuǎn)型后的大學(xué)，教學(xué)環(huán)境和條件還處于建設(shè)階段。
一次答疑時(shí)，有學(xué)員對(duì)楊露說(shuō)：“教員，我們學(xué)習(xí)航天器測(cè)試的理論知識(shí)不少，但實(shí)際中怎么對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)試，流程上應(yīng)該注意什么，我們并不熟悉。”
學(xué)員的話擊中了楊露的心。
痛點(diǎn)亦是創(chuàng)新點(diǎn)。從那時(shí)起，教員們就有了在真實(shí)裝、真場(chǎng)景、真案例下開(kāi)展航天器測(cè)試教學(xué)的想法。在大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的支持和幫助下，楊露和教研室的同事們研制了一顆教學(xué)衛(wèi)星。
“那時(shí)，大家心里裝的全是這顆‘星’。每個(gè)周末，我們不是在實(shí)驗(yàn)室討論衛(wèi)星設(shè)計(jì)方案，就是和航天企業(yè)的工程師進(jìn)行設(shè)備的聯(lián)調(diào)聯(lián)試?！睏盥墩f(shuō)。
2021年，由楊露所在教研團(tuán)隊(duì)牽頭研制的首顆教學(xué)衛(wèi)星成功發(fā)射入軌。在衛(wèi)星完成在軌測(cè)試后，教員們迅速啟動(dòng)衛(wèi)星實(shí)裝教學(xué)訓(xùn)練。
“當(dāng)我在鍵盤上逐行敲擊指令時(shí)，課本上冷冰冰的公式突然有了生命，星空中的某個(gè)光點(diǎn)正帶著我的代碼巡游天際，我感到《航天器測(cè)試》課程不再是一本厚重的教材，而是可以觸摸的星辰?！睂?duì)第一次使用在軌衛(wèi)星開(kāi)展課堂教學(xué)的場(chǎng)景，早已成長(zhǎng)為單位技術(shù)骨干的畢業(yè)學(xué)員聶棟勛印象深刻。
不僅如此，這些年課程組教員還同步建設(shè)了地面實(shí)裝衛(wèi)星和數(shù)字衛(wèi)星，引入了我國(guó)自主研制的先進(jìn)航天器測(cè)試系統(tǒng)，逐漸形成了較完備的航天器測(cè)試訓(xùn)練環(huán)境。
當(dāng)教學(xué)硬件不再是掣肘，通過(guò)“教學(xué)軟實(shí)力”的提升來(lái)提高教學(xué)效果，成為教員們的另一個(gè)課題。
“這個(gè)插頭插反會(huì)導(dǎo)致熱控系統(tǒng)短路！”航天器系統(tǒng)與運(yùn)用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，某航天科技集團(tuán)的一位高級(jí)工程師及時(shí)制止了學(xué)員的錯(cuò)誤操作。
像這樣身著藍(lán)色防靜電服高級(jí)工程師的身影，出現(xiàn)在《航天器測(cè)試》的課堂上已成為常態(tài)。他們作為“校外導(dǎo)師”，對(duì)學(xué)員們的實(shí)踐進(jìn)行指導(dǎo)。
“軍校教員雖精通理論，但缺乏航天器研制的一線經(jīng)驗(yàn)。”課程負(fù)責(zé)人楊露坦言，“雙師型”教學(xué)模式正是破解這一難題的鑰匙。
院校教員主攻理論教學(xué)，梳理學(xué)科前沿；擁有一線經(jīng)驗(yàn)的航天企業(yè)專家嵌入實(shí)踐環(huán)節(jié)，傳授工程經(jīng)驗(yàn)。雙方協(xié)同備課、聯(lián)合授課，讓課堂成為連接院校與崗位的“樞紐站”。
“‘雙師型’教學(xué)不是‘物理疊加’，而是‘化學(xué)反應(yīng)’！”教員蘇海霞介紹，課程規(guī)劃階段，團(tuán)隊(duì)邀請(qǐng)各類企業(yè)專家共同論證，將崗位能力需求細(xì)化至每一章節(jié)；教學(xué)實(shí)施時(shí)，企業(yè)專家常態(tài)化參與實(shí)踐指導(dǎo)。以“合作研制衛(wèi)星”為契機(jī)，教員深入企業(yè)參與型號(hào)任務(wù)，積累工程經(jīng)驗(yàn)，反哺課堂教學(xué)，令學(xué)員大為受益。
深耕躬行，積攢飛向星辰大海的底氣
當(dāng)?shù)?0個(gè)中國(guó)航天日的主題——“海上生明月，九天攬星河”出現(xiàn)在校園展板上時(shí)，學(xué)員徐廣正站在航天器系統(tǒng)與運(yùn)用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，凝視著眼前被多層隔熱組件包裹的衛(wèi)星載荷設(shè)備。
作為即將畢業(yè)的本科學(xué)員，徐廣剛剛完成《航天器測(cè)試》課程的結(jié)課答辯?！耙郧翱傆X(jué)得測(cè)試就是按部就班地操作，現(xiàn)在才明白每一個(gè)指令背后都是系統(tǒng)工程思維的延伸?！彼p撫實(shí)驗(yàn)臺(tái)感慨道。
《航天器測(cè)試》課程的“實(shí)戰(zhàn)演練”環(huán)節(jié)，讓學(xué)員們印象深刻。
徐廣所在的衛(wèi)星測(cè)試小組在模擬發(fā)射前72小時(shí)測(cè)試時(shí)，一次突發(fā)性通信延遲差點(diǎn)讓整個(gè)聯(lián)調(diào)流程中斷。
“測(cè)試不是孤立的模塊操作，必須像拼太空拼圖一樣，將供電、熱控、測(cè)控各系統(tǒng)看作有機(jī)整體。”在楊露的指導(dǎo)下，徐廣通過(guò)逆向推理發(fā)現(xiàn)是地面模擬器的電磁兼容性問(wèn)題。這種全局視角的錘煉，讓他對(duì)航天人常說(shuō)的“萬(wàn)無(wú)一失”有了更深理解。
通過(guò)切身實(shí)踐，學(xué)員們看到了現(xiàn)實(shí)和夢(mèng)想的距離，必須用一步步的實(shí)際行動(dòng)校準(zhǔn)方向，才能走穩(wěn)、走好。
在實(shí)驗(yàn)室，剛剛完成衛(wèi)星電源系統(tǒng)測(cè)試研究的學(xué)員唐保偉指著一組數(shù)據(jù)曲線說(shuō)：“就像‘海上生明月’需要精確的潮汐計(jì)算，我們的測(cè)試數(shù)據(jù)就是未來(lái)‘九天攬星河’的導(dǎo)航坐標(biāo)?！?/p>
唐保偉從小心中就有著一個(gè)航天夢(mèng)。2013年，還在讀高中的他守著電視機(jī)觀看了航天員王亞平的第一次太空授課，懸浮的水球在他心里激起了漣漪。
此后，唐保偉一直關(guān)注著中國(guó)航天的發(fā)展，見(jiàn)證了天舟“快遞”穿梭天地、嫦娥攬回月壤、空間站“T”字構(gòu)型成型……
2021年6月，伴隨橘紅的烈焰和震耳的轟鳴，大學(xué)太空試驗(yàn)1號(hào)天健衛(wèi)星搭乘某運(yùn)載火箭沖破云霄，直抵長(zhǎng)空。高高的塔架一側(cè)，現(xiàn)場(chǎng)觀摩發(fā)射的學(xué)員唐保偉激動(dòng)地鼓掌。
作為全軍首門貫通衛(wèi)星設(shè)計(jì)研制、在軌測(cè)試、故障處置的全流程課程，《航天器測(cè)試》構(gòu)建起“教學(xué)—科研—育才”的立體鏈路，幫助軍校學(xué)子帶著系統(tǒng)思維的翅膀飛向星辰大海。
如今，已進(jìn)入工作崗位的唐保偉決心將衛(wèi)星測(cè)試診斷技術(shù)作為自己持續(xù)的研究方向。
夜幕降臨，實(shí)驗(yàn)室的燈光依然明亮。唐保偉調(diào)試完最后一組參數(shù)，抬頭看見(jiàn)模擬器中流轉(zhuǎn)的星河光點(diǎn)——那些曾在王亞平水球?qū)嶒?yàn)里閃耀的光芒，此刻正化作年輕航天人手中的測(cè)試波形，勾勒出通向深空的絢麗星軌。