探險家可能是世界上最特殊的職業了,他們發現新大陸,完成環球旅行,走過奇山異水,掠過疾風怒濤,他們去往高山峽谷、火山島嶼,到沼澤溪地、荒野洞穴……這項職業充滿了未知的危險,卻又有著無比獨特的魅力,吸引著全世界的目光。他們探索未知,直面挑戰,他們擴大了人類的活動範圍,拓寬了人類的視野,他們的勇敢品質和執著精神歷來被人們所推崇。在中國,就有一位把"探險"做到極致的探險家——北京科技大學。
青藏高原的"天路"
青藏高原有著"世界屋脊"和"第三極"的稱號,歷來是探險者們心目中的聖地,在這裡,北京科技大學也留下了自己的足跡。
2006年7月,世界海拔最高的鐵路——青藏鐵路全線通車。修建"天路",自有"天險",在平均海拔4000米以上的青藏高原上,高原病就成了15萬建設大軍最大的敵人。
在世界海拔最高的風火山隧道施工過程中,高海拔變壓吸附制氧供氧技術被成功研製並應用,中國鐵路建設的工程技術人員創造了無一人死亡、無一等級事故、高原發病率最低的世界紀錄。這一奇蹟是由北京科技大學與中鐵二十局的工程技術人員共同創造的,技術帶頭人便是北京科技大學博士生導師劉應書教授。
風火山隧道位於崑崙山至唐古拉山之間,有著"生命禁區"之稱,這裡海拔5010米,氧氣稀薄,空氣含氧量僅為內陸平原的50%,天氣變化無常,溫差常達50餘度。"六月雪,七月冰,一年四季分不清"是風火山的真實寫照。
風火山隧道全長1338米,是青藏鐵路建設的重點和控制工程。但由於缺氧,工程進度十分緩慢。"在5000米高原上行車都困難,就像正常人擔了上百斤的擔子在平路上走動",在這裡施工的工人們體驗最深,正常生存都面臨著巨大威脅,就別說施工了。平日工人們幹活需要背著十幾斤重的氧氣瓶,幾十人在隧道內施工每天進度只有2-3米。
北京科技大學的劉應書教授一直潛心研究氣體製備和人工氣氛環境技術,在風火山隧道施工過程中結合隧道施工所需氧氣的實際情況,提出採用有壓吸附,高原低氣壓直接解吸的變壓吸附制氧工藝,並創造了"隧道掌子面彌散供氧和氧吧車供氧"的新方法,從而填補了世界高海拔制氧技術的空白。使用這種方法產生的氧氣,其氧氣濃度達到92%以上,符合醫用需氧的標準,施工人員擺脫了自負重的氧氣鋼瓶,工程進度比以前快了三倍。
蛟龍入海,必風起雲湧
北京科技大學的探險,不僅有和青藏高原一樣高的"高度",還有與大海一樣深邃的"深度":2012年,"蛟龍號"在馬裡亞納海溝,創造了下潛7062米的世界紀錄。而在"蛟龍號"大顯身手的背後,是項目負責人——北京科技大學1979級校友劉峰的不懈奔波與探索。
深海是人類在地球上為數不多的未知區域之一,隨著對大洋工作的不斷深入,科學界越來越覺得深潛裝備是必備工具。蛟龍號立項之初,我國研製過的載人潛水器最深下潛只有600米。600米到7000米麵臨許多難題。"在7000米深海,每平方米要承受的壓強達到700個大氣壓,堪比高壓水刀內部的壓強,艙體一旦出現裂紋,幾秒鐘之內船艙就會灌滿水。而且高壓之下的水像刀一樣,非常危險。"劉峰這樣形容深潛面臨的技術難題。
深潛器的研發是世界級的科技難題,在很多深海設備、加工工藝國內處於空白的情況下,上百個科研院所聯合展開了攻關。2009年,我國首臺自主設計、自主集成的載人潛水器蛟龍號研製成功,並成功在南海進行第一次1000米海試。蛟龍號的試驗策略是由淺入深,一步一個腳印。2012年6月24日,蛟龍號在馬裡亞納海溝試驗海區首次突破7000米下潛深度,隨後還創造了下潛7062米的中國載人深潛紀錄,同時也創造了世界同類作業型潛水器的最大下潛深度紀錄。這標誌著中國具備了載人到達全球99.8%以上海洋深處進行作業的能力。
"我們的徵途是星辰大海!"
"看那星星多麼美麗,摘下一顆親手送給你",如果以科學的視角來看這句充滿想像的歌詞,會讓人覺得漏洞百出、貽笑大方。但是,想像力往往是行動力的能量來源,北京科技大學就將探索的雙腳邁向了外太空。
2018年12月8日凌晨2時23分,我國在西昌衛星發射中心用長徵三號乙運載火箭成功發射嫦娥四號探測器,開啟了月球探測的新旅程。這是人類第一個將在月球背面實現軟著陸的人造天體。北京科技大學韓靜濤團隊研製的大型展開系統隨嫦娥四號飛赴月球,開啟人類的首次月背之旅。
嫦娥四號上的捲筒式彈性伸杆全部由韓靜濤團隊研製。衛星入軌後,伸杆機構將把端質量,如低頻射電探測儀、月表中子與輻射劑量探測儀、月球小型光學成像探測儀和中性原子探測儀等伸向遠離本體的外端,進行月球背面參量的探測。為嫦娥四號、嫦娥四號中繼星以及地球之間的信號通訊提供有力的技術保障。
在國內空白、國外技術壟斷並且無製備工藝等相關文獻公開的背景下,韓靜濤教授團隊2013年年中接到研製任務,和中國空間技術研究院的科學家們一起努力,嘗試各種工藝方法, 2017年2月產品就完全定型。一般的軍工項目從規劃、設計、材料、工藝、製造、檢測、上型號等,通常需要熬十多年,但他們團隊僅僅用了不到4年就圓滿地完成了任務,使中國成為世界第三個掌握該技術的國家。
2020年7月23日12時41分,在海南島東北海岸中國文昌航天發射場,執行我國首次火星探測任務的"天問一號"探測器,由長徵五號遙四運載火箭發射升空,開啟火星探測之旅,此次火星探測任務是為了實現我國在深空探測領域的技術跨越,推動深空探測活動可持續發展,邁出我國自主開展行星探測的第一步。而擔任火星探測器總指揮的,是北京科技大學校友赫榮偉,北科力量助力中國航天再次"走向勝利之路!"
赫榮偉是北京科技大學礦機(車輛)專業1993級校友,1997年畢業後放棄回遼寧工作的計劃,進入中國航天工業總公司(中國航天科技集團有限公司前身)五院529廠工作。從普通的技術員到嫦娥四號探測器系統總指揮,再到火星探測器總指揮,赫榮偉從未停止前進的腳步。
2019年1月17日,赫榮偉獲中國航天科技集團有限公司2018年度航天功勳獎。赫榮偉曾表示,"實現了一個夢想,後邊還有更多夢想,深空探測是我們這支隊伍永遠不懈的追求。"星空浩瀚無比,探索永無止境。相信探索浩瀚宇宙、發展航天事業、建設航天強國的航天夢,必將激勵廣大科研工作者走得更遠!
跨過青藏高原,下潛馬裡亞納海溝,去過月球,現在還要去火星,北京科技大學在探險的道路上越走越遠,從陸地走到了海洋,從地球走到了外太空。"上九天攬月,下五洋捉鱉"這句話說的不是別人,正是北京科技大學。讓我們一起期待,北京科技大學這位"大探險家"今後取得更大的成就!
來源:北京科技大學