【中國科學(xué)報(bào)】北理工楊春華:“載荷”博士成長(zhǎng)記
發(fā)布日期：2019-04-17 供稿：中國科學(xué)報(bào) 編輯：吳楠 審核：王征 閱讀次數(shù)：
原文標(biāo)題：楊春華:“載荷”博士成長(zhǎng)記
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“北理工烙印”鮮明的楊春華不受外界叨擾，在研究之外經(jīng)常想的事情卻是，“如何更好地進(jìn)行資源分配，讓后來人不像我們這樣艱難，讓后續(xù)工作更加高效，更好地服務(wù)國家重大戰(zhàn)略”。
“今天，我們召開的是‘神舟八號(hào)’飛船搭載微流控芯片基因擴(kuò)增裝置空間載荷項(xiàng)目的每周例行會(huì)議，歡迎新來的同學(xué)加入項(xiàng)目組！”回想起本科時(shí)第一次得知即將參與重大科研項(xiàng)目的場(chǎng)景，國際宇航科學(xué)院院士、北理工生命學(xué)院教授鄧玉林的話語，至今都讓北理工生物醫(yī)學(xué)工程博士生楊春華記憶猶新。“當(dāng)時(shí)的心情很忐忑，覺得不可思議，但是又非常向往！”
從此，實(shí)驗(yàn)室、食堂、宿舍，早出晚歸，三點(diǎn)一線；操作實(shí)驗(yàn)、整理數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，周而復(fù)始，循序漸進(jìn)；“神八搭載”“長(zhǎng)七搭載”“天舟搭載”“SpaceX龍飛船搭載登陸國際空間站”，親手研制載荷，四次登入太空，親歷中美太空合作“零的突破”，參與中國空間生命科學(xué)研究的多項(xiàng)第一……成了楊春華的生活“常態(tài)”。
“小本”扛大任
2010年10月，距離中國“神舟八號(hào)”飛船發(fā)射僅有一年的時(shí)間，北理工爭(zhēng)取到在此次發(fā)射任務(wù)中搭載科學(xué)載荷的機(jī)會(huì)——將自主研制的基因擴(kuò)增裝置送入太空，以實(shí)現(xiàn)中國首次太空基因擴(kuò)增實(shí)驗(yàn)。
機(jī)會(huì)總是垂青有準(zhǔn)備的人。彼時(shí)還是大三學(xué)生的楊春華因?yàn)閰⒓颖本┦写髮W(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽，結(jié)識(shí)了自己保研后的導(dǎo)師李曉瓊。楊春華生物醫(yī)學(xué)工程的專業(yè)背景，以及在硬件設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)方面的興趣和基礎(chǔ)，特別是細(xì)致縝密的性格，引起了李曉瓊的關(guān)注。
“有一段時(shí)間，李老師總會(huì)給我布置一些小課題，但是和當(dāng)時(shí)的研究關(guān)聯(lián)并不大。”加入課題組之初，楊春華完成老師布置的每個(gè)“超綱題”，也一步一步走進(jìn)了國家“大項(xiàng)目”。“后來才發(fā)現(xiàn)，小課題其實(shí)都是之后空間載荷項(xiàng)目會(huì)遇到的技術(shù)問題，老師是在借此考察和培養(yǎng)我。”
基因擴(kuò)增，原理類似于DNA的天然復(fù)制過程，分為94℃的高溫變性、50℃到60℃的低溫退火和72℃的中溫延伸三個(gè)階段，若想在太空中實(shí)現(xiàn)，則要在狹小的空間內(nèi)，將基因擴(kuò)增芯片、供電電池及控制系統(tǒng)等所有部件置于其中，可謂“螺螄殼里做道場(chǎng)”。
對(duì)于楊春華這個(gè)“小本”來說，如何在有限的資源條件下，實(shí)現(xiàn)快速精準(zhǔn)地溫度控制是一項(xiàng)不小的挑戰(zhàn)。時(shí)間緊迫，已容不得任何試錯(cuò)，他作為該環(huán)節(jié)的主要負(fù)責(zé)人，頂住壓力、對(duì)癥下藥，在載荷溫控組件與承載結(jié)構(gòu)之間增加了特定材質(zhì)隔熱片，最終實(shí)現(xiàn)了升溫與降溫性能的良好平衡。“那段時(shí)間，自己就跟魔怔了一樣，吃飯時(shí)想、睡覺時(shí)也想。”每當(dāng)回想起自己第一次參與載荷項(xiàng)目就碰上嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，他都唏噓不已。
2011年11月1日，伴隨著“神舟八號(hào)”飛船成功發(fā)射，由北京理工大學(xué)作為總體牽頭單位設(shè)計(jì)制造的“微流控芯片基因擴(kuò)增裝置”終于遨游太空，實(shí)現(xiàn)了北理工實(shí)驗(yàn)裝置載荷登入太空、中國微流控芯片技術(shù)太空應(yīng)用、中國在空間環(huán)境下開展基因?qū)嶒?yàn)三項(xiàng)“零的突破”。
醫(yī)工融合顯優(yōu)勢(shì)
在第一次參與空間載荷任務(wù)之后，楊春華便將空間生命科學(xué)載荷研究作為了自己追求的方向。2011年，楊春華保研本校繼續(xù)學(xué)習(xí)。2014年，他又成為一名生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的博士生，師從鄧玉林。
讀研期間，楊春華相繼參與了2016年6月“長(zhǎng)征七號(hào)”運(yùn)載火箭首飛搭載“空間細(xì)胞和微生物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)裝置”、2017年4月“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船搭載“空間微流控芯片生物培養(yǎng)與分析載荷”的研制任務(wù)。難得的實(shí)戰(zhàn)鍛煉，使得他迅速成長(zhǎng)為團(tuán)隊(duì)的青年骨干。
“在‘天舟一號(hào)’項(xiàng)目中，我確實(shí)感覺自己生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的交叉融合背景優(yōu)勢(shì)明顯。”楊春華解釋說，在這個(gè)項(xiàng)目中，需要由團(tuán)隊(duì)生物技術(shù)組的研究人員提出在軌試驗(yàn)的詳細(xì)需求，再由載荷技術(shù)組的人員逐一完成支持相關(guān)功能的硬件及軟件設(shè)計(jì)，此時(shí)，他的交叉學(xué)科背景便發(fā)揮了很好的作用。楊春華既具備生物學(xué)科知識(shí)背景，又掌握了工程化實(shí)現(xiàn)方法，最終，他與團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出了一套集溫度控制的可自動(dòng)化分層調(diào)焦的在軌顯微觀測(cè)系統(tǒng)，很好地解決了難題。
功夫不負(fù)有心人，在“天舟一號(hào)”搭載項(xiàng)目研制總結(jié)評(píng)審會(huì)上，北理工載荷被給予“最先進(jìn)最復(fù)雜的空間生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)載荷”的高度評(píng)價(jià)。
完成“天舟一號(hào)”載荷任務(wù)后不到半個(gè)月，楊春華和伙伴們又跨越太平洋，連續(xù)作戰(zhàn)，交上了另一份滿意的答卷——2017年6月6日，由北京理工大學(xué)研制的“空間環(huán)境下在PCR反應(yīng)中DNA錯(cuò)配規(guī)律研究的科學(xué)載荷”搭乘SpaceX公司“龍飛船”，成為首個(gè)登入國際空間站的中國空間科學(xué)項(xiàng)目，標(biāo)志著中美空間科學(xué)合作取得了“零”的突破。
小載荷的大堅(jiān)持
“楊春華已經(jīng)熟知了國內(nèi)和國際常規(guī)科學(xué)實(shí)驗(yàn)載荷項(xiàng)目的實(shí)施流程及相關(guān)航天產(chǎn)品的質(zhì)量管理辦法，他是我們團(tuán)隊(duì)的一個(gè)寶！”采訪中，鄧玉林對(duì)楊春華稱贊有加。
“過師兄這關(guān)，從來都是我們各階段工作的最后一道工序。”與楊春華同一個(gè)實(shí)驗(yàn)室的博士生樊云龍這樣形容，“無論是寫文檔還是出圖紙，只有他審核通過，我們才會(huì)心里有底。而他也從不會(huì)計(jì)較給他看的東西是否與己有關(guān)，盡可能地為我們提供幫助。”
“上天的事不能出半點(diǎn)差錯(cuò)。”這是楊春華經(jīng)常掛在嘴邊的話。無論參與載荷哪個(gè)部分的研究工作，他都會(huì)嚴(yán)格按照時(shí)間節(jié)點(diǎn)，就整個(gè)工作過程的不同階段，撰寫詳盡的設(shè)計(jì)報(bào)告和分析報(bào)告，將出現(xiàn)的問題徹徹底底探討清楚，同時(shí)為其他同伴闡明整個(gè)裝置的詳細(xì)狀態(tài)。
除了科研上的嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致，楊春華在“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船搭載試驗(yàn)項(xiàng)目最后沖刺階段的組織管理工作也是運(yùn)籌帷幄。作為兩個(gè)載荷任務(wù)團(tuán)隊(duì)的骨干力量，他事后笑稱“再?zèng)]有比這更緊張刺激的了”。
楊春華的履歷背景可謂難得。“如果他愿意，完全可以過上不一樣的生活，向他伸出橄欖枝的單位不在少數(shù)，高薪不是問題。”李曉瓊說。
然而，“北理工烙印”鮮明的楊春華不受外界叨擾，在研究之外，他經(jīng)常想的事情卻是，“如何更好地進(jìn)行資源分配，讓后來人不像我們這樣艱難，讓后續(xù)工作更加高效，更好地服務(wù)國家重大戰(zhàn)略”。因?yàn)槊嫦蛭磥恚懊恳粋€(gè)北理工人都有一顆報(bào)國心！”
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