——上海技物所与上海光机所瞄准国家重大战略加强所际合作

 

　　此刻，在远离地球38万公里的环月轨道，承载着中华民族几千年梦想的“嫦娥”正轻轻萦绕。这是继人造地球卫星、载人航天飞行取得成功之后我国航天事业发展的又一个里程碑，是我国科技自主创新取得的标志性成果。

　　由中国科学院上海技物所和上海光机所科技人员联合攻关自主创新的星载激光高度计，自2007年11月28日凌晨开机两个多月来，至今已随星围绕月球转了720圈以上，差不多把月球覆盖了两遍，包括南北极。它每隔一秒就向月面发射一束激光，目前“激光足印”的密度已达每平方公里0.87个点，收发之间的成功采集率达99%左右，标志着中国人也能用自己的数据制作立体月球仪了。

　　这是这两个研究所的科技人员为我国航天事业发展做出的无可替代的突出贡献。

　　从嫦娥激光高度计在2003年正式立项，到“中国第一幅月图”完美亮相，这项艰难的研制工作仅仅经过了三年多时间。短短三年多时间，浓缩了中科院上海技物所和上海光机所科技人员半个多世纪不懈努力的坚实脚步，浸透了两所许多科技工作者1000多个日日夜夜的辛劳和汗水。

　　嫦娥一号卫星激光高度计由上海技术物理所和上海光机所组成的课题组联合研制成功，由上海技物所总体负责，上海光机所负责激光器研制。

　　星载激光高度计的主要工作方式是利用计算发射和接收到激光的时间差来进行距离的测量。它以其高精确度、高分辨率和很好的独立性而得到科学家和工程师们的青睐，并被广泛地应用于遥感、航空航天等领域。

　　“刚开始接这个研制项目，这台仪器不是没想过进口，但如今省下的不仅是上千万元外汇，还成长起一支有能力自主创新的队伍。”项目负责人、主任设计师、上海技术物理研究所所长王建宇研究员对此相当自豪。

　　据介绍，这个激光高度计外型小巧、质量轻盈，在距月球表面200公里的轨道上，测量地形精度达到5米，堪称“小身材、大能量”。由“嫦娥一号”卫星拍摄的月球平面图，加上相关“身高指标”后，所有数据通过地面应用系统处理，就可获得月球表面三维“立体照片”。

　　在激光器的研制上，上海技物所将目光从进口转向国产。上海光机所有成熟的激光器研制技术，但缺乏航天工程任务研制经验。为此，上海技物所和上海光机所组成跨所联合攻关研究组，一起论证设计、一起试验验证，遇到问题一起分析解决。尤其在研制后期，遇到激光器在真空状态下性能急剧下降问题时，上海光机所进行了大量的试验，根据激光破坏的机理，更改技术状态。王建宇主任设计师果断决策，在他的协调下，以大局为重，联合两所的激光薄膜、制冷结构等科研人员一起参与，在很短的时间内，攻克难点，并成功验证，确保了项目按原有计划进度进行。

　　万瓦级半导体激光二极管组件是激光器核心部件，由中科院半导体所攻关，但开始工艺和质量一直没有过关，若干批次的产品都解决不了真空状态下的器件长寿命问题。上海技物所发挥空间红外和硅探测器的丰富研制经验，多次与上海光机所、半导体所讨论交流技术方案，指导改进工艺和筛选方法，最终联合形成了国内第一个空间激光二极管组件研制规范。

　　在上海光机所和半导体所的共同努力下，开展若干次，持续时间长达近半年的激光二极管组件寿命试验，按时完成了激光器所需的正样产品。

　　实践证明，实行全局一盘棋，强强联合，是成功研制星载激光高度计的重要保证。

　　CE-1激光高度计实现了许多国内第一：我国第一台上星的激光主动遥感载荷，第一台上天的激光器，在世界上首次测量月球两极的高度数据。整个产品的核心器件都是国内首次自主研制的，关键技术都具有自主知识产权，极大推动了国内相关领域的技术进步，由此开创了我国空间激光应用的新纪元。

　　日本的月亮女神和中国的嫦娥一号几乎是同时发向月球，两颗卫星水平的比较自然成为公众的焦点之一。与日本月亮女神号上的激光高度计相比，我国的激光高度计在精确度、分辨率上等主要指标和它相当。而“嫦娥一号”卫星的轨道高度比它的要高，探测距离远了一倍，日本的是100公里，而我国的是200公里。同时我国的激光高度计仪器重量要比日本的轻几公斤且造价更是低得多。对太空中的设备来说，要在提高性能的基础上减轻几公斤的重量是一件相当困难的事情。为此，两所的科技人员采用创新技术，在设计和材料选择上下了很大功夫。

　　激光高度计在我国尚无进入太空应用的先例，故而研制工作无法获得可资借鉴的经验。回顾整个激光高度计产品的论证，预研，方案设计与正式产品研制历程，可谓充满了风险与艰辛。上海技物所尽管有丰富的航天有效载荷的研制经验，但对于空间激光遥感设备也是首次研制。课题组充分借鉴其他航天型号研制的经验，坚持自主创新，先后解决了激光高度计的总体设计、高灵敏度的激光探测、高精度收发同轴和激光器的空间适应性等一系列关键技术问题。

　　上海光机所研制人员第一次参加航天工程任务，经历了激光器的原理样机、模样、初样、初样鉴定级、正样等系列研制过程。经过3年的艰苦攻关，先后解决星载、小型化激光器的冷却、防污染和高压产生及大容量储能等核心技术难点。激光高度计于2006年1月交付总体，先后通过了单机、分系统、整星的一系列环境模拟测试和老化，保持完好，并于2007年10月24日18点05分，搭载在“长征三号甲”运载火箭，于西昌卫星发射基地发射升空。

　　嫦娥一号卫星激光高度计的研制成功具有里程碑的意义，不仅代表我国第一套具有自主知识产权星载激光高度计和激光器的研制成功，不但在探月工程中得到了应用，由于激光泵浦源、激光器、激光探测器等核心部件都在国内解决，该技术将不受国外禁运的限制，很快推广到其他空间领域应用。

　　通过嫦娥工程任务的磨练，上海技物所和上海光机所培养、形成了一支优秀的空间激光遥感仪器的创新和研发队伍，为研究所承担其它空间激光器任务奠定了良好的技术和工程基础。

　　“星载激光高度计”随着此次嫦娥一号绕月探测卫星的发射成功，中国版的“激光眼”也首次抵达太空。工程实施过程中，老一代航天科技工作者精心指导工程的顶层规划和设计，准确把握工程发展的节奏和脉络。一大批中青年业务骨干勇挑重担，刻苦攻关，成为工程研制的中坚力量。

　　虽然上海技物所从第一颗东方红卫星开始就跨入航天领域，但由于这支队伍多年从事航空设备和前沿探索，航天工程任务经验相对缺少，故而抓好人员队伍工程意识建设和质量保证体系建设至关重要。从项目研制之初，上海技物所便组织拥有丰富航天工程任务经验的第七研究室，从结构、电源、热设计等方面进行技术交流和指导，邀请所内有丰富经验的老航天专家抓住每个评审环节指出不足和技术建议；质量管理处多次来课题组开展质量宣贯和指导；技术保障中心下厂监制新品元器件，并选派有经验的电装执行电装和工艺指导工作，聘用退休老航天工作者进行技术指导。

　　上海光机所先前缺乏航天工程任务研制经验，但在承担嫦娥工程研制任务的过程中，通过向航天部门、兄弟院所学习，反复实践，建立起一套严格的航天项目管理体系。所内各部门的研制人员，围绕“空间激光”大平台，以研制高可靠性载荷为目标，强调质量过程控制，制定了大量工艺流程文件，保障了激光器在空间运转的高稳定性，具备了完备的空间激光器研制能力。

　　由中科院上海技术物理研究所和上海光学精密机械研究所组成的年轻研发团队，天天在一起，不分彼此，在实践中经受磨练，在磨练中稳步成长，形成并发扬了老一辈航天工作者“特别能吃苦、特别能攻关、特别能奉献、特别能战斗”的宝贵精神。从项目立项到正样产品顺利出所，科研人员仅仅用了两年的时间。其间，项目组加班加点，几乎没有过节假日。正是这支高素质的年轻队伍，不仅按时保质地完成了激光高度计产品的研制任务，而且相较国外同类产品大幅降低了研发成本，赢得了我国在该领域研发的主动权。

　　许多老科学家动情地说：“通过嫦娥工程，我们年轻同志确实成长了，好多难题都是他们日日夜夜在那里解决，而且责任心也重了，团队的精神也有了”。

　　“在嫦娥工程积累起来的踏实作风和设计经验，以及组织协调能力，让我们成熟了很多” 。许多参加激光高度计研制的青年科技人员如是说。

　　许多科技人员认为，从科研角度来讲，这次星载激光器的研制成功可以说是我们科研道路上的一个里程碑。队伍在工作过程中积累了很多经验，对于今后承担其他航天项目打下了很好的基础；从整个工程管理角度来讲，该项目促进了上海技物所和上海光机所相关综合管理能力，科研管理、质量管理的协调能力，为今后工作的开展铺平了道路。

　　上海技物所和上海光机所在研制过程中，经历了许多困难，同时也积累了宝贵的经验，目前已形成了一支由学科带头人领军，平均年龄不足30岁，不怕吃苦、技术过硬的研制队伍。

“嫦娥一号”卫星激光高度计激光器的成功研制，将对上海技物所和上海光机所在空间激光应用技术领域发展具有重要意义。

　　“首次月球探测工程突出贡献单位”：上海技术物理研究所

　　“中国青年五四奖章集体”：绕月探测工程中国科学院激光高度计联合研制小组

　　全国“五一劳动奖章”：上海技术物理研究所所长王建宇研究员

　　“首次月球探测工程突出贡献者”：上海技物所舒嵘研究员、王斌永副研究员，上海光机所陈卫标研究员

　　“中央国家机关优秀青年”：上海技术物理所贾建军研究员

　　中科院上海分院副院长、上海技物所所长王建宇研究员：

　　由中科院上海技物所和上海光机所科技人员联合研制的星载激光高度计在嫦娥一号卫星上获得成功的应用，极大推动了国内该领域的技术进步，并开创了国内空间激光应用的先例。

　　他们能获得成功的主要经验有：①急国家所急，敢于承担国家重大任务，并在攻关的过程中，立足国内，坚持自主创新是成功研制星载激光高度计的根本所在，也充分体现了中科院的自主创新能力；②实行全局一盘棋，充分发挥中科院学科齐全的优势，强强联合，为星载激光高度计的成功研制提供组织上的保证；③大胆启用青年人，在任务中锻炼队伍，使得一批中青年科研人员成为工程研制的中坚力量，既圆满地完成了工程任务，又打造了一支能打硬仗的团队，是本案例的又一重大收获。

　　中科院上海光机所所长朱健强研究员：

　　嫦娥一号激光高度计项目取得的圆满成功，来自于上海技物所、上海光机所几十年研究积淀和工程经验积累，经过两所科技人员艰苦努力和精诚合作，在自主创新、跨所合作、队伍建设上均取得了突出的成绩，具有里程碑式的意义。

　　嫦娥一号激光高度计作为我国自主集成创新的成果，在各方面均实现了国产化。我国第一套具有自主知识产权星载激光器的研制成功，开拓了国产空间全固态激光器的应用，并为我国下一步的空间研究打下了坚实的基础。

　　两个研究所在项目中，合两所之力，集两所之长，分工明确，始终以满足国家需求为目标，在合作中结成了紧密的战略协作关系，是我院新时期办院方针和三期创新基地理念的有力实践。

　　同时，通过嫦娥工程任务的磨练，上海光机所培养、形成了一支优秀的空间激光器研发队伍，并以国家空间激光载荷研制为契机，着力打造我院空间激光与应用技术研发中心，为我院承担更多空间激光器任务奠定了良好的人才、技术和工程基础。