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  参与研制的火星表面磁场探测仪测试成功后,顾少燃(左)和李峰兴奋地跷起大拇指。图片由苏大提供

  参与研制的火星表面磁场探测仪测试成功后,顾少燃(左)和李峰兴奋地跷起大拇指。图片由苏大提供

本报记者 崔阳阳

本报通讯员 丁姗 李映杏

7月23日12时41分,我国在中国文昌航天发射场,成功发射“天问一号”探测器,开启火星探测之旅。鲜为人知的是,这趟火星探测之旅还有来自苏州科研团队的力量。近日,苏州大学收到一封来自中国科学院地质与地球物理研究所的感谢信,信中对苏州大学电子信息学院特聘教授乔东海团队为“天问一号”的火星表面磁场探测仪所作的贡献表示感谢。

参与火星表面磁场探测仪研制等工作

火星探测项目是我国继载人航天工程、探月工程之后又一重大空间探索项目,也是我国首次地外行星空间环境探测。火星车上搭载了6种有效载荷,包括地形相机、多光谱相机、次表层探测雷达、表面成分探测仪、表面磁场探测仪、气象测量仪,为完成火星表面巡视探测科学任务提供了保证。

记者了解到,火星表面磁场探测仪由中国科学院地质与地球物理研究所、苏州大学电子信息学院乔东海教授团队共同完成。乔东海教授团队主要参与了火星表面磁场探测仪电子学单元的研制和地面测试等工作任务。

“火星表面磁场探测仪将为深入了解火星表面的磁场分布、太阳磁场变化规律以及太阳磁爆等物理现象提供重要的科学依据。”乔东海教授介绍说,火星磁场的探测是开展火星研究的一项重要内容,目前有理论认为,火星曾拥有和地球类似的磁场,然而随着火星内核中熔融的铁逐渐冷却,它的磁场也逐渐减弱甚至消失。失去了地磁场的火星暴露于太阳风和宇宙辐射下,并导致其失去了地表水和大气。因此,通过对火星磁场的研究,能够进一步了解火星内部的结构和演化史,这对地球磁场的变化和人类社会的发展具有重要意义。

有关火星的磁场探测在过去一直处于远距离探测阶段,落地到火星表面开展“移动式”磁场探测尚属首次,因而在探测仪的研制上没有任何可以参照的对象,一切都必须从零开始。火星的磁场相对地球磁场要微弱很多,再加上火星表面复杂的环境和多种不确定因素,也对磁场探测仪的研制以及探测精度、分辨率等参数标准都提出了更高的要求。

四届硕博研究生六年接力攻关

经过了六年的艰苦努力,乔东海教授指导的四届硕博研究生接力参与了这个项目的攻关研究,他们是支萌辉、孙树全、顾少燃、李峰、李永、陈勇、徐宏伟、李成诚、丁岩明、冯天翔、赵春蕾、宋培滢。乔东海与学生多次在苏州、北京之间往返,与合作单位一起攻坚克难。我充分相信学“生的能力,他们都很棒!面对一项项关键技术攻关和测试,尽管大家都曾遇到过困难,但同学们都能做到坚持不放弃,慢慢排除错误,最终在规定时间内顺利完成了任务。”谈起参与科研攻关的学生们,乔东海流露出骄傲与自豪。

“实验并不是一帆风顺的。”2017级硕士研究生徐宏伟回忆说,去年10月,他们拿鉴定件去做最后测试时发现了一个错误,因此设计的有效载荷被退了回来。航天中任何“微小的错误都不能出现,我们被限定在一定的时间内查出并纠正错误。那段时间我觉得特别焦虑,如果不能查出错误,意味着我们团队前面几年的努力全部打水漂。”为了准确定位错误的位置,团队成员一起对整个有效载荷进行了全面检查,在乔东海的指导下用排除法,对有效载荷的所有代码和硬件进行了检查。“在找到错误点的那一刻,我快要流泪了。很感激这一段科研经历,让我迅速成长。”

“为航天强国贡献自己的力量”

作为乔东海教授培养的首位硕博连读研究生,参与攻关的支萌辉博士对乔老师的耐心指导印象深刻。“乔老师是个非常严谨细致的人,他的言传身教对我影响很大。”支萌辉说,读博士期间的一个项目是需要对磁场探测仪进行改良,为了避免嘈杂的城市环境干扰磁场测量结果,乔东海陪着支萌辉多次在凌晨前往金庭镇进行测量,并当场进行数据处理和讨论研究。经过一段时间的实验和调整,仪器的测量精度从0.5纳特斯拉提高到0.05纳特斯拉,等于提高了10倍,这些研究都为航天应用打下了坚实基础。

“能够参与到‘天问一号’的科研,我感到非常幸运。看到相关的新闻报道,也有些泪目了。”团队成员、2018届毕业生陈勇说,在技术攻坚阶段,他几乎每天晚上都要工作到零点以后,回到宿舍还要和团队成员继续讨论情况。“这段科研经历给我最大的收获是,以后再也不怕遇到困难,总会有解决问题的办法。”

明年,“天问一号”就将抵达火星,开始一系列科研探测工作。乔东海教授说,后续还有很多重要的工作要继续跟进,参与火星车落地后磁强计开机和科学数据处理工作。“为推动我国成为航天强国贡献出自己的力量,这是我们作为科研工作者应该做的事。”

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