2020年10月，第十六屆中國(guó)青年科技獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)儀式舉行，10名特別獎(jiǎng)從百名獲獎(jiǎng)?wù)咧袃?yōu)中選優(yōu)，北京航空航天大學(xué)教授孫津濟(jì)就是其中一員。
用于測(cè)繪、國(guó)土資源調(diào)查的衛(wèi)星，主要靠上面的相機(jī)對(duì)地觀測(cè)。由于軌道很高，太空中的干擾造成一丁點(diǎn)偏移，實(shí)際觀測(cè)誤差就可能高達(dá)數(shù)十公里。孫津濟(jì)的工作，就是研究如何控制衛(wèi)星、空間站等航天器的姿態(tài)。
上世紀(jì)末，我國(guó)掌握了基于機(jī)械軸承的飛輪技術(shù)，但用機(jī)械軸承做支承，有接觸摩擦，姿態(tài)控制精度不高。為了進(jìn)一步提高我國(guó)衛(wèi)星姿態(tài)的穩(wěn)定性，孫津濟(jì)跟隨中科院院士房建成研究磁懸浮飛輪技術(shù)。
用磁懸浮軸承支承飛輪，阻力幾乎為零，體積更小，功耗更低。然而，磁懸浮飛輪轉(zhuǎn)起來太快，每分鐘可達(dá)上萬(wàn)轉(zhuǎn)。在高速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，既要保證系統(tǒng)的穩(wěn)定，又要降低軸承的功耗，實(shí)現(xiàn)難度非常大。
“這項(xiàng)研究不僅要選擇好材料，設(shè)計(jì)好磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)，還要寫復(fù)雜的控制算法。”孫津濟(jì)說，國(guó)外嚴(yán)密封鎖這一技術(shù)，能查到的相關(guān)資料止步上世紀(jì)80年代。有專家擔(dān)心，這項(xiàng)工作太尖端，國(guó)內(nèi)沒基礎(chǔ)，恐怕做不成。
功夫不負(fù)有心人。歷經(jīng)10多年鉆研，房建成帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研制出了磁懸浮飛輪和磁懸浮控制力矩陀螺。孫津濟(jì)也迅速成長(zhǎng)，成為團(tuán)隊(duì)的核心骨干，攻克了磁懸浮軸承中永磁、電磁的精確配比問題，還提出了滿足航天需求的多種新型磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)方法。
孫津濟(jì)的科研生涯并非一帆風(fēng)順。有一次，他聽說有一種更薄的磁性材料，便嘗試將其用在飛輪樣機(jī)上。可測(cè)試后，飛輪功耗反而增加了一倍多。原來，材料是薄了，但該材料其他特性極大增加了耗能，實(shí)驗(yàn)不得不重做。
“理論是一回事，實(shí)踐是另一回事。做研究千萬(wàn)不能想當(dāng)然。”孫津濟(jì)說。從那以后，他做實(shí)驗(yàn)更加嚴(yán)謹(jǐn)，在前期準(zhǔn)備時(shí)多花時(shí)間，讓后續(xù)工作更加順暢。他參與研制的我國(guó)首臺(tái)五自由度全主動(dòng)控制磁懸浮慣性動(dòng)量輪型號(hào)產(chǎn)品，成功搭載在我國(guó)新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“實(shí)踐九號(hào)”上。
在泉城濟(jì)南長(zhǎng)大的孫津濟(jì)說，他喜歡潛藏在地底下的泉水，喜歡它奔涌而出時(shí)的活力。“我做科研，下的是笨功夫。”孫津濟(jì)說，“未來，我們還要研究新一代姿態(tài)控制技術(shù)，接著做‘笨’事，挺好。”
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