當人類仰望星空時,宇宙的浩瀚與未知,曾讓無數人產生好奇并付諸實踐去探索。青島理工大學教授趙正旭,就是其中一位。走進實驗室,他是看淡名利、心懷祖國的科學家,曾為解決我國航天事業“卡脖子”技術問題做出了杰出貢獻;走上三尺講臺,他又是治學嚴謹、言傳身教的一線教師。回到家中,他又成了慈祥嚴愛的老父親。如今已經年逾花甲的趙正旭,至今堅守在青島理工大學本科生與研究生專業課程教學崗位上。近四十年教齡,他把自己的一切獻給了科研和教育事業,前不久剛獲評“2021年度齊魯最美教師”。
許身航空探宇宙
一代人有一代人的使命,一代人有一代人的擔當?!皩τ诤棋烀5挠钪鎭碚f,我們實在渺小的像一粒微塵,然而,對于宇宙的探索,我們卻一刻沒有停歇,我們的征途是星辰大海。 ”年過花甲的趙正旭如是說。
出生于普通家庭的趙正旭,求學時憑借優異成績,成為赴英國訪問學者;面對國家需要,毫不猶豫從機械專業轉學計算機專業;學成歸國,致力于中國航天事業,在航天可視化領域的征程中貢獻著科技力量。三十年如一日,初心不改,勇擔使命,用實際行動詮釋著對航天事業的滿腔熱忱;一遍遍調試,一次次突破,從不成熟到成熟,從不完善到完善,攻堅克難,追求卓越,他和團隊研發的可視化航天項目實施系統平臺及技術規范,經受住了實踐的嚴峻考驗,為我國載人航天、深空探測、探月工程以及空間站建設提供了精確實時的三維可視化技術支持,彌補了中國航天事業的可視化技術短板。用知識打破瓶頸壁壘,用創新推動科技進步,用智慧引領航天發展。趙正旭對航天事業的不懈奮斗不僅僅是一種發自肺腑的職業熱忱,也是一種矢志不渝的職業堅守,更是一份飽含深情的家國情懷。
“我只是想為國家、為中國的航天事業做點工作”。當談及自己的職業初心時,趙正旭這句簡簡單單的話語是對家國情懷最好的概括。 1960年,趙正旭出生于山東青島的一個普通家庭,從小受到父親影響,喜歡看書學習,擅長邏輯思考,成績一直名列前茅。 1977年恢復高考后,以優異成績考入山東工學院(現為山東大學)機械制造工藝與設備專業,學習興趣更加濃厚。隨后3年的研究生生涯學習,知識儲備更加豐富,培養了科學的邏輯思維能力。 1985年,趙正旭碩士研究生畢業被分配到山東紡織工學院(現為青島大學)任教,在導師的建議下,努力學習和掌握計算機建模和系統優化方面的基礎知識,進一步提升專業水平和實踐動手能力。也許在當時看來,誰也想象不到日后他會與航天事業有著怎樣的緣分。
“國家的需要就是我的志愿。 ”那時候我國計算機技術發展較弱,在一定程度上制約了國家的發展進步,因此國家亟需培養這方面的人才。根據當時的政策,國家定期選派部分青年代表出去 “走一走”、“看一看”。 1988年,趙正旭便作為訪問學者之一到英國進修學習,“當時真的對計算機科學一無所知,而且語言不通,”他坦言,“但是既然國家需要,那我們就要去把它鉆研透、掌握好。 ”由于國外的教育理念較之國內有所區別,加之學習的是之前從沒有接觸的新專業,學習壓力可想而知,但是趙正旭一想到國家對留學人員的期盼,便又充滿了信心,及時調整好心態,爭分奪秒,刻苦鉆研。1992年,獲英國國家學位部CNAA計算科學專業哲學博士和計算機輔助工程專業博士后。 2001年,趙正旭入選東南大學儀器科學與工程學院教育部第四批長江學者特聘教授,也是我國首個航天測控與虛擬現實技術特聘教授。
積極響應國家重大需求,主動服務和融入國家發展戰略,是趙正旭始終堅持的職業信念。兼具機械工程和計算機科學專業背景的他在虛擬現實技術的研究與系統開發等領域取得了不少可人的科研成績,很多人來高價購買他的研究成果,都被他婉言謝絕:“我研發這些系統的初衷不是為了錢,我只是想為國家的航天事業做點工作。2008年,趙正旭毅然放棄英國的優厚待遇,帶著自己研究16年的成果回到祖國,投入到航天測控可視化技術攻關中。當時國內航天測控可視化技術剛剛起步,特別是實時三維可視化技術和人才非常薄弱。趙正旭親自上陣編碼,夜以繼日的辛苦付出終于得到回報——僅用6個月時間就完成了航天測控系統平臺建立和調試,成功為嫦娥二號飛天繞月之旅護航。這一成果,擺脫了長久以來對國外開發平臺的依賴,核心技術達到國際領先水平?,F在,這張十分具有紀念意義的嫦娥二號發射現場的工作照片,一直掛在趙正旭辦公室最顯眼的地方,是美好紀念,是砥礪奮進,也是始終未變的報國情懷。
匠心三十載助圓飛天夢
時刻心懷熱忱,始終錘煉匠心。趙正旭從1992年開始從事深空探測實時三維可視化系統及地外遙操作操控作業平臺的研制,一干就是三十年,一次次陷入困境,一次次突出重圍,用堅持與拼搏譜寫了一曲科研贊歌。
天高地迥,覺宇宙之無窮。多次參加航天工程任務,趙正旭卻沒有熟能生巧的輕松。 “科研之路永無止境,每一次面對挑戰都如履薄冰?!辨隙鸲柡教炱饔砷L征三號丙火箭直接送入近地點200公里、遠地點約38萬公里的奔月軌道,一步到位進入地月轉移軌道,飛行時間大概只需112個小時。嫦娥二號航天器的入軌精度要求極高,可謂“失之毫厘,謬以千里”。因為數據的傳輸需要時間,工程任務中各種必然的時延效應對嫦娥二號三維可視化系統的實時性、準確性和可靠性提出了極為苛刻的技術要求,如何爭分奪秒?借助可視化系統平臺對航天器進行有效控制,成為趙正旭的科研目標。他帶領團隊反復嘗試,把航天器的真實動作,包括儀器儀表等的工作狀況用三維效果表現出來,可視化平臺上,航天器的飛行軌道、姿態和相關太空環境一目了然,邁出了可視化航天的重要一步。越是艱難,越要迎難而上。天宮一號與神舟八號交會對接,從機械臂張開到對接部件啟動,航天器涉及部件比以往多出不少,并且多部件同時實時動作……這些都對可視化系統的實時數據處理能力提出了更高的要求。趙正旭不斷增強新系統實時接收并同步處理數據的能力,實時準確展現兩個航天器對接時的細節,可視化系統與指揮控制系統進一步融合。當天宮一號處于“臨戰”狀態時,北京航天飛行控制中心提出新的功能需求,需要修改系統。“這可不是簡單的重寫一部分代碼,牽一發而動全身,此時修改都沒有足夠時間去測試和聯調,風險極大。在旁人看來,功成名就的趙正旭不該接受這個挑戰,而他卻整整一宿沒合眼,完成了系統的改造,不但滿足了技術人員的新需求,還保證了系統整體的可靠性和穩定性。
航天探索無止境,逐夢之行不停歇。趙正旭積極主動出擊,布局高端科技,用創新與擔當交出一份成果豐碩、亮眼提氣的科技答卷。先后主持承擔了國家載人航天工程天宮一號與神舟八號、九號、十號,天宮二號與神舟十一號、天舟一號交會對接、神舟十二號和中國空間站建設實戰任務,探月工程嫦娥二號、三號、四號、五號任務,深空探測天問一號任務等38項國家載人航天工程、探月工程和深空探測工程的實時三維可視化控制與指揮任務,形成了一套具有自主知識產權的,集實時仿真控制、數據處理和信息可視化功能于一體的可視化航天項目實施系統平臺及技術規范。研發的深空探測實時三維可視化系統及地外遙操作操控作業平臺,打破了國外對于我國的技術封鎖,填補了國內該領域的科研空白,為解決我國航天事業“卡脖子”技術問題做出了杰出貢獻。
春風化雨潤桃李
青年是航天事業的希望。作為航天科研領軍人的趙正旭,始終堅守教學第一線,承擔多門本科生與研究生專業課程。
實踐出真知,創新鑄英豪。 “對于學生的成績我倒并不特別看重,相反我更看好態度好、自主學習能力強、有自己想法的學生,我認為這是創新型人才的體現。”他鼓勵學生積極參加大學生課外科技創新活動,深入課題項目研究,帶領學生參加神舟八號、九號、十號、十一、十二號以及嫦娥二號、三號、四號、五號等38項國家重大載人航天、探月工程和深空探測工程任務……面對高強度的工作量,趙正旭教導學生:“探索浩瀚宇宙,發展航天事業,建設航天強國,是不懈追求的航天夢。 ”付出終有回報,2020年11月24日4時30分,長征五號遙五運載火箭在中國海南文昌航天發射場點火升空,運送嫦娥五號探測器至地月轉移軌道。在此次任務中,趙正旭教授領銜青島理工大學復雜網絡與可視化研究所航天可視化團隊研制的探月工程三期遙操作作業平臺發揮了關鍵性作用。