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今年十月初,好消息從北京傳來,國家宣布啟動第四批預備航天員選拔工作並首次在香港選拔載荷專家,主要負責到太空進行各項科學實驗和研究,操作和使用太空實驗設備。
一石激起千層浪。香港11所高校及各大科研機構反應熱烈,來自不同專業領域的優秀學者踴躍報名。作為香港參與國家航天項目的「先行者」,香港理工大學鐘士元爵士精密工程教授、深空探測研究中心主任兼精密工程講座教授容啟亮在接受南方報業專訪時喜悅至極:「這體現了國家對香港廣大科研人員的信任和肯定,亦是對有志投身科研或航天事業的香港年輕人一大鼓舞。」
時光追溯到2010年。容啟亮率領約20人的香港理大團隊拉開了「嫦娥」外太空執行能力研究窗口,最終在眾多研究機構中勝出,承擔「相機指向機構系統」研發、「月表采樣器」制造等任務。
十多年來,從「嫦娥」系列工程到「天問一號」,容啟亮多次帶領團隊參與到國家重大深空探測任務之中,在中國逐夢太空的旅途烙上獨特的紫荊花印記。
容啟亮教授
與中國航天的緣分從「嫦娥」開始
人類對於宇宙的幻想和探索從未停止,古時便有「小時不識月,呼作白玉盤」。作為世界航天領域的重要力量,中國在2004年正式開展「嫦娥」月球探測工程,希望通過拓展對月球的認識,開拓月球的資源,帶動新科技的發展,從而造福人類。
容啟亮與中國航天的緣分正是從「嫦娥」開始。
2010年,香港理工大學與中國空間技術研究院簽訂聯合研發協議,合力建造「空間精密機械技術聯合實驗室」,在國家探月工程相關領域展開合作。容啟亮團隊也積極參與到為「嫦娥三號」研發「相機指向系統」的挑戰當中。
秋日一個明媚的下午,南方報業記者走進香港理工大學深空探測研究中心實驗室,年過七旬的容啟亮剛剛結束與科研團隊成員的會議,對「嫦娥六號」的相關科研工作正緊鑼密鼓地進行著。「能夠被國家選中參與探月工程,是香港的榮幸,也是我們的榮幸」,談起與中國航天事業的結緣,容啟亮目光熾熱,「我們做的是航天儀器研發,高標准、嚴要求,不能容許一點失誤。如果我們做得不好,隨時會被叫停,所以榮幸之餘也不敢有絲毫松懈。」
記者:您和中國航天的緣分是從什麼時候開始的?
容啟亮:從2000年初開始我們和內地就有聯系了,但並不是說一開始就指定我們做。所有的項目都是有競爭的,不可能一開始就把這個任務交給你。我們一直和內地合作,做報告、做申請書、做原理樣機來測試,也會和不同的單位比較、競爭。
最終在2010年,有了突破,確定由香港理工大學太空團隊和中國空間技術研究院合作,成功爭取到相關項目研發的機會。
記者:最初接到「嫦娥三號」任務時心情如何?
容啟亮:當然是很高興的,也十分感激國家對理大太空團隊的關注、信任和支持。香港能參與國家探月任務,與內地頂級科學家緊密合作,各自發揮所長,在科研上共同尋找突破,我感到十分榮幸,也同時感受到「只許成功」的壓力。沒有想到今天航空航天領域在香港會有這樣的機遇和發展,不過眼見國家發展一日千裏,國家在航空航天範疇上的發展已日漸起飛,並在背後默默支持著香港,我對香港面對的發展和機遇感到欣喜,並期望百尺竿頭,更進一步。
記者:從「嫦娥三號」的「相機指向機構系統」到「天問一號」的「落火狀態監視相機」,您遇到的最大困難是什麼?
容啟亮:很多人以為我們的任務就是做好一件事,反複試驗就好,但其實不是的。首先,我們要從理論上說服所有專家,包括整個任務究竟是怎樣執行,比如月球的環境怎樣、飛行的時候會怎樣、著陸的時候會怎樣、會遇到什麼問題等,所有的事情都要很清楚。其次,我們還要設計一系列的測試方法來回答評審專家的提問。因為他們會說「怎樣可以讓我們知道你這件東西是沒問題的呢」,所以我們設計的這個測試方法是可以應對所有預想到的環境的。因此,我們每一次去北京參加評審會都會做好充分准備,但還是很緊張。
因為你只有一個機會,如果做得不好,隨時都會叫停的。我們做了「嫦娥三號」、「嫦娥四號」,兩個項目都很成功,內地看到了我們的能力,所以在接下來的探月工程中也都找到我們合作。即使這樣,每一個項目當它發射、降落的時候,都很擔心的。比如「嫦娥五號」,我們參與中國首個月球采樣返回任務,但因為疫情的關系,我們去不了北京,只能在香港遙控。采了樣放到罐裏面,很棒,但還有一件事很擔心的,究竟關不關得上罐子呢……直到返回艙成功關上門,我們才放下心頭大石,大家也都十分興奮。
精通兩文三語是香港專家優勢
2017年,容啟亮獲邀參與國家首個火星探索任務。雖已成功研制多款精密的航天儀器,但每次開啟新的航天項目,研發過程都要從頭做起,火星相機亦不例外。
「試驗最緊張的時候,一天只能睡兩三個小時。」容啟亮手持銀白色的「火星相機」樣機,向南方報業記者展示它的「高科技」,「我們為這款相機量身定制了一套全新的‘一體化熱流防護設計、測試及品質控制方案’,將民用零部件一步步提升至航天級別,每個步驟都經過嚴格把關及篩選,這是同類設計第一次應用在航天科技上。」
從神話到現實,「天問一號」旨在一次性實現對火星「環繞」「著陸」及「巡視探測」三大任務,是世界航天史上的首次嘗試。在浩瀚宇宙中,香港科學家的不懈努力也為國家深空探索之路點起熠熠星光。
容啟亮正與團隊成員討論
記者:有什麼讓您印象深刻的事?
容啟亮:最驚心動魄的應該是在2019年反修例風波時,香港理工大學被示威者占據,校內不少實驗室遭破壞。當時我們為「天問一號」火星探測任務研發的「火星相機」即將進入交付的沖刺階段。我們整個團隊非常緊張,混入校園把實驗室裏的設備、儀器一點點搬走,在家裏開設實驗室繼續研發工作。
記者:已經在籌備下一個航天任務了嗎?
容啟亮:當然。我們每天有很多事要處理。比如「嫦娥六號」上會繼續沿用嫦娥五號的「表取采樣執行裝置」,但嫦娥六號計劃登陸月球背面的極地,對精密儀器的挑戰性更高。我們要不斷優化我們的裝置。國家未來仍有很多深空探測項目,相信香港未來會有更多機會與內地合作,為國家服務。
記者:近期國家在港展開載荷專家選拔,香港的專家具備哪些優勢?載荷專家最需要具備哪方面的能力?
容啟亮:香港的專家精於各個領域的專業,如材料科學、物理、生物醫學、電子工程、機械工程等,能夠把各項知識融會貫通,並精通兩文三語,是香港專家的優勢所在。載荷專家主要負責開展太空實驗或試驗研究、操作和使用太空實驗的設備等,因此他們最需要是強健的體魄和強大的心理質素,包括抗壓能力和獨立處理問題的能力。除此之外,他們需具備獨有的科學研究操作能力,能夠進行複雜的實驗操作。
沒有科技就一定會落後
在香港理工大學實驗室外的諸多展板上,展示著一系列太空科研的研究成果,一個個複雜而精密的項目,記錄著香港與內地科研工作者們同心協力,推動中國探測器一步步遠行,探索深空的奧秘。
「回歸前的香港並不重視科技創新。」容啟亮回憶,當時港英政府推行「積極不幹預」政策,香港大部分尖端科技產品都從國外購買。由於缺少政府支持,香港高校也難以注重科研。直到回歸後香港獲得國家不少支持,特區政府也逐步意識到增強科技力量的重要性,香港的科研環境得以大幅提升。
「如今香港青年擁有更好的科研環境,一定要走出去多看看,多學習,未來潛力無限。」在低調得甚至沒有門牌的理大「深空探測研究中心」內,容啟亮特別動容,「成立這個中心的另外一個目的也是希望我們的研究可以慢慢交由年輕人去承擔,讓更多年輕人加入,培養更多理論研究人才。」
記者:在您的多個任務中,都有著相似的目標,就是「拍攝」。這與您本身是個攝影愛好者有關嗎?
容啟亮:我讀中學時是20世紀60年代,當時沒太多東西玩,對什麼東西感興趣都靠自己爭取。那時感覺攝影是科技與美術的結合,覺得很新奇,但是攝影在當時是很奢侈的事,我就只能撿回別人丟棄的舊鏡頭,放進一個自己釘成的木箱,下面再安裝一盞燈,就制成一個可以用來沖曬底片及相片的裝置。然後我又到圖書館找沖曬相片的化學公式,自己去勾兌化學用品。沖曬出第一張相片時我很興奮,後來又慢慢調試到最佳配比,在過程中學到很多。
20世紀70年代香港工業開始騰飛,工科很吃香,我中學畢業後先在香港工業專門學院修讀機械工程,畢業後攢了兩年錢,又去英國讀電子工程和自動控制。後來我很有幸在國際知名的克蘭菲爾德精密工程研究所工作,對研發精密儀器積累了一定的知識和經驗。
記者:您是如何接觸到航天業的?
容啟亮:我從英國回到香港時基本沒人搞精密工程,但航天工程需要很多精密工程的技術,因此我發現在航天業做研究應該是我的機會。結果,1995年,我受前蘇聯邀請為前和平號太空站研制「太空鉗」供宇航員作精密焊接;我也和歐洲太空總署、俄羅斯太空總署合作開發一系列精密儀器,積累了一些經驗,學校開始給予我們更多支持。
記者:如今香港的科研環境有怎樣的改變?
容啟亮:回歸後,祖國的發展一直是香港科研的內在驅動力,祖國的市場更是香港的外在優勢。尤其是最近幾年,香港逐步開始重視科研,大家開始了解科研不是投入後立刻會看到回報的,需要慢慢培養人才。香港高校有深厚的基礎科研實力,我相信在不久的將來香港可以發揮它的力量。最重要的就是現在政府開始推動科研發展,讓市民認識到科研的重要,我們需要科研力量同世界各國去競爭。沒有科技就一定會落後。
在科研成果轉化方面,我們有內地這個很大的市場,所以我們要了解內地的民情,科研產品才有可能在內地立足。在內地立足、壯大之後,我們的產品才有機會在國際上擁有競爭力。
記者:隨著「火星相機」被廣泛報道、月球土壤來港展出,以及國家在香港選拔載荷專家,許多香港學生開始對深空探測萌生興趣。
容啟亮:我們國家的航天事業如此成功,除了帶動科技產品創新之外,還帶動了年輕人對科技的興趣。那麼未來,一方面我們要鼓勵他們不斷創新、勇敢追夢,讓更多年輕人走上科研道路;另一方面,政府也應該要加大力度投入,為年輕人提供良好的科研環境。比如我們可以在粵港澳大灣區多舉辦聯合創新比賽,內地和香港的學生可以一起組隊參加比賽,發揮團隊精神,加深彼此的了解。
策劃:侯小軍 張純青
統籌:趙楊 胡念飛 謝苗楓
協調:區小鳴 王勇幸 陳彧
撰稿:張詩雨 陳晨
拍攝:許曉鑫 張梓望 陳晨
剪輯:秦少龍 張詩雨
平面:霍維露