“80后”科研女神姚蕊：乐做“中国天眼”守舱人

张东亮

被誉为“中国天眼”的FAST，是目前世界上口径最大、最灵敏的射电天文望远镜。它像一口大锅坐落在贵州省平塘县克度镇大窝凼的喀斯特洼坑中，锅沿直径达500米。若把它看作一只窥探神秘宇宙的“天眼”，那馈源舱就相当于它的瞳孔。作为“瞳孔”的研制负责人兼守护人，姚蕊被誉为“科研大工匠的好苗子”。而当年接到研制任务时她只有28岁，被很多人质疑，她没有辩解，而是以实际行动证明了自己……

获偶像赏识，

刚毕业当上“科研大工匠”

姚蕊1984年出生在北京市一个工程师家庭。在父母熏陶下，她品学兼优，在填报高考志愿时选择了机械工程专业。至今想起当年她还十分感慨，说：“有些专业在外行看起来很枯燥，实际上一旦深入了解，就会发现很多令人着迷的地方。”她说，这是她选择学习机械工程的理由之一。另外，她还有一个理由就是，她的人生偶像有两个，一个是世界著名科学家钱学森，另一个是天文学家南仁东。她也想像偶象一样成为了不起的科学家。

于是，在随后短短几年里，“学霸”姚蕊就在工学道路上从女学士蜕变成了女硕士，身影从北航辗转到了清华园。

科研路上，姚蕊也有过迷茫和疑惑。读研时，看到以前的同学从事金融行业，风光无限，她多多少少有些受刺激。但导师对她说，如果你有能力搞科研，为人类的进步做贡献，那不仅很酷，而且意义更远大！这番话让姚蕊坚定了努力方向，也让她意识到，能不断开拓人类对生命和自然界奥秘的认识，是一项伟大的事业，其意义无法用金钱物质来衡量。

谈及与FAST的缘分，姚蕊说感觉像是命运的安排。她读研时的第一个课题，就是做FAST馈源支撑研究。当时她就感觉这个国家项目很特别，因此她对项目充满好奇，在导师的指导下开始参与这项工作。

姚蕊的偶像之一南仁东老先生，生前常常谈到三个问题：“我们是谁？我们从哪里来？我们是否孤独？”20多年前，就有人在一场聚集了世界顶尖无线电科学家的大会上提出，在全球电波环境继续恶化之前，人类应该建造新一代射电望远镜，接收更多来自外太空的讯息。当时中国最大的射电望远镜口径不到30米，南仁东却放出“狂”言：“将来我们要建造一个口径500米，全球最大的太空望远镜！”有人听罢嘲笑他痴人说梦。

为了“建造中国自己的新一代射电望远镜”的理想，南仁东放弃了在国外天文学院担任客座教授、享受高薪和世界顶级科研条件的待遇，毅然回国，开始了项目论证、选址及立项。

从1994年到2005年，南仁东带着300多幅衛星遥感图，走遍了贵州大山里300多个备选点。有些荒山野岭连条小路都没有，只能从石头缝间的灌木丛中深一脚浅一脚地挪过去。最终，南仁东教授选择了贵州省平塘县金科村的喀斯特洼坑地。这个洼地刚好能盛起相当于30个足球场面积的FAST巨型反射面。从洼地的地形地貌、工程地质、水文地质等多方面看，都比较理想。

2010年，26岁的姚蕊硕士刚毕业，有幸加入了南仁东的“中国天眼”科研团队。南教授的敬业精神和朴实的生活作风，令姚蕊感佩不已。作为大名鼎鼎的天文学家，南仁东的衣着打扮竟像个老农民，而且他待人随和，没有一点架子。在跟随这位“中国天眼之父”工作的过程中，姚蕊也磨炼出了超乎常人的吃苦精神。

有一次姚蕊等人陪南仁东教授去贵州山区考察，前方无路，七八十度的陡坡，人就像挂在山腰间，要是抓不住石头或树枝，一不留神就会摔下去。当时又恰逢瓢泼大雨从天而降，山洪裹着泥沙一路狂泄，几个年轻人一路上连扶带背，个个摔得浑身泥泞，才总算帮瘦弱的南教授摆脱困境，保住一条老命……回到县城落脚处一看，姚蕊和一名师姐身上都已经伤痕累累。

2012年，只有两年工作经验的姚蕊，被任命为FAST馈源舱的负责人，当时她只有28岁。馈源舱是“中国天眼”的最核心部件之一。望远镜用来接收宇宙信号的装置系统称为馈源，而馈源舱就是用于安放这个系统的舱室。有些人认为姚蕊太年轻，对她能否承担重任提出异议，南仁东信心满满地说：“小姚是科研大工匠的好苗子，能吃苦，工作严谨，又敢于创新，放到普通岗位倒是埋没了。我们应该给青年才俊大展拳脚的机会。”就这样，姚蕊走马上任了。

敢想敢干，

为“中国天眼”解决两大难题

上任后，姚蕊开始了“双城狂奔”式的生活。每天早上5点，她背起电脑包出门，7点从北京西站坐上前往石家庄的火车，来到“中国天眼”馈源舱的研制中心——位于石家庄市的中国电子科技集团公司第五十四所，开学术会议，做科研设计。晚上9点回到北京的家，参照白天的会议记录列出修改清单……这就是身为中国科学院天文台副研究员、FAST馈源舱系统研制负责人的姚蕊的一天。

因为馈源舱的研发工作是由中科院天文台与中科集团第五十四所合作完成，所以在2012年到2014年间，北京、石家庄两头跑成了姚蕊的日常。

项目启动后，姚蕊对每张图纸都仔细审核，对每个数据都反复验算。她是个完美主义者，什么都想做到极致，甚至创造了连续4天不休息在电脑前编程的记录。提起这段经历，姚蕊说：“那是项目最紧张的时期，整个馈源支撑系统团队仅记录在案的重要会议就多达140次，多位负责人甚至连去食堂吃饭都在一起，就是为了能争取更多时间讨论交流。”

在馈源舱的设计过程中，姚蕊遭遇了数不清的问题。其中，馈源舱限重问题最让姚蕊感到头疼。按照设计规划，馈源舱限重为30吨，但技术人员发现，他们研发出的馈源舱重量达到34吨，必须“减肥”。

馈源舱里不仅有馈源装置，还有配套的其他辅助设备和设施，比如六杆精调平台、电气系统等，这些设施关系到“瞳孔”是否看得清、看得准。因此，要让馈源舱瘦身，需要照顾到方方面面，姚蕊及她的团队为此花费了近两年时间。

馈源舱哪里“赘肉”最多呢？姚蕊及其团队首先把目光投向了馈源舱的主体框架，经过一次次深夜会议的集思广益，以及反复的模拟实验，他们最终把主体框架从原来的正圆形变成了近似三角形，一下子就减重几千斤！

减重问题刚解决，姚蕊和团队成员没高兴几天，又遇到一个更棘手的问题。原本计划在“中国天眼”内放置9个不同类型的馈源装置，但随着馈源技术的进一步发展，2014年初，FAST项目组决定与美国合作，建设一台超宽带馈源接收机，一并放入馈源舱。该馈源接收机性能先进，可代替原来的3个馈源装置。

虽然总体上馈源装置的数量减少了，但问题也随之而来——这位“新房客”尺寸太大了，占了馈源舱近一半的使用面积，它一放进去，剩下6个馈源装置根本无法全部塞进去。

FAST所有子系统必须在2016年9月25日前完成调试，而在此之前，还要预留出大量的设备生产和打磨时间。眼看时间一天天过去，科研人员们心急如焚。姚蕊冥思苦想数日，连做梦都在思考相关问题。

苦心人，天不负。经过苦苦思索，姚蕊终于想出一个大胆而又合理的办法：让设备分组运行！事实上，“天眼”每次观测宇宙星空时，通常只会用到其中一个馈源装置，其他馈源装置是不用同时工作的。那为何不把闲置的馈源装置“请”出馈源舱呢？探测时使用哪一个，就把哪一个馈源装置装进馈源舱，“塞不下”的问题不就迎刃而解了吗？

这个大胆的想法让姚蕊激动得彻夜未眠，次日天刚蒙蒙亮，她就急匆匆赶到研发中心，按照这一思路，和团队开始了新一轮的设计改造工作……

在不久后的馈源舱详细设计评审会上，姚蕊的这一方案得到了专家组的一致认可！

就这样，“中国天眼”的馈源舱依照姚蕊提出的新方案，陆续进入了研发打造、安装调试的新阶段。

会工作也懂生活，

乐做天眼“瞳孔”守护人

2016年7月3日11时，平塘500米口径大射电望远镜安装现场，最后一块反射面板成功到达预定位置，顺利完成安装。这标志着，世界最大的射电望远镜主体工程全面完工，“天锅”已经成型。整个“天锅”由4450块铝合金材质的反射单元面板组成，单块面板重量达八九百斤，面积超过50平方米。作为全世界目前最大的一口“锅”，其锅口面积约相当于30个标准足球场面积的总和。

这只天眼的主要功能，是依靠约25万平方米的巨大反射面和重达30吨的馈源舱收集来自外太空的信息。其中反射面用于汇聚无线电波，馈源舱里的7套馈源装置——相当于接收天线，则用于接收电波。相对来说，馈源舱更为精密复杂，是天眼的最核心部分。它位于整个“天眼”望远镜球面的中心位置，正式投入运行后，它会根据探测的需要沿球面中心轴做上下运动，而支持它运动的系统为馈源塔，一共有6座，位于望远镜圈梁边的山上，通过钢缆拉动馈源舱升降。

姚蕊亲自带领团队成员钻到望远镜的底部，对馈源舱内的设备进行精心调试。然后，他们又展开了升舱调试，也就是跟着索驱动机器人一起进行整体联合调试，以验证馈源舱的升降是否符合设计要求。结果证明，整个天眼系统的运行都十分正常！

2017年12月，馈源舱验收工作圆满完成，FAST正式“睁开”了它探索宇宙的大眼睛。

在现代前沿科技领域，西方国家一向自视甚高，认为只有他们才掌握科学的真相。但随着中国科技实力的快速崛起，这一局面逐渐被打破。其中最典型的案例，就是“中国天眼”的诞生在中西方科学界引发的震动。

南仁东等天文科学家，总共耗费了22年的心血，才成功打造了FAST——500米口径球面射电望远镜。很快，FAST就被美国权威科学杂志评选为“21世纪全球最大最灵敏的单口径射电望远镜”。仅凭这只天眼，中国的天文科研水平就能持续领先世界20年！

遗憾的是，FAST射电望远镜刚建成不久，“中国天眼之父”南仁东先生就因病逝世。姚蕊在伤心之余，时刻牢记这位偶像和导师生前的一句名言：“用科学报国，是一个科学家最大的荣耀！”

探索未知的宇宙，搜寻和发现脉冲星是FAST的主要科学目标之一，从2016年9月25日天眼落成，到2019年8月底，它已经发现132颗优质脉冲星候选体，其中有93颗已被确认为新发现的脉冲星，极大地增加了人类对宇宙的认知。我国天文学家们正在破解“天眼”获取的海量信息，而西方天文学家只能眼巴巴地看着，这种情形当真让国人扬眉吐气。

如今，已经博士毕业的姚蕊，仍是这只“天眼”的“瞳孔”守护人。天眼的正常运行，始终离不开她和她的团隊在背后默默的技术支持。

用姚蕊诗意的解释，FAST射电望远镜的作用，就是帮助人类从宇宙的白噪声中，更灵敏地分辨出有意义的声音。它可以接收到1351光年外的电磁信号，可以从雷声中听见蝉鸣。因为南仁东老人和姚蕊等后辈的坚持付出，一个当初没有多少人看好的梦想，最终成为一个国家的骄傲！

2019年1月21日，作为馈源舱控制技术领域的代表人物，姚蕊入选《麻省理工科技评论》年度“35位35岁以下科技创新青年”名单。从榜单中，我们看到了中国创新科研力量的崛起。

但在忙碌的工作之余，姚蕊对生活同样热爱，她喜欢穿上风情万种的旗袍跟闺蜜一起去喝咖啡，会在休假的日子去瑜伽馆练瑜伽，或者和丈夫一起四处旅行。这位女博士在工作中很拼，对待生活也十分认真投入，按照丈夫的说法，她集科学之美和女性之美于一身。

姚蕊表示，美丽的宇宙太空以它的神秘和绚丽吸引着人类探索的目光，未来她会继续做好中国天眼的“守护人”，不懈努力，尽快完成馈源舱的后续优化任务。她表示，作为年轻的科研工作者，她和她的团队有精力、有干劲，一定会为国家项目贡献他们更大的力量！

〔编辑：冯士军〕