在北京理工大学宇航学院担任副教授的赵瑞,身着白色文化衫和蓝灰色牛仔裤,半边框的金丝眼镜后,他那不大却充满光芒的眼睛给人留下了深刻印象。他的研究成果为中国天问一号探测器的地球火星大气“演练场”设计提供了关键参数。他对科技日报记者说:“发射当晚,我几乎每隔一小时就检查一次手机,看看是否成功着陆。直到第二天早上7点多,看到成功着陆的消息,我心里那块‘大石头’才落地。”5月15日7时18分,天问一号探测器成功抵达火星,大幅提升了我国在行星探测领域的地位。
为了实现这一壮举,无数科研人员夜以继日奋力攻关,其中包括赵瑞。他利用自主研发的高超声速飞行器气动仿真软件,为中国航天科技集团五院总体部门提供了精确的气动载荷参数,以帮助设计出能够承受9分钟内从2万千米降至零速度、同时克服恐怖环境挑战的大型探测器。
尽管这项工作已经过去一年多,但赵瑞回忆起当时的情景仍旧激动不已。“成功着陆那天,赵老师走路都带风。”学生们这样形容他。从零开始模拟火星大气陨石坠落时所产生的巨大的尾焰,那是高速物体遇空气阻力的结果,这个过程非常危险,对于任何一次失败都是致命打击。
人类进行火星任务成功率低,只有不到一半,而且很多问题都出现在进入火星大气层、下降和着陆阶段。而天问一号则像陨石一样投向火星,与其擦出了“火花”。由于地球与火星之间距离远达3亿公里,即使使用最先进技术,也会出现18分钟通信延迟,使得在地面无法实时干预,而只能依赖于机器自动操作。这段时间被称作“恐怖9分钟”。
为了跨过这一难关,探测器必须拥有特别设计结构以及材料选择。此前这个领域国内还没有相关研究,当总体部门找到赵瑞时,他毫不犹豫地接下这个重任。在之前,他主要专注于模拟地球大气,但对于模拟外太空环境尤其是极端条件下的 火星环境,是全新的挑战。
通过不断编写代码并进行实验室测试,他们最终创建了一套具有我国自主知识产权、适合多类别再入的大气分析软件。这份爱护细节,不仅表现在对他人的严苛要求,还反映在自己更为严格的情况评估中。在整个项目期间,每一个数据点都需要经过无数次校正才能达到准确性标准。
虽然张瑞是一个细心的人,对待自己的工作更是认真严谨,但他不是那种拼命三郎。他认为,“有什么疑难问题要在‘家里’解决,不要把问题留到天上去。”这是航天人的一种生活态度和工作方式。当谈及家庭,他是一位勤劳且有责任感的人,在没有任务的时候也会照顾好家庭事务,比如做饭和陪伴孩子。
他的妻子也是中国航天科技集团五院的一员,他们共同分享对国家情怀和科学梦想的热忱。而他们6岁的小孩赵航,就是由此而来名字中的“航”。不过,由于长期压力导致胃病的问题,让张瑞错过了成为第三批备选航员的一个机会。不过,他仍然坚持下去,一家人一起享受科学家的快乐与挑战。