从小行星带回来的第五天,林野坐在新建的实验室里,面前摊开三本厚重的航天工程教材,还有十几篇打印出来的学术论文。
纸页边缘已经写满了密密麻麻的批注。
“轨道力学基础掌握了……多体摄动计算方法整理好了……引力辅助的优化算法也推导验证了……”林野用笔轻轻敲着桌面,眉头微皱,“但总觉得还差点什么。”
苏晓从隔壁间探出头:“还差什么?你这两天都快把图书馆的航天分区翻遍了。”
“差工程实现的细节。”林野拿起一篇关于旅行者号导航系统的论文,“这些论文讲原理讲得很透,但具体的工程实现——比如算法在实际硬件上怎么跑、各个模块之间怎么协同、遇到异常情况怎么处理——这些细节都太简略了。”
他站起身,在实验室里踱步:“‘磐石计划’不能只停留在理论阶段。我得知道一套成熟的深空导航系统,到底是怎么搭建起来的。”
苏晓想了想:“那……去找真正搞过这个的人问问?”
“正有此意。”林野看了眼时间,“张工今天应该在天工精密那边。咱们现在过去,就以讨论机床后续优化的名义,顺便请教几个‘技术问题’。”
一小时后,林野和苏晓的车驶入了天工精密的厂区。
崭新的厂房在阳光下泛着金属光泽,厂区内运输车辆往来穿梭,一派繁忙景象。八轴高精加工机床投产不到一周,已经开始批量生产深空导航部件的核心零件。
张工亲自在办公楼前迎接。
“小林!苏小姐!欢迎欢迎!”张工热情地握手,“正好带你们看看生产线,第一批部件今天下线!”
在张工的引领下,三人走进恒温恒湿的洁净车间。
那台八轴机床正在自动运行,机械臂精准地将加工完成的传感器基座取下,放到检测台上。
“你看这个平面度,02微米!”张工指着检测数据,脸上满是自豪,“还有这个同轴度,015微米!小林,你研发的这台机床,精度比我们预想的还要高!”
林野仔细看了看检测报告,点点头:“工艺稳定性不错,看来热变形补偿算法起作用了。”
“何止起作用,简直是完美!”张工感慨,“我们之前用的进口设备,同样工况下精度波动能达到05微米。你这台,连续运行二十四小时,精度波动不超过01微米。国外的工程师看了数据,直呼不可能!”
参观完生产线,三人来到张工的办公室。
办公室不大,但摆满了各种航天器模型——从东方红一号到嫦娥五号,从旅行者号到好奇号火星车。书架上塞满了技术手册和工程笔记。
“张工,您这收藏真齐全。”林野看着那些模型,眼睛发亮。
“干了一辈子航天,有点感情。”张工笑着泡茶,“这些模型有的是纪念品,有的是我自己动手做的。做技术的嘛,就喜欢这些实实在在的东西。”
茶香袅袅中,林野觉得时机到了。
“张工,其实今天来,除了看生产线,还有个技术问题想跟您请教。”他放下茶杯,语气认真起来。
“哦?什么问题?你说。”张工也坐直了身体。
林野从随身的文件夹里取出几页纸,上面是他整理的关于深空导航算法的笔记:“我最近在研究旅行者号的导航系统,有几个实现细节一直没想明白。”
张工接过笔记,翻看了几页,眼睛渐渐亮了起来。
笔记上不仅有标准的轨道力学公式,还有林野自己的推导和批注。关于多体摄动的处理、关于轨道修正时机的选择、关于燃料最优控制算法的优化……每个问题都问到了点子上,有些见解甚至让张工都觉得眼前一亮。
“这些……都是你自己推导的?”张工抬起头,惊讶地看着林野。
“让张工见笑了。”林野谦虚道,“我就是看着公开资料瞎琢磨。有些地方总觉得理解不够透彻,特别是算法在实际工程中是怎么落地的。”
张工又仔细看了几分钟笔记,然后摘下老花镜,感慨地摇摇头:“小林啊,你这可不止是‘瞎琢磨’。这几个优化算法,我们当年团队花了三个月才搞明白,你凭公开资料就能推导到这一步,了不得。”
他指着笔记上一处关于轨道修正算法的批注:“比如这个——你在考虑太阳光压摄动时,加入了姿态角对受光面积的修正因子。这个细节,很多专业论文都省略了,但你注意到了。”
林野心里一动,知道自己的表现引起了张工的兴趣。
“我就是觉得,既然要研究,就得研究透彻。”他顺着话头说,“不过现在卡在工程实现这块了。比如算法在星载计算机上怎么部署?实时性怎么保证?各个传感器数据怎么融合?”
张工越听越感兴趣:“来来来,咱们详细说说。你具体卡在哪儿了?”
接下来的两个小时,办公室里变成了技术讨论会。
林野把自己整理的问题一个一个抛出来——不是那种基础问题,而是深入工程细节的难题。比如:星敏感器的数据更新频率和轨道计算周期怎么匹配?太阳敏感器在行星阴影区失效时,系统怎么保持姿态基准?自主导航算法和地面预设指令怎么协调?
每一个问题,都显示出他对这个领域已经有了相当深入的理解。
张工则是如数家珍,一一解答。他从书架上抽出几本已经泛黄的技术手册,翻到相关章节指给林野看;在白板上画出示意图,讲解各个子系统之间的接口设计;甚至还打开电脑,调出一些早期项目的设计文档。
“你看这里,”张工指着一份二十年前的文档,“这是当年我们设计资源一号卫星时,做的星地协同导航方案。虽然卫星和深空探测器不一样,但很多设计思路是相通的……”
林野如饥似渴地吸收着这些知识。
这些正是他需要的——不是理论,而是工程实践的经验。那些文档里记载的细节,是任何公开论文都不会写的:某个参数为什么取这个值,某个设计决策背后有哪些权衡,某个故障是怎么分析和解决的……
“原来是这样……”林野在一处关于轨道外推算法异常处理的描述前停了下来,“所以当自主导航系统检测到轨道偏离超过阈值时,不是立即修正,而是先切换备份传感器复核数据?”
“对,这是血的教训换来的经验。”张工感慨道,“早年有一次,卫星的星敏感器被宇宙射线打了个单粒子翻转,误报了姿态异常。如果当时立即启动修正,燃料就白白浪费了。后来我们加了这个复核机制,误报率降低了两个数量级。”
讨论间隙,张工忍不住问:“小林,你怎么突然对深空导航这么感兴趣?这跟你现在做的精密加工,领域跨度可不小啊。”
林野早已准备好说辞:“张工,不瞒您说,我有个长远想法。您看,现在商业航天发展这么快,以后深空探测、小行星采矿这些,说不定都会商业化。我提前做些技术储备,将来也许能用上。”
他顿了顿,补充道:“而且我觉得,深空导航里很多精妙的设计思路——比如多传感器数据融合、容错控制、长周期自主运行——这些对地面高端装备的设计也有启发。就像您之前说的,触类旁通嘛。”
这番话合情合理,张工听完连连点头。
“有远见!有远见啊!”张工赞赏地看着林野,“现在像你这样,既懂精密制造,又肯钻研系统工程的年轻人,太少了。大多数人都只盯着自己那一亩三分地。”
他站起身,在办公室里踱了几步,似乎在做什么决定。
“小林,你等一下。”
张工走到办公室角落,打开一个储物柜,从里面搬出两个大箱子。箱子看起来有些年头了,表面落了一层薄灰。
“这是……”林野好奇地凑过去。
张工打开其中一个箱子,里面是一个精致的航天器模型——旅行者号的等比例缩小版,直径大约四十厘米,做工极其精细。
但林野一眼就看出来,这不止是模型。
太阳能电池板是真的光电材料,天线是可展开结构,主体上各个传感器的安装位都预留了接口……这分明是一套可以实际工作的设备。
“这是……”林野的声音有些惊讶。
“早些年闲着没事,我自己复刻的一套旅行者号演示系统。”张工有些不好意思地笑了笑,“那会儿刚退休,手痒,就把年轻时想做的很多想法都实现了。能源模块、通讯模块、基础的控制系统都是能工作的,就是精度不高,属于教学演示级别。”
他抚摸着设备外壳:“星敏感器用的是商业级d,角分辨率大概05度;太阳敏感器是自制的光电二极管阵列;姿态推进器是微型冷气推进,推力只有几毫牛……跟真正的深空探测器没法比。”
林野的眼睛却亮了起来。
精度不高?没关系,他可以用异能重新加工关键部件!
重要的是,这套系统有完整的架构,各个模块之间的接口、数据流、控制逻辑都是现成的。他不需要从零开始设计一套深空导航系统,只需要在这套成熟架构的基础上,用异能提升关键部件的精度,再优化算法就行了。
“张工,这太珍贵了……”林野由衷地说。
“珍贵什么啊,放我这儿就是吃灰。”张工摆摆手,“但给你不一样。我看得出来,你是真懂,也是真想研究。这东西在你手里,才能真正发挥价值。”
他又打开另一个箱子,里面是厚厚的技术文档。
“所有的设计图纸、算法说明、测试记录,都在这里。”张工把箱子推到林野面前,“包括我当年做的一些实验数据,算法验证结果,还有……一些失败的教训。这些可能比成功的经验更有用。”
林野郑重地接过箱子:“张工,我真不知道该怎么感谢您……”
“感谢什么,你把它用好,就是对我最大的感谢。”张工拍拍林野的肩膀,“不过小林,我得提醒你一句。深空导航这个领域,水很深。你现在看到的都是公开的、成熟的技术。真正前沿的、涉及国家安全的部分,我是不能说的,也希望你不要去碰。”
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“我明白。”林野认真点头,“我就是做技术研究,满足自己的兴趣,绝对不会涉及任何敏感领域。”
“那就好。”张工满意地笑了,“对了,这套系统里有些部件精度确实一般。你要是真想用它做严肃研究,可能得自己想办法提升一下。不过以你的技术能力,这应该不是问题。”
林野心中暗笑——何止不是问题,简直是量身定做。
当天下午,林野和苏晓小心翼翼地把两个箱子搬上车。
回实验室的路上,苏晓忍不住问:“张工就这么送你了?这么珍贵的东西……”
“对他来说是闲置物品,对咱们来说是无价之宝。”林野开着车,语气里透着兴奋,“而且他送我,是因为看出我真懂,也真想研究。这是技术人之间的信任。”
回到实验室,两人迫不及待地开始拆箱。
设备主体比想象中更精致。林野用异能仔细感知内部结构,发现张工的设计极其规范——供电线路、数据总线、信号接口都符合航天标准。虽然用的都是商用级或自制的部件,但架构设计是专业的。
“这些传感器确实精度一般。”林野评估着星敏感器的结构,“不过没关系,我用异能重新加工光学部分,把d换成高精度版本,角分辨率提升到角秒级没问题。”
“推进器呢?”苏晓问。
“微型冷气推进,推力太小。”林野摇摇头,“不过咱们不需要它真正推进,只需要模拟推力效果。我改造成电磁式微推进模拟器,能更精确地模拟各种推力工况。”
他开始规划改造方案:用异能重塑关键部件,提升传感器精度;优化电路设计,提高数据采集速率;重写控制软件,植入自己优化的导航算法……
“有了这套基础架构,我至少能节省六个月的时间。”林野一边检查设备,一边说,“而且张工给的这些工程文档,里面很多设计细节是公开资料里找不到的。比如这个——轨道计算周期和姿态控制周期的匹配关系,文档里有详细的分析和实验数据。”
苏晓翻看着那厚厚的技术文档,也不禁感慨:“张工真是倾囊相授啊。这些笔记,有些页边还有他手写的思考过程,哪个方案为什么被否决,哪个参数为什么这么选……”
“这就是老一辈技术人的品格。”林野小心地把设备主体放到工作台上,“他们真的希望技术能传承下去。”
接下来的几天,实验室里灯火通明。
林野开始了对这套“老设备”的全面升级改造。他用异能重塑星敏感器的光学系统,将角分辨率从05度提升到05角秒;重新加工太阳敏感器的光电阵列,将视场角测量误差降低两个数量级;改造数据采集电路,将采样率提升到原来的十倍……
与此同时,他仔细研读张工提供的所有文档。
那些泛黄的纸页上,不仅有技术细节,还有一个老航天工程师四十年的经验积累。某个滤波算法为什么这么设计,某个容错机制是怎么从故障中总结出来的,某个接口标准是怎么演变而来的……
每读懂一页,林野对深空导航系统的理解就深一层。
一周后的深夜,改造工作基本完成。
升级后的“旅行者号演示系统”静静立在实验台上,外壳还是原来那个外壳,但内部已经焕然一新。所有关键部件的精度都达到了专业级水准,控制系统植入了林野自己编写的全套导航算法。
林野启动了系统。
星敏感器开始工作,实时输出探测器的三轴姿态;太阳敏感器同步提供太阳方位基准;轨道计算模块根据预设的轨道参数,推算当前位置和速度;姿态控制模块根据计算结果,驱动模拟推进器进行姿态调整……
所有数据在控制台屏幕上实时显示,各项指标都在预期范围内。
“成了。”林野长出一口气,靠在椅背上,“有了这套系统,我可以验证所有的轨道计算算法,测试各种异常处理逻辑。等算法完全成熟,应用到‘磐石计划’上,就有十足的把握了。”
苏晓递过来一杯热茶:“张工要是看到你把这套设备改造成这样,不知道会是什么表情。”
“他只会高兴。”林野接过茶杯,微笑道,“技术人的最大欣慰,就是自己的心血能在后来者手中发扬光大。”
窗外,夜空中有星星闪烁。
林野看着那些星光,心里默默计算着——按照现在的进度,再有一个月,轨道计算算法就能完全成熟。到时候,“磐石计划”就可以正式启动了。
他举起茶杯,对着窗外的星空轻轻示意。
像是在感谢张工的赠予,也像是在向即将到来的挑战致意。