田澤昊：太空的起點(diǎn)是想象力

文/本刊記者 許宵雪

田澤昊

近年來，中國航天事業(yè)取得了顯著進(jìn)步，讓我們感到驚喜的是，這些成果背后的航天人團(tuán)隊(duì)，其年齡結(jié)構(gòu)正越來越年輕，而年輕是未來中國航天走入更多“無人區(qū)”的最大競爭力。就讀于南京航空航天大學(xué)飛行器控制與信息工程專業(yè)的田澤昊，以其對(duì)航天事業(yè)的無限熱愛和無邊想象力，憧憬著能為中國航天貢獻(xiàn)“00 后力量”。

愛上單片機(jī)

童年時(shí)期，玩具汽車、玩具飛機(jī)是田澤昊最好的玩伴。在玩玩具的同時(shí)，他產(chǎn)生了許多好奇和疑問：為什么遙控器能控制玩具車的方向？為什么按下開關(guān)，電動(dòng)窗簾就會(huì)自己打開關(guān)閉？當(dāng)時(shí)的田澤昊并不知道，腦海中萌發(fā)的一個(gè)個(gè)問號(hào)，漸漸在心中生根發(fā)芽，為他打開了一扇通往科學(xué)世界的大門。

帶著好奇，田澤昊上網(wǎng)搜索，他發(fā)現(xiàn)，不論是遙控車還是電動(dòng)窗簾，最核心的部件都是“單片機(jī)”。單片機(jī)是一種集成電路芯片，相當(dāng)于一臺(tái)微型電腦，只要將設(shè)定好的程序錄入其中，便可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。小到程控玩具、電飯鍋等家用電器，大到汽車、飛機(jī)等交通工具，生活的各個(gè)領(lǐng)域都不難尋到單片機(jī)的蹤跡?！爸灰獙W(xué)會(huì)單片機(jī)，我的任何想法都能通過它變成現(xiàn)實(shí)，太酷了！”彼時(shí)，在電子愛好者中非?；鸨臅稅凵蠁纹瑱C(jī)》進(jìn)入田澤昊的視野，這本書幽默詼諧的語言和有趣的試驗(yàn)將他牢牢吸引，田澤昊一頭扎進(jìn)單片機(jī)的世界里。

然而，學(xué)好單片機(jī)對(duì)于剛?cè)胫袑W(xué)的田澤昊來說并非易事，它需要一定的電路和編程知識(shí)。沒有老師教授，田澤昊便搜羅來許多書籍和課程，自學(xué)編程語言，還買來制作單片機(jī)的硬件材料動(dòng)手實(shí)踐。單片機(jī)制作讓田澤昊深深著迷，一有閑暇時(shí)間，他便把自己“釘”在書桌前焊接、組裝、編程。在屬于自己的小天地中，田澤昊像春芽般汲取科學(xué)的甘霖。

隨著中學(xué)的課業(yè)逐漸趨緊，由于田澤昊花費(fèi)大量時(shí)間在單片機(jī)上，學(xué)習(xí)成績不免受到影響。父母召開了一次家庭會(huì)議，和田澤昊約定每個(gè)周末有一天的時(shí)間可以自由安排。在合理安排學(xué)習(xí)和科學(xué)實(shí)踐的時(shí)間后，田澤昊的成績迅速回升，穩(wěn)居班級(jí)前三名。

科學(xué)的入門總是讓人興奮又讓人疲憊，讓人孤獨(dú)又讓人充實(shí)，有失落感也有成就感。田澤昊的青春時(shí)光伴隨著單片機(jī)一同成長，既有酸甜苦辣，也讓他樂在其中。他開始暢想，自己制作的單片機(jī)能讓火箭發(fā)射升空，讓衛(wèi)星上天探索宇宙奧秘……

成功沒有錦囊妙計(jì)

2019 年，田澤昊考取了南京航空航天大學(xué)飛行器控制與信息工程專業(yè)。大二暑假時(shí)，由于對(duì)嵌入式互聯(lián)網(wǎng)和編程知識(shí)有較好的基礎(chǔ)，田澤昊被選中參與學(xué)校衛(wèi)星艙內(nèi)空間環(huán)境智能管理單元——“錦囊一號(hào)”的設(shè)計(jì)和研發(fā)?！板\囊一號(hào)”是搭載在衛(wèi)星上的一個(gè)載荷，也是一個(gè)四面由透明玻璃制成的植物“陽光房”，用于觀察研究植物在太空環(huán)境中的生長情況。

第一次接觸真實(shí)的衛(wèi)星項(xiàng)目，田澤昊既興奮又緊張。作為本科生中被選中的五名學(xué)生之一參與項(xiàng)目，這是一份驕傲和榮光，同時(shí)也伴隨著高壓和挑戰(zhàn)。

“錦囊一號(hào)”項(xiàng)目中，田澤昊負(fù)責(zé)的工作任務(wù)是編寫遙感成像的程序代碼，使其控制雙目攝像頭分別拍攝植物和地球，然后將照片儲(chǔ)存并下發(fā)到地面站。剛開始投入工作，迎面而來的就是一項(xiàng)不小的挑戰(zhàn)——一個(gè)完全陌生的操作系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)上，田澤昊需要完成程序的編寫，讓程序開機(jī)自動(dòng)運(yùn)行，并且操作攝像頭進(jìn)行拍照、自動(dòng)下發(fā)。盡管有著一定的基礎(chǔ)理論知識(shí)，但這套流程的實(shí)現(xiàn)對(duì)田澤昊來說仍然困難重重。

炎熱的暑期，田澤昊每天泡在實(shí)驗(yàn)室里，查閱大量論文，去各種各樣的論壇上尋找資料，一邊自學(xué)，一邊摸索著前進(jìn)，安裝代碼編輯器、釋放空間、換源操作……實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想的路上從來沒有錦囊妙計(jì)，只有一步一個(gè)腳印。盡管每一步都磕磕絆絆，但靠自己的努力將問題化解時(shí)，疲憊和焦慮仿佛瞬間消失，朝著目標(biāo)奔跑的步伐也更加輕快了。

兩個(gè)月后，當(dāng)程序控制攝像頭成功拍下第一張照片時(shí)，田澤昊心潮澎湃，這是六十余天的朝霞與星光凝結(jié)的成果，也是自己離航天夢(mèng)想更近一步的證明。

2022 年8 月9 日，“錦囊一號(hào)”跟隨“東海一號(hào)”衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，內(nèi)置的植物——紅萍將在溫度、氣壓適宜的“錦囊”中生長。這一衛(wèi)星智能化新技術(shù)是我國微小衛(wèi)星領(lǐng)域的首次突破，也成為田澤昊打破“天花板”的一次全新嘗試。于他而言，這次經(jīng)歷是寶貴的財(cái)富，也是一枚閃亮的勛章。

天馬行空和腳踏實(shí)地

2021 年，田澤昊帶著他的奇思妙想?yún)⒓恿藢W(xué)校航天學(xué)院“天巡杯”本科生創(chuàng)新實(shí)踐競賽。當(dāng)時(shí)，南京剛開始實(shí)施垃圾分類，田澤昊想，為什么不能用人工智能的方式，讓垃圾桶自動(dòng)進(jìn)行分類呢？有了想法后，田澤昊組建了一支三人小隊(duì)。作為隊(duì)長，在統(tǒng)籌課題研究之外，田澤昊負(fù)責(zé)最復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法部分，能夠?qū)崿F(xiàn)將垃圾投入投放口后，攝像頭自動(dòng)識(shí)別垃圾類型，并傳送到相應(yīng)的桶中。

正是在這次競賽中，田澤昊自學(xué)了Python（跨平臺(tái)程序設(shè)計(jì)）語言的編寫，才能在“錦囊一號(hào)”的項(xiàng)目中自如運(yùn)用。最終，自動(dòng)分類垃圾桶課題從參賽的二十余個(gè)項(xiàng)目中脫穎而出，獲評(píng)“優(yōu)秀結(jié)題”。

除自動(dòng)分類垃圾桶外，能夠自動(dòng)規(guī)劃路線前往目標(biāo)的小車、物流配送無人機(jī)等等，都是田澤昊參加競賽或工程訓(xùn)練的成果。遺憾的是，前段時(shí)間，無人機(jī)在操作中由于定位故障撞上操場欄桿導(dǎo)致炸機(jī)損壞，自動(dòng)分類垃圾桶也因?yàn)檎嫉孛娣e太大而被拆除。面對(duì)這些，田澤昊顯得很淡然，“相對(duì)于成果而言，我更加珍視的是研究和學(xué)習(xí)的過程。意外和失敗乃兵家常事，只有不斷地學(xué)習(xí)、再學(xué)習(xí)，彌補(bǔ)知識(shí)漏洞，將這一個(gè)個(gè)‘坑’填平才能成功。”

田澤昊的宿舍里擺滿了許多自定義的小玩具：幫助集中注意力、提高工作效率的番茄計(jì)時(shí)器，能將音樂可視化的音樂頻譜，藍(lán)牙音箱……都是他開發(fā)程序，動(dòng)手焊接部件制作的。這些田澤昊口中“不上臺(tái)面”的小小創(chuàng)造背后，是他發(fā)自內(nèi)心的濃濃熱愛，“每當(dāng)想到一個(gè)好點(diǎn)子時(shí)，我就會(huì)去做。我享受的是制作的過程?！碧餄申徽f。

創(chuàng)意是無拘無束的想象，而將其實(shí)現(xiàn)卻要付出十分的執(zhí)著，耐得住十二分的枯燥。田澤昊拿出一塊電路板，上面布滿了密密麻麻、整齊劃一的焊接點(diǎn)；編寫代碼時(shí)，鍵盤一敲就是一整天；遇到故障時(shí)，常常還要把一切推翻重來……歷經(jīng)無數(shù)次沖刷和錘煉，田澤昊的航天夢(mèng)想也閃耀著愈加奪目的光。

現(xiàn)在，田澤昊正在忙著自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)——一個(gè)仿真衛(wèi)星星群任務(wù)管理系統(tǒng)。衛(wèi)星通信領(lǐng)域也是田澤昊十分向往的研究方向?！靶l(wèi)星的運(yùn)用在生活中無處不在，包括電視媒體、氣象監(jiān)測(cè)、軍事對(duì)抗等等，還有我國自主研制的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，打破了美國、俄羅斯在此領(lǐng)域的壟斷……”說起熱愛的領(lǐng)域，田澤昊滔滔不絕，眼神中閃著光。未來，他打算繼續(xù)讀本校的研究生，把自己的研究深化下去。

太空的起點(diǎn)是想象力。站在起點(diǎn)上，新時(shí)代的“田澤昊們”一面天馬行空，一面腳踏實(shí)地，他們用好奇的眼神抬頭望向星辰大海，也用執(zhí)著的姿態(tài)為中國航天事業(yè)增添了一份熱烈的赤子之心。