2024年1月9日，四川西昌。一枚长征火箭腾空而起，将一颗形似莲花的卫星送入太空。它叫“天关”卫星，也叫爱因斯坦探针卫星——国际上首颗大视场X射线聚焦成像天文卫星。
数月后，它捕捉到一个转瞬即逝的宇宙X射线信号，为揭示恒星死亡过程提供了全新视角；又过了一个月，它拍到了人类首次捕捉到的中等质量黑洞撕裂吞噬白矮星的极端画面。国际顶刊《科学》与欧洲空间局高度评价，认为它揭开了“宇宙X射线探测新视野”。
这颗卫星的总设计师，叫张永合，中国科学院微小卫星创新研究院副院长，入选2026年上海市“最美科技工作者”。
中国科学院微小卫星创新研究院副院长张永合 摄影：陶磊
千年后的“看见”
“天关客星”这个名字，来自北宋。“天关”是中国古代星名，位于金牛座附近。公元1054年，一颗超新星在天关星附近突然爆发，司天监用肉眼看见、用笔墨记录，称之为“天关客星”。客星，意思是像客人一样突然来做客，不久又走了。
将近一千年后，中国科学家用自己研制的‘天关’卫星，在软X射线波段重新看见了这片星空。
2012年，国家天文台研究员袁为民找到张永合。“当时他说，我们在模仿龙虾的眼睛研制一种X射线探测仪器，想把它送上卫星。”张永合回忆。两人一拍即合。
最难的事，是让卫星“看见”软X射线。X射线能量极高，一穿就透，不像可见光能轻松聚焦。而龙虾的眼睛有无数微孔，能让X射线通过掠射方式聚焦——科学家想把这个原理搬上太空。张永合要做的，是把科学家的梦想变成工程现实。
资料图：2023年8月28日，在中国科学院微小卫星创新研究院，科研人员在进行星箭对接试验。2024年1月9日15时03分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭，成功将爱因斯坦探针卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。新华社发（中国科学院微小卫星创新研究院提供）
当时，全球只有法国一家公司能造这种镜片，报价极高。国家天文台的科学家和工程师与北方夜视公司一起攻关，把12套望远镜的微孔龙虾眼X射线光学镜片全部做了出来。
张永合和法国同事交流时，对方正负责中法天文卫星上一个望远镜的研制，只有1平方度视场，觉得难度极大。“我说我们要做12个，每个面积都比他的大，要超过3600平方度。”法国同事问准备做多久，他说五年。对方笑了笑——“在欧洲，没有十几年、几十亿投入，根本不可能。”
可，中国团队仅用了六年多做了出来。
遮阳伞与12个“花瓣”
比镜片更难的，是科学家永远“不满足”。
卫星设计已近投产，科学家提出：想在天区上看得更广一些。“我们原先约定只看黑夜，但科学家说，如果某个特殊现象就出现在白天区域，别人都看不到，只有我能看到，那数据的价值翻多少倍？”张永合被说服了。
张永合在微小卫星创新院展厅介绍 摄影：郜阳
但加一个遮阳装置，意味着推翻已固化的方案重新设计。团队最终接受了挑战。全新构型随之诞生：高耸的遮阳板如莲叶护着中心，12台“仿生龙虾眼”望远镜如花瓣散布四周，整星形似太空莲花，中间的花蕊便是两台长焦距的后随观测望远镜。设计团队一次次推翻重来，仅用三个月完成了从方案论证到集成优化的跨越。
卫星重量从2012年的380公斤，最终增至1.4吨。但换来的是3850平方度的超大观测视场——一次观测就能把近十分之一的天空尽收眼底。
放风筝的人
张永合还有另一个身份：中法天文卫星（SVOM）总指挥。
2005年项目启动论证时，张永合刚工作两年。中法双方将各自提出的天文卫星项目合并，科学目标锁定伽马暴探测。
起步时，法国在空间科学领域积累深厚，带来了先进的卫星平台和高精度载荷技术。“那时，我们感觉自己好像小学生。”张永合说。法方测试工具丰富，可针对不同仪器选配专用工具；中方设备通用，特殊测试颇为吃力。法方在概念设计阶段就对星上电缆做了精细的数字建模，规划得整齐美观，也让张永合惊叹。
更大的波折在2008年——卫星方案虽然通过了评审，但与法方卫星平台公司的合作协议始终难以达成一致，之后几年项目一度搁置。中方团队经过几年历练，已积累了一定技术经验和人才队伍，决定自主研制卫星平台。2013年，全新国产平台方案通过中法联合评估，项目重启。中方采用了“载荷平台一体化”技术，将星载光学望远镜的测量引入平台控制回路，姿态测量精度提升了10倍。
资料图：2024年6月22日15时00分，西昌卫星发射中心，中法天文卫星（SVOM）在长征二号丙运载火箭的托举下升空，随后进入预定轨道，发射任务圆满成功，将开启探秘伽马暴的重要任务。这是中法两国在航天领域的又一重要合作成果。 新华社发（陈昊杰 摄）
2024年6月22日15时，长征二号丙运载火箭在西昌将这颗卫星送入太空。发射前一天，两国团队在发射场放起了风筝。他们特地留下一架风筝，让每个人留言纪念。张永合写下八个字：“科学无界，友谊长存。”他说：“发射一颗卫星，就像向宇宙中放一架风筝。中法天文卫星是中法团队向宇宙中释放的一架‘混血风筝’，我们都是放风筝的人。”
快与慢
在张永合身上，交织着两种截然不同的节奏。
一种节奏是“慢”。他参与的两颗科学卫星，从论证到上天，都走了十年以上。科学卫星在国际上“只有第一，没有第二”，提出最先进的科学概念，但项目之初技术基本不成熟——如果成熟，别人早就做了。打磨到世界第一，本身就需要时间。
摄影：郜阳
但另一种节奏，又要求他必须“快”。他负责将数字技术和人工智能融入卫星批产制造——这类任务要面对的是国际大规模星座的竞争，技术必须快速迭代。快与慢之间，张永合找到了一条路径，他担任主任的中国科学院卫星数字化重点实验室，正把AI引入卫星制造流程，用人工智能辅助产线做快速判读、快速检测。
刚刚过去的2026世界人工智能大会上，张永合作了一场报告。他分析了航天器研制面临的突出矛盾：极致可靠性与极端复杂性、技术快速迭代与研制长周期、应用规模化与昂贵定制化。他指出，航天器智能化应面向真实工程场景，构建能够在明确目标和工程约束下感知状态、调用工具、执行任务、验证结果并持续迭代的工程型AI，实现从“内容生成”向“改变工程状态”的转变。他展示了卫星创新院的“鼎星”智能体研究工作。该体系以“鼎智铸星”为定位，强调物理AI赋能航天工程的过程中不脱离极致的可靠性与可信性要求。。
做空间科学要沉得住气，推智能制造又等不起。两头都得顾，张永合没有抱怨。他只是说：“把自己的追求跟国家的方向契合起来。从事事业的过程当中，新的视野吸引我往前走，个人就变得‘小’了。”
中国“天关”，一眼千年。而张永合，只是那个一直抬头看天、低头造星的人。
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