李亚丽 科技日报记者 王春
九百多年前，古人以“出东方，守天关”记录了人类历史上著名的客星——天关客星。这种忽然出现、持续一段时间后消失、如同“做客”一样的暂现天体，携带了天体形成和演化的关键信息。
2024年，“天关”卫星发射升空，实现了跨越千年的对望。
这是中国科学院微小卫星创新研究院副院长张永合逐梦星海成就之一。7月30日，他获评2026年上海市“最美科技工作者”。从一个渴望学习的年轻工程师，成为主导多项国际空间科学合作的项目总指挥，他用20年时间，送中国的科学卫星上天，也把中国航天的名字刻进了世界天文版图。
从控制工程师到项目总指挥
2003年，自动控制专业出身的张永合来到上海微小卫星工程中心，两年后，便接到了参与中法天文卫星项目的任务。面对陌生的空间科学领域和高精度技术要求，他几乎从零开始，开启了漫长的“跨界补课”。从天文卫星指向控制的指标体系到国际标准的项目流程，张永合逐字逐句研究，边学边干。
然而自2008年起，原有沿着法方卫星平台路径的商务谈判一再受阻，项目濒临夭折。后来，他曾跟随团队辗转欧洲几大卫星公司寻找新的合作途径，最终也未获突破。终于在2013年，中方团队决定自己造卫星平台，不改变载荷与卫星平台原有接口，方案通过了中法联合评估，这个中止了5年的合作再次启动。这个时候的张永合已经不再是当年那个疯狂补课的“学习者”，已成长为系统工程师兼卫星副总设计师。
卫星平台由中方自主研制，火箭也由中方发射。由于对项目中的关键技术难题认识越来越深刻，为了把卫星和火箭的能力发挥到极致，张永合和团队一起提出了更加优化的方案，增加了载荷承载重量、并以“载荷平台一体化”的新思路，将光学望远镜的测量引入平台控制回路，把姿态测量精度提升了十倍。
这一曲折经历，让他开始思考：如果中国能够自主研制更先进的空间科学卫星，是否能在探索宇宙未知领域中占据更主动的位置？
恰在这时，张永合遇到了国家天文台的袁为民研究员，他希望利用国际上最先进的龙虾眼X射线成像技术，发射一颗宽视场暂现源探测小卫星—爱因斯坦探针卫星，也就是后来的“天关”卫星。
张永合认为这是一个大胆而疯狂的想法，他了解在中法天文卫星上有一个法方的龙虾眼望远镜镜头，做到了1度，只能对已发现的暂现源做后随观测。如果“天关”卫星实现了大视场，就能发现更多、更远、更暗的源，他在中法天文卫星项目中的技术积累，可以充分发挥出来。两个人一拍即合，率领科学与工程队伍，开启了一段新的攻关历程。5年后，关键技术取得突破，天关卫星立项研制，又吸引了欧空局、德国、法国的研究机构加入。
2024年，两颗卫星先后成功发射，捕捉到来自“婴儿宇宙”时期的高红移伽马暴、史上最亮伽马暴、罕见的黑洞潮汐瓦解恒星现象等一系列重要发现，使我国在时域天文领域跻身国际领先行列。
二十年间，他始终扎根科学卫星领域，把根扎得越来越深——深到足以支撑起一个又一个曾经被认为“不可能”的梦想。
让“天关”拥有看见宇宙的眼睛
“天关”卫星要看到宇宙深处那些转瞬即逝的闪光，靠的是一双特殊的“眼睛”——龙虾眼X射线望远镜。这种望远镜通过特殊微结构实现X射线广域聚焦，是“天关”卫星实现大范围监测的重要核心载荷。
法国同事得知他们的计划后，脸上露出了难以置信的表情。用这种镜片，一个望远镜造价就上千万元，更遑论12个？即便是在欧洲，这样的项目没有十几年、没有几十亿投入，根本无法能做出来。
龙虾眼镜片的加工属于微米级超精密制造，工艺极为复杂，成品率很低。国家天文台的科学家与北方夜视公司的产品工程师精诚合作，一起扎进产线，改造条件、反复优化，做了两轮大迭代，硬是把成品率从低谷一点点抬上来。
有了技术还不够，因为天文卫星的难点不只在于单项技术，也在于如何把科学家的“梦想”变成工程上的“可及”。
按照最初的设计，卫星只观测天球上的“黑夜”半个天区，避开太阳影响，那是天文学家公认的最佳观测环境。整个卫星的热控、能源、姿态规划，全都是围绕“只看黑夜”这条铁律设计。
项目方案基本固化，卫星结构投产前，科学家团队给张永合提出了一个难题：能否把观测范围扩大到“白天”的半个天区？
扩大观测范围，意味着“天关”卫星可能捕捉到更多转瞬即逝的宇宙信号。张永合的第一反应是拒绝。工程师们往往难以接受科学家的“异想天开”，而是讲究遵守经过评审的方案基线，科学上增加的一点需求，对于工程方案可能是颠覆性的。
对此，张永合与袁为民首席科学家进行了深入的讨论，袁首席说：“那些天区的目标别的卫星确实无法观测，但如果天关卫星看到了，也许就是独一无二的重要发现”。科学家的话让张永合辗转反侧。“我们做这么多投入，不就是为了拿到独一无二的科学数据吗？如果因为工程上的‘合理、合规’而放弃了可能的重大发现，那才是真正的遗憾。”他最后还是决定搏一搏，带领大家广泛讨论，形成共识：推翻原方案，重新构型，把“遮阳伞”加进去。
接下来的几个月，整个团队从头做起，热控工程师重新设计散热路径，结构工程师调整载荷布局，姿控团队重新制定控制策略。原本的“黑天区”卫星，被改造成了一种全新形态。
当新方案最终通过评审时，其结果超出了科学家们的预期。那把“遮阳伞”让“天关”卫星拥有了远超同类仪器的观测天区，不惧怕太阳，可以观测离太阳更近的目标。
在时代大地上放飞合作的风筝
在张永合看来，未来航天竞争不仅是单颗卫星能力的比拼，更是体系能力的竞争。2023年，面向未来空间科学任务需求，他推动人工智能与卫星制造融合，探索智能化卫星制造模式，提升卫星批量化研制能力。
“‘视野’和‘事业’都是吸引我的事情。”他说。在他看来，自己的追求是那片宇宙中的“视野”。而这种先进的任务，不是单枪匹马能够完成的，需要团队协同、国内协同，也需要国际协同。
二十多年来，张永合从未把国际合作当成技术引进的捷径，更没有在取得自主突破后关起门来。在国际形势复杂多变的背景下，张永合依托与欧空局、法国宇航局、德国马普等机构在“天关”卫星、中法天文卫星项目中建立的长期互信，稳步推进后续合作，并推动其列入政府间合作计划。
他提出“空间—海洋一体化”合作研究理念，推动建成中国—葡萄牙星海“一带一路”联合实验室，不仅牵引澳门参与空间合作，还将合作拓展到更多“一带一路”国家、葡语国家，并带领团队为阿联酋研制发射了阿拉伯国家首颗高光谱卫星——Arab 813，为中阿科技合作与友谊增添了浓墨重彩的一笔。
2024年6月21日，西昌卫星发射中心，中法天文卫星发射前夕，张永合和两国团队成员一起放飞风筝，来自不同国家的伙伴望向那抹亮眼的橙黄色上的字迹：“科学无界，友谊长存”。
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