理工女故事 | 郭燕萍:新视野号背后的华裔女科学家


         2004年,国际天文学联合会(IAU)决定将28513号小行星命名为Guo,以纪念郭燕萍(音译自Yan-ping Guo)在航天工程设计领域所做出的突出贡献。11年后,当新视野号沿着郭艳萍设计的轨道掠过冥王星,她再一次成为了众人的焦点。
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公众号原文

文 / Keith

2004年,国际天文学联合会(IAU)决定将28513号小行星命名为Guo,以纪念郭燕萍(音译自Yan-ping Guo)在航天工程设计领域所做出的突出贡献。而当时的郭燕萍还无暇他顾,正忙于另一项航天工程的设计中。这项新计划中的航天器被命名为新视野号,它将在11年后沿着郭燕萍设计的轨道掠过冥王星,成为众人的焦点。

————— 科研之路 —————

在美国天主教大学取得博士学位后,郭燕萍在导师的推荐下来到了约翰霍普金斯大学的应用物理研究所。当时的研究所还没有参与任何航天航空方面的工作,郭燕萍一直在电磁波散射与海底探测领域贡献着自己的专业力量。多年后谈及这段学术经历,她曾说道:“我很幸运能在年轻时接触各种不同的领域,这些经验也使我能更快地成长。”

郭燕萍科研生涯的转折点很快就出现了。1996年,应用物理研究所为NASA的近地行星会合计划(NEAR Mission)设计了一艘太空探测器。也正在此时,郭燕萍将自己的兴趣转向了航空航天与星际探索。她开始只是在业余时间进行些简单的激光测距工作,但很快便被发掘进入了正式的科学家名单中。由此,郭燕萍在浩瀚宇宙中开启了自己更广阔的事业。

————— “我的任务是将新视野号带向冥王星。” —————

在过去的17年间,她参与了一系列航天计划的设计工作,其中便包括了梅林计划(MERLIN Mission)与阿拉丁计划(Aladdin Mission)。前者要求航天器在火卫一、火卫二上登陆并进行地面探索,而后者则旨在将之前采集的样本带回地球,以便更进一步的研究。

相较于阿拉丁计划,新视野计划将探索对象对准了太阳系曾经的“第九大行星”——冥王星。更大的探索野心往往也意味着更高的技术成本。早在2000年,NASA就曾首次向全球公开征集太空探索方案,同时提出两项苛刻的要求:一是要求飞船需在2015年到达冥王星,二是项目经费必须严格控制在5亿美元以内。接下来的5年里,郭燕萍和她的研究团队夜以继日,为了节省预算不断优化着每一个步骤,终于设计出一条尽可能降低中途耗能的航行轨迹,并成为最后的夺标设计。

应用物理研究所的官方主页上每天都会更新新视野号的航程(如上图)。绿线代表着自发射后截止到7月24日的运行轨迹,而红线则是今后预设的运动轨道。当新视野号掠过冥王星时,两者之间的距离将有机会小于0.01个天文单位,这意味新视野号能传送回迄今为止最清晰的冥王星照片。

————— 太阳探测计划 —————

当掠过冥王星之前,新视野号已在太空中航行了9年;在这9年里,郭燕萍同时还完成了针对太阳探测计划(Solar Probe Plus)的轨道设计。太阳探测器预计将于2018年发射,NASA希望依靠它能使我们对这颗太阳系唯一的恒星有更多的了解。

在繁重的科研任务之外,郭燕萍始终坚持将高中生带入实验室进行课余物理辅导,她曾经辅导过的一个女孩如今已进入麻省理工学院攻读物理系博士学位。如今,从太阳到冥王星,郭燕萍设计下的航天器们即将沿着轨道飞遍太阳系的每一个角落。她教导过的女孩们也许会走得更远,进一步探索那广袤而又深邃的星辰大海。

新视野号团队中的女科学家,左二为郭燕萍

参考文献

http://pluto.jhuapl.edu/Mission/Where-is-New-Horizons/index.php
http://www.jhuapl.edu/employment/meet/Guo.asp
http://www.boulder.swri.edu/pkb/ssr/ssr-mission-design.pdf

—————— 作者简介 ——————

Keith,江苏常州人,复旦大学材料科学系本科生
         
       —————— 版权声明 ——————
    
  本文为“理工女”团队成员原创,图片来自于NASA。版权及其他合法权利均归作者与“理工女”共同所有。

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