從技術規范的制定，到設計方案的執行，再到組裝集成測試，直至衛星順利入軌……從事衛星總體設計20年，楊芳設計研制了多種科學試驗衛星及遙感衛星。
本文刊于《中國婦女》5月上
送一顆衛星上天，很詩意
“地球是人類的搖籃，但人類不可能永遠被束縛在搖籃里。”這是“航天之父”齊奧爾科夫斯基的名言，“是衛星帶人類走出了地球搖籃，為人類認識宇宙和地球提供了可能。迄今為止，沒有任何一種大氣層內飛行器可以看到地球全貌，但衛星卻能在一天之內把地球看上一遍，人類的活動半徑擴大到了地球大氣層之外，這就是衛星的魅力。”楊芳思維活躍，侃侃而談，時而微微一笑，笑時一邊一個深深的酒窩。眼鏡片后的眼神灼灼有光……
衛星應用的普及讓衛星不再高冷，越來越多的人開始關注衛星。2018年12月，楊芳做客“果殼網”，作為《我是科學家》的主講嘉賓，為人們講述衛星的故事。起初主辦方與楊芳商量，希望她照顧一下聽眾口味，多講點衛星的“花邊”軼事——因為是高科技，怕觀眾聽不懂而冷場。但楊芳認為，既然是科普，便要客觀實際，要有“真貨”。況且她在中國空間技術研究院為研究生授課多年，面對不懂衛星的人，她知道對方想聽什么，怎么講才聽得懂。
演講題目很詩意：《送一顆衛星上天，幫忙關照地球家園》。楊芳先從衛星的英文單詞講起。衛星，satellite，源自于拉丁語，含義是“一個很強大的主人的附屬者或仆人”。她把衛星比作地球的仆人，而人類創造了它，所以它也是人類的仆人，由人類和地球雙雙控制。
那么，這個仆人能做什么？主人如何管理它？怎樣設計一顆理想的衛星？楊芳拋出一個個充滿誘惑的問題，又用一個個獨特的比喻加以解釋。妙趣橫生的演講令臺下掌聲四起，主辦方很興奮：“沒想到現場氣氛這么好！”聽眾一片稱贊：“深入淺出，就連衛星菜鳥也能聽懂，太長知識了。”
因為工作要求，楊芳通常是做“幕后英雄”，但這場生動活潑的科普演講卻讓她由幕后走到臺前。更多觀眾通過線上直播認識了這位衛星總體設計師，而在她美麗的外表和生動鮮活的衛星故事背后，是她更令人敬佩的不凡業績：同參與研制中國第一顆人造衛星的胡其正研究員一起編寫了《宇航概論》，該書被列為我國空間飛行器設計專業研究生的基礎教材；20年的從業經歷讓她成為資深衛星設計師，設計研制了我國第一代環境與災害監測小衛星；設計論證了我國第一顆地震監測衛星“張衡一號”以及用于日地空間關聯觀測的“夸父計劃”等多種科學實驗衛星……
與衛星結緣，很幸運
有人曾問過楊芳一個有趣的問題：天上飛著自己設計的衛星，會不會時常仰望星空？楊芳想了想：“好像沒那么浪漫，況且即使仰望星空也看不到衛星。”然而她又笑著補充了一句：“但我知道它在哪兒，我們彼此心有靈犀。”
并非從小就有航天志向，用楊芳的話講，“我就是一個成績不錯的理科生，結緣衛星是一個漸行漸近的過程。”
1996年，在哈爾濱工業大學計算力學研究生畢業的楊芳，考入中國空間技術研究院攻讀博士，直到此時，她的衛星專業知識仍然是零。“我的博士課題是載人航天交會對接，從此開始接觸航天器設計，但主要涉及其中的撞擊動力學這一非常窄的領域。”
兩年后，博士在讀的她被公派到國際空間大學讀夏季班。國際空間大學是一所全球性、跨學科、創新型的國際空間科學教育機構，總部設在法國。那年的夏季班在美國克利夫蘭舉辦，在那里她才真正開始接觸衛星設計。夏季班從6月到9月，學期非常短，課業非常重。從小到大都是學霸的楊芳學習一直很輕松，高考都沒熬過夜，讀研讀博也是水到渠成。但空間大學的嚴格考試卻讓她不得不挑燈夜戰，“經常熬到凌晨一兩點鐘，從來沒那么拼過。”
博士畢業后，楊芳進入衛星總體設計室工作，“很幸運，與許多前輩在一起，得到了不少頂尖航天學者的指導，其中不乏中國兩彈一星功勛科學家。”2002年，國家批準立項研制由陳芳允院士提出的“環境和災害監測小衛星星座”，楊芳因此首次參與到衛星的總體設計。
當年在美國讀夏季班時，她曾接觸到一本全方位介紹航天技術知識的大部頭教材：Keys to Space《太空之鑰》。楊芳把這本教材帶回國內，時任空間技術研究院教授的航天專家胡其正研究員認為這本教材很好，便請楊芳做自己的助教負責翻譯，并合作編寫國內培養航天人才的教材。“寫教材不容易，若給人一杯水，自己需先有一桶水。正所謂教學相長，那是一個系統學習的過程。”
彼時楊芳剛剛有了孩子，白天工作晚上帶孩子，忙得團團轉。“每晚早早地就哄孩子睡覺，我也跟著一起睡，等九點十點孩子睡熟后，我再爬起來研究教材。”翻譯、查資料、閱讀國內當時已有的航天基礎教材……她邊記、邊學、邊譯、邊講，利用業余時間在Keys to Space的基礎上完成了厚厚的《宇航概論》初稿。之后又開始做項目，由“演練”變為“實操”。2007年楊芳任職航天東方紅衛星有限公司研發中心主任，成為團隊技術創新帶頭人，此時的她已經歷練成為衛星設計專家。
回顧20年的從業經歷，楊芳只用四個字概括：學習，創新。學習從模仿國外和國內的先進技術及經驗開始，但模仿到一定階段，必須加入自己的東西，即為“創新”，這也是設計的魂之所在。“比如光學遙感衛星最重要的圖像幾何定位精度，過去我們做不好，總是羨慕國外衛星的指標。后來我們沉下心來，認真從原理上分析這一指標的影響因素，不再盲目跟隨所謂的‘成熟技術路線’，反而找到了解決的方法，這就是創新。”
發射衛星像送孩子出遠門，很掛念
楊芳的工作要伴隨衛星的“一生”
“坦率地講，我喜歡做富有挑戰的事。要做一顆好的衛星，從設計、研制、組裝、測試方方面面都需要洞悉，探索無窮無盡。也許正因為存在著許多未知，能夠滿足人的好奇心并激發求知欲，衛星才如此令人著迷。”
在常人看來，衛星設計高難艱深，但對楊芳來說，設計難，驗證更難。航天是高風險高投入行業，千辛萬苦做出來的衛星一旦升入太空便遙不可及，由此帶來的最大遺憾是沒有糾錯機會。錯了，便意味著失敗。
當然，人類還沒有完全掌握衛星設計的科學規律。前不久，美國最昂貴的一顆商業遙感衛星也在軌失效。作為衛星設計人員，要想避免失敗，在衛星上天之前就要一遍遍地驗證。衛星不是一般的產品，汽車，可以在各種路況上驗證它的性能；冰箱，可以用制冷速度和制冷量驗證它的質量。可衛星在地上與在天上的情形完全不一樣，它真正的工作環境是地球表面所不具備的，而且有些太空環境在地球上也沒辦法模擬，因此大部分驗證都需要通過特殊裝置來完成。
驗證難，而衛星設計的每一步又都需要驗證，這讓楊芳養成了做事精細量化的習慣。不過這種習慣僅限于工作，工作之外的她大大咧咧，生活中常常去繁就簡，為什么呢？楊芳略一思忖：“好像我是在故意回避。工作越嚴謹，越希望生活放輕松。我不想把工作習慣帶到生活中來，那樣太累了。”
不過楊芳喜歡自己的工作，與衛星朝夕相處，對衛星也多了一份情感。衛星發射前通常要罩上整流罩，保護它在沖出大氣層時不會受到大氣干擾。白色的整流罩上纏著紅色的警示帶，像給衛星裹了一件嚴實的大衣，如同給出門的孩子穿上外套，“那一刻，衛星就像自己的孩子，每次衛星發射，就像送‘孩子’出遠門……”
楊芳這樣描述“送一顆衛星上天”的流程：首先根據客戶需求分解衛星技術指標，進行衛星軌道與總體設計；然后研制衛星的星上產品，同時進行地面測試；待衛星總裝調試完成，再模擬空間環境實驗，確保衛星達到理想狀態；最后衛星發射入軌，正式交付客戶使用。不過且慢，此時任務并沒結束，還要對衛星連續跟蹤，直至衛星壽命結束。實際上，楊芳的工作要伴隨她設計的衛星“一生”。
為衛星璀璨的未來，很執著
楊芳的科普演講生動形象， 深受孩子的歡迎
楊芳坦率，喜歡直來直去，從來也不裝，不明白的事一定要弄清楚。剛剛接觸衛星時，她常常問一些“小兒科”問題，但她覺得不丟人，因為誰都會經過菜鳥階段。
楊芳很執著。做一顆衛星少則兩年，多則十年八年，長期的“蟄伏”必須耐得住寂寞，坐得住冷板凳。沒有人不渴望成功，然而從1957年第一顆人造衛星發射，迄今已經六十多年，人類只將五千多顆衛星送入太空，目前在軌工作的只有兩千多顆。發射失敗、在軌失效的概率要遠高于汽車、飛機等其他系統產品，所以做衛星還要面臨失敗的考驗。
楊芳說她做人做事的個性是受媽媽的影響。小時候媽媽經常告訴她，女孩子不要總想著打扮自己，要把心思用在學習上。“所以我從小就像假小子，從沒留過辮子，直到現在依然習慣短發。”
楊芳從小成績優異，立志要上清華。然而命運與她開了個玩笑：高考失利，她被錄取到江西一所普通高校。對楊芳來說，這是人生的滑鐵盧，而一向嚴格的媽媽此時卻鼓勵她：沒關系，是金子總會發光的！
大學讀的是理工科，班上的女生寥寥無幾，楊芳的成績更是一枝獨秀，是大家羨慕的學霸。大一時有門課是畫法幾何和機械制圖，老師指著課堂上僅有的四名女生說：這門課女生補考最多。結果楊芳次次都考滿分，“我就不相信我學不好。”在男性主導的領域里，真就沒有性別差異嗎？對此楊芳并不否認，但她從媽媽那里得到的教育是：男孩能做的，女孩一定也能做。她向女性朋友呼吁：“不要覺得自己不行，其實你可以。只要努力，完全有可能打破天花板。”
一直做衛星總體設計的楊芳，仰望星空讓視野更遼闊，才能也更多元。衛星是特殊產品，客戶當然也很特殊，如氣象衛星客戶是國家氣象局，環境衛星客戶是國家減災委，地震監測衛星的客戶是國家地震局……楊芳在與這些特殊客戶打交道中，強化社會責任感。“某些方面客戶比我懂的多，因為他們知道要用這個衛星干什么；有些方面我比客戶懂的多，因為我更了解衛星在天上是怎么工作的，能不能實現客戶的要求。”同時，她也更熱衷衛星的科普工作。
2014年，楊芳加入九三學社，工作之余成為學社活動的參與者和倡導者。2018年，她聯合兩名社友共同提出“小科學大夢想”科普公益活動，為孩子們作科普演講，“從小讓孩子建立太空的概念，培養航天的興趣，播下科學的種子，這是意義重大且深遠的事，因為他們是中國航天的未來。”
如今衛星應用越來越廣泛，比如GPS定位導航、時時更新的天氣預報、不間斷播出的衛星電視……不久的將來，人們通過手機便可使用遙感衛星，身在任何地方的人都能輕松拍一張家鄉的衛星照。“隨著衛星設計研制技術的日臻成熟，我們也在力求降低衛星制造成本，做既便宜又好用的衛星。這是我們努力的方向。”比如GPS定位導航、時時更新的天氣預報、不間斷播出的衛星電視……
