11月18日，2021年兩院院士增選結果正式揭曉。中國航天科技集團第五研究院第五一0研究所（蘭州空間技術物理研究所）副所長李得天，當選中國工程院院士。在11月3日舉行的國家科學技術獎勵大會上，李得天主持的“空間電推進綜合測試技術及應用”獲2020年度國家科學技術進步獎二等獎。此前，李得天還曾獲得2020年第二屆全國創新爭先獎，2018年何梁何利基金科學與技術獎“區域創新獎”等。《科學中國人》曾在2016年對李得天進行過專門報道，以下為正文：

李得天

真空計量技術與國防科技發展密不可分。不論是受控核聚變裝置中的超高/極高真空測量，還是載人飛船艙門檢漏儀和月球樣品封裝裝置中的漏率測量，均與真空計量技術密不可分。中國航天科技集團第五研究院第五一0研究所副所長、國家傑出青年科學基金獲得者李得天研究員帶領科研團隊，依靠自主創新，突破了一系列關鍵技術，在真空計量標準建立、真空測試計量儀器研製以及工程應用等方面作出了突出貢獻。

真空計量標準建立

在真空計量標準研建方面，李得天研究員和他的科研團隊攻堅克難，取得了多項國際領先的原創性成果。

說到真空計量標準，“靜態膨脹法”就是一個繞不開的關鍵。自從1910年Kundsen提出將之用作真空標準起，靜態膨脹法真空標準經過近百年的發展，已經成為世界各國進行真空計量的基準器具。然而，隨著航天科技、高能物理等領域的迅速發展，即使具有結構簡單、測量不確定度小等一系列優點，原有的靜態膨脹法也已經不能滿足需求。“要做這個標準，需要把高壓力氣體從一個小容器裡膨脹到已經預先抽空的大容器中，此時大容器中的氣體壓力就衰減了。真空就是透過這樣的原理形成的。但是由於真空容器內壁放氣影響，該標準的校準下限僅為10^-4Pa，無法實現對超高真空的精確校準。”李得天說。

儘管包括美國、日本、德國在內的多個國家計量技術機構長期致力於該項技術瓶頸攻關，提出採用高溫燒氫除氣、內表面鍍膜等方法減小內壁放氣，卻一直沒有取得實質性進展。在國內，五一0所也自上世紀60年代開展了靜態膨脹法真空標準研究工作，但當時是玻璃真空系統，校準室的容積有限，使其校準範圍也比較窄，準確度不高。

面對這一國際上公認的技術難點，李得天帶領科研團隊總結前輩們的經驗，開展了深入細緻的分析,從理論研究、設計到實驗驗證工作，精益求精，終於創新性地提出了採用非蒸散型吸氣劑的選擇性抽氣技術來消除真空容器內壁放氣效應的方法。

應用這種方法，可以實現室溫狀態下對校準室內表面氣體的吸附；同時，由於具有“選擇性”，該方法僅對校準室內表面放出氣體有大抽速，對實驗所需氣體零抽速，消除了放氣對真空校準下限的影響。這被認為是一條全新的技術解決途徑，從根本上解決了近百年來困擾靜態膨脹法真空基礎標準校準下限延伸的國際性難題。

而李得天團隊就此所建立的我國新一代靜態膨脹法真空基礎標準，校準下限達到10^-7Pa，首次實現了採用靜態膨脹法對超高真空規的精確校準。相關論文在真空科學領域權威學術期刊Vacuum上發表，國際真空計量專家Peksa認為“他提出的這種方法使得靜態膨脹法真空標準的校準下限遠遠優於傳統方法的校準下限值”。國際知名真空科學家、德國真空學會前主席Karl Jousten教授則認為“該下限延伸方法是一個Unique Idea（獨特理念）”。

與靜態膨脹法相似，超高/極高真空校準也是真空計量領域研究的熱點和難點之一，此前，僅有美國NIST、德國PTB和日本NIMJ曾建有超高/極高真空標準。隨著我國探月工程的發展，對超高/極高真空校準提出了迫切需求。要利用已有標準嗎？事實上，美、德、日的超高/極高真空標準並沒有那麼完美，比如，因為採用分子束法和壓力衰減法校準，測量不確定度大；而由於都是採用低溫抽氣手段獲得極高真空，執行成本也非常高。

無論是技術瓶頸，還是技術封鎖，研建超高/極高真空計量標準刻不容緩。但李得天團隊也不得不面對一個現狀——我國極高真空計量研究起步晚，國內配套條件差、關鍵裝置缺乏、可借鑑的經驗很少。面對這種情況，李得天研究員針對當時的條件，查閱了大量資料。研究工作繁瑣而艱難，縱使困難如山，他也堅持迎難攀登。經過一番探索，他提出了分流法校準超高/極高真空規和室溫抽氣獲得極高真空的技術方案，最終突破技術瓶頸和技術封鎖，實現了技術途徑的整體創新。

他自主設計研製成功的我國首臺超高/極高真空標準裝置，將我國真空校準能力的下限首次延伸至10^-10Pa的極高真空範圍，及時為我國月球探測、受控核聚變裝置等國家重大科技工程提供了重要的技術支撐和計量保障服務。相關論文在真空科學領域國際頂尖學術期刊J.Vac.Sci.Technol.上發表，在出版當月統計的下載量最多的20篇論文中位列第3。“他提出的分流法校準方法，校準下限達到了極高真空範圍，校準範圍寬，測量不確定度小，校準裝置不需要採用低溫抽氣手段，操作容易，是近年來在極高真空研究領域很有意義的一項工作。”論文審稿人評價道。相關論文發表後，歐洲計量規劃委員會以此為重要參考依據，在2012年釋出的計量研究規劃中將極高真空計量列為此後3年發展的重點。該項成果獲國防科技進步獎一等獎（排名第1）；核心專利獲中國專利優秀獎（排名第1）。

另外，他還提出了固定流導法測量氣體微流量的新方法，負責研建了氣體微流量測量標準，將微流量的測量下限比國際最好水平延伸了4個數量級。相關論文在計量科學領域國際頂尖學術期刊Metrologia上發表，國際同行認為“這是對真空計量和氣體微流量計量的一個重要貢獻”。

“做標準追求準確度高，越複雜，影響因素就越多；越簡單，不確定因素就越少。”談起多年來做真空計量標準的心得，李得天研究員說道。

在實驗室

真空測試計量儀器研製及工程應用

在真空測試計量儀器方面，李得天研究員和他的科研團隊同樣功不可沒。

他提出的基於雙道密封圈的小容積正壓檢漏方法，解決了載人航天器艙門氣密性快速檢測技術難題。而以此為原理研製的航天器艙門快速檢漏儀，與美國、俄羅斯等同類產品相比，是一個高度整合化的空間測量儀器——所有的機電熱、軟體、遙測遙控介面全部整合在一起，重量輕、體積小、功耗低，更難能可貴的是，用該檢漏儀完成全部檢漏任務僅需8分鐘。目前，該檢漏儀已在多艘飛船、目標飛行器以及飛船與目標飛行器的交會對接中得到成功應用，確保了航天員的生命安全，為我國載人航天工程順利實施提供了重要保障。

對李得天團隊來說，探月三期並不陌生。探月三期的核心目標是實現無人自動採集月球樣品（月壤和月岩）並返回地球。這些樣品質量有限，其價值不可估量，極為珍貴。根據系統方案規劃，月球樣品返回地面後要經過原始樣品運輸、解封、處理、收集登記、儲存、描述、分樣和製備等相關階段，月球樣品一旦暴露於地球大氣，將與之發生物理和化學反應，從而使樣品汙染或變性，失去科學研究價值。因此，要完成這個目標，研製具有自動封裝等功能的月球樣品封裝裝置，就成了重中之重。經過上級領導的多輪討論和慎重考慮，最終將研製月球樣品封裝裝置這一神聖使命交給了李得天研究員和他的科研團隊。

研製月球樣品封裝裝置，技術上存在很多難題，他首先考慮的是解決密封問題。在總結真空計量標準研製經驗的基礎上，他提出了靜態累積比較法測量極小真空漏率的方法，研製出月球樣品封裝裝置極小真空漏率測量系統，利用該系統研究了封裝裝置密封結構、填料、過渡層、刀口形狀和角度、刀口壓入深度、擠壓力等與漏率之間的關係，為成功研製滿足漏率要求的月球樣品封裝裝置奠定了基礎。最終，低質量火工鎖緊、自動開合等一系列難題不斷被攻克，他負責研製成功的月球樣品封裝裝置，具有月球樣品無汙染自動封裝等功能，效能指標滿足嫦娥五號探測器取樣分系統的要求，即將在我國探月三期月球樣品取樣返回任務中獲得應用。

液體推進劑是我國航天任務中使用的主要燃料，發生洩漏後會嚴重威脅航天器產品安全和人身安全。我國就曾在一次航天任務研製過程中發生過由於推進劑洩漏而導致的發射事故。為了避免後續發射任務中推進劑洩漏事故的再次發生，就需要儘快研製出推進劑洩漏檢測儀進行現場實時監測。李得天研究員和他的科研團隊再次臨危受命。他們在查閱國外大量文獻的基礎上，創造性地提出了基於質譜分析原理的推進劑洩漏檢測方法。不到3個月，他們就研製出靶場衛星推進劑洩漏檢測儀和火箭危險氣體共底洩漏監測統，第一時間解決了推進劑洩漏檢測難題。目前，相關檢測儀器已長期應用於我國衛星、火箭發射現場的推進劑洩漏監測中，為我國航天任務的高質量、高密度發射提供了主要的技術保障。

不懼挑戰，一直以來都是李得天團隊的基因。他帶領團隊突破了電子光學透鏡設計、高壓掃描電源及微小電流採集處理等多項技術難題，研製出我國首臺空間用雙通道磁偏轉質譜計。該質譜計已成功在某新技術試驗衛星上搭載，對499km太陽同步軌道氣體成分隨區域及時間的變化進行了全面探測，為我國近地空間環境研究及航天器工程應用積累了寶貴的空間環境資料。他提出的雙分子流小孔進樣方法，消除了氣體的質量歧視效應，保證了進樣後氣體成分比例不變，解決了標樣氣體進樣技術難題。該標樣氣體進樣系統已用於我國衛星導航用銣原子鐘的銣泡精確充氣之中，使得導航銣原子鐘打破了歐美禁運，為北斗衛星導航系統組網作出了重要貢獻。此外，他還負責研製出電火箭工質氣體微流量測量系統，主持完成了電火箭工質氣體微流量專項定標工作，為我國步入電推進時代作出了重要貢獻。

鑑於以上工作的原創性和在國防領域的重要性，相關研究成果獲國家技術發明獎二等獎、國防科技進步獎一等獎、軍隊科技進步獎一等獎等省部級以上科技獎勵23項，李得天研究員也先後獲航天貢獻獎、航天創新獎等榮譽。

2015年12月，李得天研究員在廣州參加國家自然科學基金委資訊學部國家傑出青年科學基金專案結題驗收學術彙報交流會。在這次交流會上，他就五一0所，甚至整個中國航天科技集團的第一個國家傑出青年基金專案——“極高真空測量的基礎理論和關鍵技術”研究，從電離規的電子激勵脫附效應產生機理、高效能碳奈米管陰極製備、新型碳奈米管陰極極高真空電離規的理論建模與最佳化設計以及實驗驗證等4個方面的研究工作進行詳細彙報，並對專家相關提問進行解答。

評委會專家組嚴格審議後，對該專案研究取得的理論和實驗成果給予了高度評價，認為專案研究具有挑戰性，創新性強，在國際同行中學術影響力大，給出了“考核優秀”的定論。榮譽迭至，李得天淡然如初，在他和團隊心目中，成果本身比獎項更值得他們驕傲。

團隊合影（第二排左起第六人為李得天副所長）

悉心培育高素質創新性人才

科技創新，人才為本，李得天深知人才對於科技創新猶如人體的血液一般重要，他始終把培養創新型人才和創新型團隊作為研發工作之外的另一個重點。

在日常的工作中，李得天以每週一次研討會的創新形式開展工作，鼓勵年輕科研人員調研新方向、新進展，並在每週的研討會上進行彙報交流，讓科研團隊中的每位成員及時瞭解本學科的最新進展和國際前沿，促進科研團隊學習新知識，把培養人才和創新科研相結合，使年輕科研人員在保持自身活力的同時將航天精神的優良傳統繼承併發揚。正是透過這樣一種人才培養的實踐，李得天的科研團隊一直保有創新的活力，年輕人能夠更快地進步，而中年技術骨幹和老同志在促進年輕人進步的過程中也能再學習、再提高，適應新技術研發的需要。團隊的創新文化和創新風氣，有力地推動了科研事業的不斷創新發展。

目前，李得天的科研團隊科學作風培養經驗已在全所範圍內得以推廣。作為中國空間技術研究院的博士生導師，多年來，他已培養博士後4人，博士7人，碩士10人，其中1名博士獲首屆陳嘉庚青年科學獎，1名博士被聘為中國航天科技集團公司學術技術帶頭人。

“出身中科院，書香門第，學養深厚；成長在航天，自力更生，堅韌頑強；紮根在西北，耐得住寂寞，淳樸厚道。”這是對五一0所的形象描述，也是李得天近30年如一日所堅持的精神內涵。他認同五一0所歷史文化的傳承，也和團隊一起為了五一0所的未來，為了中國航天事業的未來奮力拼搏。