倪偉
2020年6月23日,北斗三號最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射成功。歷經(jīng)兩年半左右,中國以最快速度密集發(fā)射30顆北斗三號衛(wèi)星,建成世界先進(jìn)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),比原計(jì)劃節(jié)省了半年時(shí)間。
遲軍作為北斗三號衛(wèi)星總指揮,已經(jīng)掌舵這個(gè)團(tuán)隊(duì)11年,現(xiàn)在終于可以松一口氣。
自打2009年上任總指揮,他幾乎沒停止過運(yùn)轉(zhuǎn)。度過了緊張的技術(shù)攻關(guān),就進(jìn)入更緊張的組網(wǎng)發(fā)射,如今又馬不停蹄開始下一代北斗四號的論證,任務(wù)總是一環(huán)接一環(huán),沒有喘息。
北斗三號系統(tǒng)是一個(gè)龐大的衛(wèi)星星座,每一顆衛(wèi)星都由十幾萬個(gè)元器件組成,它們一刻不停地運(yùn)轉(zhuǎn)。打造這個(gè)系統(tǒng)的人,仿佛也在地面上構(gòu)成一個(gè)龐大的機(jī)器,在研制、發(fā)射和應(yīng)用的各個(gè)階段,每個(gè)人都在不停地運(yùn)轉(zhuǎn)。
遲軍是這臺(tái)機(jī)器上的一個(gè)元器件。
似乎沒有什么能讓遲軍停下來,新冠病毒也不行。
去年春節(jié)剛過,新冠肺炎疫情正處于上升期,遲軍與一批同事成為“逆行者”,趕赴四川西昌衛(wèi)星發(fā)射中心。
北斗三號系統(tǒng)最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星定在上半年發(fā)射,遲軍作為發(fā)射試驗(yàn)隊(duì)隊(duì)長,提出了一個(gè)目標(biāo):發(fā)射任務(wù)和抗擊疫情“雙勝利”。
出乎意料的是,3月、4月,中國航天遭遇兩次發(fā)射失利,其中一次就在西昌,就是即將發(fā)射北斗三號的長三甲系列火箭。隨即,北斗三號試驗(yàn)隊(duì)也開展起了質(zhì)量大整頓,全面復(fù)查火箭和衛(wèi)星的質(zhì)量。
這是遲軍在整個(gè)組網(wǎng)過程中壓力最大的時(shí)候,北斗三號收官任務(wù)與長三甲系列火箭失利后首次復(fù)飛重疊,航天系統(tǒng)內(nèi)的目光都盯著他們。一開始,聚焦的目光讓遲軍壓力很大,但是到后來,“越查越有信心”,細(xì)致到每一個(gè)焊接點(diǎn)是不是可靠,風(fēng)險(xiǎn)被一再排查。
常年在這樣的壓力狀態(tài)中,遲軍已經(jīng)沒有大悲大喜,他有意識(shí)地讓自己保持清醒和冷靜。因?yàn)檫^度緊張會(huì)影響正常思維,曾經(jīng)就有人出現(xiàn)過因?yàn)榫o張而操作失誤的情況。作為總指揮,他也是穩(wěn)定軍心的主心骨,不能用情緒影響別人。
遲軍:北斗三號衛(wèi)星總指揮
到了6月,直到官宣衛(wèi)星發(fā)射時(shí)間之后,又經(jīng)歷了一次推遲。衛(wèi)星等啊等,終于在6月23日發(fā)射升空。
北斗三號兩年半組網(wǎng)之旅極為平順,這是最波折的一次發(fā)射,在最后關(guān)頭增添了一些故事。
有些事情我們已經(jīng)習(xí)以為常,我們幾乎不會(huì)想象,如果有一天電視突然沒了信號,整個(gè)黑屏,或者定位我們位置的箭頭從地圖上消失,會(huì)是什么場景。
電視和導(dǎo)航的信號,依靠的都是天上的衛(wèi)星。在制造和維護(hù)這些衛(wèi)星的人看來,衛(wèi)星遇到故障,可能是分分鐘的事。
十幾萬個(gè)元器件中的某一個(gè)關(guān)鍵部分停止了運(yùn)行,太空垃圾突然擊中衛(wèi)星,太空環(huán)境中的某些高輻射微粒侵入星體,都可能讓衛(wèi)星停止服務(wù)。同一時(shí)間,地面上整個(gè)國家甚至半球的某項(xiàng)服務(wù)陷入停擺。
遲軍的壓力就來自這里——他太了解系統(tǒng)的運(yùn)行。
他1990年從北京航空航天大學(xué)畢業(yè)后,進(jìn)入航天五院工作。經(jīng)歷過技術(shù)和管理崗位的雙重歷練,2004年,37歲時(shí)就被任命為通信衛(wèi)星型號的總指揮,之后接著擔(dān)任鑫諾三號通信衛(wèi)星等三顆衛(wèi)星的總指揮。
2009年,北斗三號衛(wèi)星立項(xiàng),他被任命為這一重大型號的總指揮,至今已經(jīng)11年。他一共親自管理了27顆衛(wèi)星的研制。
研制鑫諾三號衛(wèi)星的時(shí)候,遲軍切身體會(huì)到衛(wèi)星研制壓力之大。鑫諾三號用于廣播電視信號傳輸,他看電視的時(shí)候想,要是這顆衛(wèi)星在天上出了問題,千家萬戶的電視可就黑屏了,心理壓力陡增。
“那時(shí)候我深深體會(huì)到,不管什么類型的衛(wèi)星,包括商業(yè)衛(wèi)星和民用衛(wèi)星,要求并不比科學(xué)探測的航天器低,因?yàn)樗?wù)的是所有公眾,問題會(huì)暴露在所有人眼中?!钡搅吮倍啡栄兄茣r(shí),這種體會(huì)更深。
衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的用途不僅是字面意思上的導(dǎo)航指路,它的用處幾乎無處不在。因?yàn)閷?dǎo)航系統(tǒng)提供了時(shí)間基準(zhǔn)和高精度位置,時(shí)間和位置幾乎是所有經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)的基礎(chǔ)。
比如,在東北農(nóng)田里,現(xiàn)在播種機(jī)和收割機(jī)上安裝了北斗終端,提前規(guī)劃好路徑,就自動(dòng)開起來工作,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率大大提高。金融行業(yè)里,交易時(shí)間需要無比精確,如果與外國銀行差了零點(diǎn)零零幾秒,都會(huì)造成巨大損失。以前只能依靠國外衛(wèi)星系統(tǒng)提供這種精確授時(shí),現(xiàn)在北斗三號實(shí)現(xiàn)了。
每個(gè)行業(yè)如何應(yīng)用,需要行業(yè)內(nèi)的部門、企業(yè)發(fā)揮想象力,研發(fā)相應(yīng)的終端和軟件。遲軍舉例說,已經(jīng)有企業(yè)研發(fā)老年人定位終端,家人能在APP上實(shí)時(shí)看到老年人的位置,防止健忘的老人走失。
而這一切的基礎(chǔ),是北斗三號衛(wèi)星系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定地提供免費(fèi)信號,一秒都不能中斷。
北斗三號研制團(tuán)隊(duì)以中國航天科技集團(tuán)有限公司五院為核心,輻射全國各類配套單位。
從2009年立項(xiàng)開始,遲軍就調(diào)研遍了全國最領(lǐng)先的各類元器件企業(yè),時(shí)常有讓他吃驚的時(shí)候:原來國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)如此優(yōu)秀?!拔矣X得特別自豪,10年、20年前要想干這事兒可能都不太現(xiàn)實(shí),但這幾年國家基礎(chǔ)工業(yè)突飛猛進(jìn),有了大的環(huán)境和基礎(chǔ),北斗才有可能干成,要不然就是天方夜譚。”
特別是在一些長期未突破的領(lǐng)域,最近一些年相繼取得進(jìn)展。
比如一種用于北斗衛(wèi)星的大功率微波開關(guān),一直是一個(gè)難題。北斗三號立項(xiàng)后,航天科技集團(tuán)九院一家研究所主動(dòng)找上門,說他們已經(jīng)攻關(guān)了很多年,遲軍和同事看了產(chǎn)品,發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)能力非常出色。經(jīng)過繼續(xù)研發(fā)和試驗(yàn),最終成功替代了國外產(chǎn)品。
還有一些民營企業(yè),在一些技術(shù)上也達(dá)到了全球領(lǐng)先水平。這些成果,讓遲軍覺得,北斗三號核心器件實(shí)現(xiàn)全面國產(chǎn)化這事兒能行。
起初,研發(fā)資金還沒到位,一些企業(yè)——包括民營企業(yè)就自掏腰包,按照北斗三號的要求研發(fā)元器件?!叭绻眠@些人和時(shí)間去做別的項(xiàng)目,他們會(huì)賺得更多,但他們覺得國家任務(wù)是最重要的?!边@些企業(yè)和研發(fā)人員讓遲軍感動(dòng)。
不同于甲方和乙方的關(guān)系,北斗三號核心團(tuán)隊(duì)將這些供貨商都看成隊(duì)伍的一部分。供貨商出現(xiàn)難題時(shí),他們一起想辦法。有段時(shí)間,航天科技集團(tuán)九院大功率微波開關(guān)研發(fā)遇到問題,因?yàn)閱挝浑x得近,北斗三號衛(wèi)星首席總設(shè)計(jì)師謝軍吃過晚飯就直接到對方單位,一起查找原因。
后來,在原定交貨時(shí)限的最后一天,經(jīng)過夜以繼日的攻關(guān),研究所的所長親自抱著微波開關(guān)產(chǎn)品趕來交付,沒有耽誤一天研發(fā)進(jìn)度。
在南京,一家配套研發(fā)行波管的企業(yè),在一次大功率試驗(yàn)中,幾臺(tái)產(chǎn)品全部燒毀。為了查找原因,團(tuán)隊(duì)里有女孩推遲了婚期,有準(zhǔn)爸爸沒法見證孩子出生。
“這些都讓我特別感動(dòng)?!边t軍說,說起北斗三號團(tuán)隊(duì),他想的不只是五院的研發(fā)團(tuán)隊(duì),而是所有參與的人。這些參與者遍布全國,至少數(shù)萬人。
北斗三號的組網(wǎng)必須越快越好。戰(zhàn)線拉得太長,衛(wèi)星相當(dāng)于白白浪費(fèi)了壽命。比方說,如果5年建成,到組網(wǎng)成功正式開通時(shí),首批衛(wèi)星只剩一半壽命。
因此,北斗三號開啟了我國航天史無前例的密集組網(wǎng)。
北斗三號最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射前,遲軍與同事們在火箭前合影留念。
北斗三號系統(tǒng)是一個(gè)龐大的衛(wèi)星星座,每一顆衛(wèi)星都由十幾萬個(gè)元器件組成,它們一刻不停地運(yùn)轉(zhuǎn)。打造這個(gè)系統(tǒng)的人,仿佛也在地面上構(gòu)成一個(gè)龐大的機(jī)器,在研制、發(fā)射和應(yīng)用的各個(gè)階段,每個(gè)人都在不停地運(yùn)轉(zhuǎn)。
這一過程,也大大推動(dòng)了我國衛(wèi)星設(shè)計(jì)制造能力的提升。遲軍說,北斗三號借鑒了其他工業(yè)行業(yè)的流水線方式,形成組批生產(chǎn)模式。
最多時(shí),廠房里同時(shí)有12顆衛(wèi)星在總裝測試。同時(shí),由于應(yīng)用了自動(dòng)化測試系統(tǒng),人力被解放,12顆衛(wèi)星只需不到10名工作人員與機(jī)器配合,就能在廠房里流暢運(yùn)行。
更多現(xiàn)代化的手段進(jìn)入北斗三號研制中,一定程度上重塑了衛(wèi)星生產(chǎn)模式。流水線、自動(dòng)化、遠(yuǎn)程協(xié)作、柔性制造……原來很多被認(rèn)為不適合衛(wèi)星這種精密產(chǎn)品的手段,被定制化地引入衛(wèi)星制造中。
“如果未來再有這種大批量的任務(wù),一定會(huì)用這種模式,北斗三號探索出來了這條路?!边t軍說。
從2009年北斗三號立項(xiàng)起,一個(gè)目標(biāo)就確立了:所有的部件和元器件全部國產(chǎn),不能受制于人。遲軍說,很多年中,中國航天發(fā)展一直擺脫不了進(jìn)口。北斗選擇了自力更生的道路。
從一開始,所有“捷徑”就被堵死了。
比如困擾中國航天界很多年的行波管。這是衛(wèi)星上用來放大信號的關(guān)鍵部件,北斗三號之前一直從國外采購。北斗三號項(xiàng)目中專門就行波管開展攻關(guān),在2015年北斗三號試驗(yàn)星發(fā)射前,具備了上天飛行的條件。此時(shí),正好遇到國外供貨商針對北斗三號限制出口,遲軍當(dāng)時(shí)態(tài)度堅(jiān)決,說:那就退貨吧。
如今,北斗三號實(shí)現(xiàn)星上設(shè)備級產(chǎn)品百分之百國產(chǎn)。遲軍說,并不是為了追求這個(gè)數(shù)字,有些國外非核心的配套產(chǎn)品便宜好用,合作基礎(chǔ)也很好,北斗也會(huì)采用。“還是要融入國際市場,北斗是一個(gè)開放的系統(tǒng)?!?/p>
北斗三號這個(gè)史無前例的系統(tǒng)建設(shè),給未來留下來的寶貴財(cái)產(chǎn),遲軍認(rèn)為,是一大批國產(chǎn)化技術(shù)和航天級水平的供貨商。
很多北斗三號配套單位是首次參與航天任務(wù)。天上用的產(chǎn)品一出廠就必須萬無一失。傳統(tǒng)航天企業(yè)探索出一套航天質(zhì)量管理經(jīng)驗(yàn),航天人的任務(wù),就是將這套方法延伸到供貨商中去。
現(xiàn)在,有些北斗三號的配套企業(yè),產(chǎn)品已經(jīng)開始出口。遲軍認(rèn)為,這就是北斗三號項(xiàng)目的一大貢獻(xiàn):推著全國“宇航基礎(chǔ)工業(yè)”向前邁進(jìn)了一步。
這是最讓他自豪的一點(diǎn)。
北斗三號任務(wù)完成后,回到北京,下一代北斗四號導(dǎo)航衛(wèi)星的論證又開始了。
全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),都在一刻不停地迭代發(fā)展。北斗三號雖然剛建成,但必須抓緊去研究更新的技術(shù)。當(dāng)前,一些下一代關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)方向已經(jīng)確定,如果不從現(xiàn)在起步,過幾年北斗三號將落后于全球最新的系統(tǒng)。
地面上這臺(tái)機(jī)器仍在運(yùn)轉(zhuǎn),遲軍還是不能停下來。
◎ 來源|新京報(bào)