葉曉楠
2020年6月23日,中國西昌,北斗系統(tǒng)第55顆導航衛(wèi)星成功發(fā)射,當衛(wèi)星太陽翼打開的瞬間,反射出金色光芒。至此,北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)星座部署全面完成。
北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng),成為中國第一個面向全球提供公共服務的重大空間基礎設施。
55顆北斗衛(wèi)星是怎樣成功“出道”的?這支由數(shù)萬名科學家、設計師、指揮員和技術員組成的北斗“天團”,用怎樣的辛勤付出,成就了今天的北斗系統(tǒng)?讓我們一起聽他們講述不尋常的創(chuàng)新發(fā)展之路。
“2008年汶川地震發(fā)生后,率先到達重災區(qū)的戰(zhàn)士們,通過北斗衛(wèi)星導航的用戶終端機,為災區(qū)發(fā)出了急救信號,給后續(xù)救援提供了寶貴依據(jù)?!北倍啡栃l(wèi)星總指揮遲軍介紹說,這是當時北斗二號應用的一個典型案例,所用到的,正是北斗獨創(chuàng)的短報文技術。
什么是短報文技術?
航天五院總體部導航衛(wèi)星總體室副主任康成斌解釋說,GPS只能讓用戶知道自己在哪里,而北斗獨創(chuàng)的“短報文”功能,實現(xiàn)了導航+通信的功能,用戶不僅可以知道自己的位置,還可以把自己的位置通過衛(wèi)星反饋給管理中心,向外界傳達。
這意味著,即使在沒有通信信號的海洋、沙漠,或者通信基站遭到破壞(地震、洪水)的地方,只要擁有一臺北斗終端,就可以與外界進行緊急通信,獲得生的希望。
北斗三號的短報文能力,比北斗二號又有了大大提升,每次可達1200個漢字,還可以傳圖像、語音等內(nèi)容。
“這是北斗團隊技術攻關重大進步的一個標志。比如,遠洋漁船可以在海上沒有信號的地方,通過北斗終端發(fā)送全球短報文,報告船只位置和船上情況,有利于安全航行?!笨党杀笳f。
與北斗二號相比,北斗三號最大的進步是“從區(qū)域到全球”,做到了“中國的北斗,世界的北斗”。通過星座星間鏈路技術,實現(xiàn)了衛(wèi)星與衛(wèi)星、衛(wèi)星與地面站的鏈路互通。
新技術實現(xiàn)衛(wèi)星長壽命。北斗三號衛(wèi)星采取多項可靠性措施,使衛(wèi)星設計壽命達到10年至12年,為北斗系統(tǒng)服務的連續(xù)、穩(wěn)定提供了基礎保證。
遲軍至今記得一個電話,那是一個生產(chǎn)重要元器件的國外廠商打來的。
“她說了很多,大意是希望跟北斗合作,向我們供應一個重要元器件。我只是簡單地回復了一句話:我們北斗三號,已經(jīng)全面實現(xiàn)了單機和關鍵元器件自主可控?!边t軍說,“當時我是很自豪的,正是靠著自主創(chuàng)新,北斗徹底打破了核心器部件依賴進口、受制于人的局面,從而鑄造了北斗導航系統(tǒng)的‘中國魂’?!?/p>
事實上,自1994年正式立項以來,中國北斗就將自主可控要求落實到關鍵技術攻關、產(chǎn)品研發(fā)、競爭采購等環(huán)節(jié),在發(fā)布的標準規(guī)范、質(zhì)量管理文件中也明確提出了“自主可控”要求。
國產(chǎn)化是從北斗一號的太陽帆板做起的。
遲軍介紹說,當時很多衛(wèi)星都不敢上,北斗是第一個“吃螃蟹”的,硬著頭皮上。此后,北斗開始了艱苦的國產(chǎn)化攻關。
銣原子鐘是北斗導航衛(wèi)星自主創(chuàng)新的重大成果。
作為導航衛(wèi)星的頻率基準,銣原子鐘被譽為導航衛(wèi)星的“心臟”,其背后蘊藏著有關時間基準的核心技術,決定著導航衛(wèi)星定位、測距、授時的準確性,中國的科研團隊在研制之初也面臨各種困難。
“有沒有遇到過困難,甚至覺得撐不下去的時候?肯定有!”遲軍說,即便是在最艱難的時刻,北斗團隊也從未動搖過國產(chǎn)化的信心和決心,要打造世界一流工程、實現(xiàn)航天強國夢,就離不開國產(chǎn)化。
如今,中國北斗人最終啃下了這塊“硬骨頭”,國產(chǎn)星載銣原子鐘從無到有,從粗到精,性能指標不斷提高,填補了技術空白。
擁有了自主知識產(chǎn)權和核心技術,北斗導航衛(wèi)星全部單機和關鍵元器件實現(xiàn)100%自主可控。
如果說以國為重是北斗的核心價值觀、自力更生是北斗的風骨,那么不斷創(chuàng)新則是北斗的靈魂。
對于北斗三號衛(wèi)星全球組網(wǎng)的成功,航天五院總體部高級工程師朱位感慨地說:“這是創(chuàng)新的勝利,也是年輕的勝利?!?/p>
在初創(chuàng)階段,“老北斗人”用藥盒和大頭針制作簡易的衛(wèi)星模型,給新員工做講解;后來,他們用“共享筆記本”等形式,你一句、我兩行地記錄研制心得;再后來,他們編著總體設計指南以及各分系統(tǒng)的設計工作手冊,詳解設計寶典。
這樣的傳幫帶,加上北斗工程密集組網(wǎng)的歷練,大大縮短了北斗人才成長的周期。如今,北斗已形成一支老中青結合的團隊。
12年前,27歲的康成斌博士畢業(yè),他只投了一份簡歷,就是要去北斗。
“我讀博士期間攻關做導航接收機,最令我受刺激的是,當時所接收的信號,大部分都是別國GPS的信號。所以,我就要進北斗,要做中國人自己的導航衛(wèi)星。”康成斌說。
北斗三號工程啟動建設后,一個問題擺在大伙面前:全球組網(wǎng)是延續(xù)國際上已有的方法,還是另辟蹊徑?大家決定,要走一條不一樣的路,創(chuàng)新衛(wèi)星之間的鏈接方法。
在方案確立的關鍵階段,年僅29歲的康成斌大膽提出了某關鍵技術的驗證方案。
“令我驚喜的是,我們團隊就確實建造了一顆模擬衛(wèi)星,讓我去做這個測試驗證?!笨党杀笳f,團隊還給了全方位的政策支持,讓青年科研團隊放手去干,歷時5年攻關,北斗衛(wèi)星全球組網(wǎng)的關鍵技術取得關鍵突破。
郭建新已經(jīng)做了13年的北斗人,令他印象深刻的是,他所負責的北斗三號控制系統(tǒng),全部采用了新研發(fā)的國產(chǎn)部件。
“創(chuàng)新是需要勇氣和擔當?shù)?,我們整個團隊在國產(chǎn)化的基礎上,不斷提高精度、設備使用壽命,同時做到小型化,克服了各種困難。現(xiàn)在,北斗三號衛(wèi)星的在軌運行表現(xiàn)很好,正是北斗團隊對創(chuàng)新的鼓勵和對技術的精益求精,才取得這樣的成果。這次在發(fā)射第55顆星時,太陽翼在星箭分離后80秒內(nèi)全部展開到位,那樣輝煌的場景,也是北斗團隊的創(chuàng)新成果之一,令我們感受到夢想成真的力量?!惫ㄐ抡f。
未來,在浩瀚的太空,北斗還將耕宇牧星,在空間事業(yè)發(fā)展的偉大征程中鑄就新的輝煌。
(摘自七一網(wǎng) 七一客戶端/《人民日報海外版》)