2018年12月27日,,北斗三號基本系統(tǒng)正式向“一帶一路”及全球提供基本導(dǎo)航服務(wù),中國北斗距離全球組網(wǎng)的目標(biāo)邁出了實質(zhì)性一步,。
回首來路,,穿越激蕩的四十年,中國北斗蹚出了一條獨特的探索道路,,在導(dǎo)航領(lǐng)域成就了一段波瀾壯闊的東方傳奇,。北斗之路,貴在何處,?光明日報記者采訪了“北斗大本營”中國航天科技集團五院的部分專家,,請他們講述北斗導(dǎo)航衛(wèi)星背后的研發(fā)故事。
“小步快跑”刷新中國速度
北斗工程誕生之前,,我國曾在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域苦苦摸索,,在理論探索和研制實踐方面開展了卓有成效的工作。作為先驅(qū)者,,立項于20世紀(jì)60年代末的“燈塔計劃”雖然最終因技術(shù)方向轉(zhuǎn)型,、財力有限等原因而終止,卻如同黑夜中的一盞明燈,,為后來上馬的北斗工程積累下寶貴的經(jīng)驗,。
中國導(dǎo)航衛(wèi)星究竟走什么樣的道路?在國際導(dǎo)航競技場上,,中國又一次站在了十字路口,。
1983年,以陳芳允院士為代表的專家學(xué)者提出了利用2顆地球同步軌道衛(wèi)星來測定地面和空中目標(biāo)的設(shè)想,,通過大量理論和技術(shù)上的研究工作,,雙星定位系統(tǒng)的概念逐步明晰。
接下來,,是一步跨到全球組網(wǎng),,還是分階段走?這在當(dāng)時引發(fā)了不小的爭議,?!跋到y(tǒng)一下建那么大(全球組網(wǎng)),,需要大量的時間和資金。當(dāng)時剛剛開放,,用戶還是集中在國內(nèi),、周邊,因此‘先區(qū)域,、后全球’的技術(shù)途徑符合中國國情,。”參與了技術(shù)路線討論的北斗一號衛(wèi)星總設(shè)計師范本堯院士說,。
于是,,“先區(qū)域、后全球”的思路被確定下來,,“三步走”的北斗之路由此鋪開,。
先解決有無。作為“第一步”,,北斗一號要“花小錢,,辦大事”,驗證系統(tǒng)設(shè)計思想的正確性,。1993年初,,五院提出衛(wèi)星總體方案,初步確定了衛(wèi)星技術(shù)狀態(tài)和總體技術(shù)指標(biāo),。1994年,,北斗一號系統(tǒng)工程立項,,組建衛(wèi)星團隊全面展開研制工作,。經(jīng)過艱苦卓絕的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和重大故障的成功排除搶修,終于在2003年建成北斗一號系統(tǒng),,使我國成為繼美,、俄之后第三個擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家。
面對快速增長的應(yīng)用需求,,在保留北斗特色的同時,,北斗二號邁出了提升性能的“第二步”。2004年,,北斗二號正式立項研制,,并于2006年成為國家16個重大科技專項之一。2012年12月27日,,北斗系統(tǒng)面向亞太區(qū)域提供服務(wù),,成為國際衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)四大服務(wù)商之一。
站在前兩代星座的肩膀上,,北斗的“第三步”邁得自信而堅定,。立項于2009年12月的北斗三號開始嘗試沖刺和領(lǐng)跑,,并于2018年完成10箭19星發(fā)射,創(chuàng)下世界衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的新紀(jì)錄,,在太空中再次刷新了“中國速度”,。星間鏈路、全球搜救載荷,、新一代原子鐘……伴隨著這些新“神器”閃耀登場,,北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的整體性能大幅提升。
把發(fā)展的主動權(quán)掌握在自己手中
“北斗的研制,,是中國人自己干出來的,。‘巨人’對我們技術(shù)封鎖,,不讓我們站在肩膀上,。唯一的辦法,就是自己成為巨人,?!北倍芬惶栃l(wèi)星總指揮李祖洪說。
作為國之重器,,自主創(chuàng)新是北斗工程的必由之路,。秉承“探索一代,研發(fā)一代,,建設(shè)一代”的創(chuàng)新思路,,中國北斗始終把發(fā)展的主動權(quán)牢牢掌握在自己手中。
北斗一號原創(chuàng)性地提出雙星定位的衛(wèi)星實現(xiàn)方法,,打破了國外技術(shù)壟斷,,建立起國際上首個基于雙星定位原理的區(qū)域有源衛(wèi)星定位系統(tǒng)——北斗導(dǎo)航衛(wèi)星試驗系統(tǒng)。
北斗二號突破了區(qū)域混合導(dǎo)航星座構(gòu)建,、高精度時空基準(zhǔn)建立的關(guān)鍵技術(shù),,實現(xiàn)星載原子鐘國產(chǎn)化,在國際上首次實現(xiàn)混合星座區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),。區(qū)域系統(tǒng)建成后,,各項技術(shù)指標(biāo)均與GPS等國際先進(jìn)水平相當(dāng)。
北斗人至今還記得研制首顆北斗二號衛(wèi)星那段“激情燃燒的歲月”,。根據(jù)國際電聯(lián)的規(guī)則,,頻率資源是有時限的,過期作廢,。時間不等人,!在爭分奪秒完成前期所有研制任務(wù)后,為節(jié)省時間,所有參試人員進(jìn)駐發(fā)射場后大干了3天體力活,,搬設(shè)備,、扛機柜、布電纜,,接下來又是200小時不間斷地加電測試……這一次,,院士、型號老總和技術(shù)人員一起排班,,很多人因為水土不服而拉肚子,、發(fā)燒,但大家都帶病堅持在崗位上,,經(jīng)受住了次次險情和種種考驗,。2007年4月16日,在成功發(fā)射的兩天后,,北京從飛行試驗星獲得清晰信號,,此時距離空間頻率失效僅剩下不到4個小時——正是這次壯舉,有效地保護了我國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的頻率資源,,拉開了北斗區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)建設(shè)的序幕,。
在北斗三號全球組網(wǎng)建設(shè)中,五院率先提出國際上首個高中軌道星間鏈路混合型新體制,,形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的星間鏈路網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,、自主定軌、時間同步等系統(tǒng)方案,;研發(fā)出國內(nèi)首個適于直接入軌一箭多星發(fā)射的“全桁架式衛(wèi)星平臺”,,實現(xiàn)了衛(wèi)星自主監(jiān)測和自主健康管理;成功應(yīng)用星載大功率微波開關(guān),、行波管放大器等關(guān)鍵國產(chǎn)化元器件和部組件,,打破核心器部件長期依賴進(jìn)口、受制于人的局面,,為全球快速組網(wǎng)建設(shè)鋪平道路,。
每顆北斗衛(wèi)星都有強大的幕后團隊
“這是一項團隊工程,,沒有個人英雄,,航天事業(yè)的成功是一個團隊的成功?!北倍啡柟こ谈笨傇O(shè)計師,、衛(wèi)星首席總設(shè)計師謝軍說。
的確,,每一顆北斗衛(wèi)星都有著強大的幕后團隊,,牽動著衛(wèi)星、運載火箭、運控,、應(yīng)用,、測控、發(fā)射場等各大系統(tǒng),。以衛(wèi)星系統(tǒng)為例,,總體設(shè)計、結(jié)構(gòu)機械,、熱控制,、綜合電子、控制與推進(jìn),、載荷等眾多分系統(tǒng),,以及測試、總裝等環(huán)節(jié)的北斗人,,盡管身處不同崗位,、面臨不同挑戰(zhàn),但大家總是心往一處想,、勁兒往一處使,,共同推動北斗工程一步步穩(wěn)健地向前邁進(jìn)。
即便是團隊中的泰斗和“明星”人物,,也不愛“藏著掖著”,。他們相信“教會徒弟才能解放師傅,一代更比一代強”,,從而熱心地推進(jìn)知識轉(zhuǎn)移和人才培養(yǎng),,摸索出“自我學(xué)習(xí),自我提高”的自助,、“以老帶新,,傳承經(jīng)驗”的幫助、“專業(yè)培訓(xùn),,注重實效”的輔助和“專業(yè)互補,,共同進(jìn)步”的互助這樣一個“四助”策略。
創(chuàng)業(yè)階段,,老北斗人用藥盒和大頭針制作出簡易的衛(wèi)星模型向新員工細(xì)細(xì)講解,;后來,他們采用“共享筆記本”等形式,,你一句,、我兩行地記錄研制經(jīng)驗和心得;后來,,他們設(shè)立了督導(dǎo)師制度,,手把手地助推青年成長,編著出總體設(shè)計指南以及各分系統(tǒng)的設(shè)計/工作手冊作為傳授寶典,以《航天器總體設(shè)計禁忌》詳解設(shè)計中的“清規(guī)戒律”,;再后來,,創(chuàng)新開展的虛擬衛(wèi)星培訓(xùn)項目漸漸成為北斗新人們的必修課,大家分工協(xié)作,,用不到一個月的時間設(shè)計一顆“麻雀雖小,,五臟俱全”的虛擬衛(wèi)星,通過考核后才能走上工作崗位……現(xiàn)在,,他們又有了“科研生產(chǎn)一體化管控平臺”等數(shù)字化工具,,顯著提升了設(shè)計制造能力。
給力的傳幫帶,,加上密集組網(wǎng)的工程歷練,,大大縮短了北斗人才成長的周期。如今,,北斗研制形成了一支平均年齡38歲,、老中青結(jié)合的團隊,先后走出了中國工程院院士范本堯以及10余名衛(wèi)星總設(shè)計師/總指揮,、20余名副總設(shè)計師/副總指揮等領(lǐng)軍人才,,為我國航天事業(yè)的發(fā)展錘煉出一個寶貴的“明星”陣容。
探尋北斗導(dǎo)航衛(wèi)星研制的背后故事,,也就領(lǐng)悟到自主創(chuàng)新,、團結(jié)協(xié)作、攻堅克難,、追求卓越的北斗精神,。天河漫漫,北斗璀璨,,浩渺的星河從未離我們?nèi)绱酥?。(張?潘晨)

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