光明日報記者 張蕾 光明日報通訊員 潘晨    

 

　　2018年12月27日，北斗三號基本系統正式向“一帶一路”及全球提供基本導航服務(wù)，中國北斗距離全球組網(wǎng)的目標邁出了實(shí)質(zhì)性一步。

 

　　回首來(lái)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(fǎng)了“北斗大本營(yíng)”中國航天科技集團五院的部分專(zhuān)家，請他們講述北斗導航衛星背后的研發(fā)故事。

 

　　“小步快跑”刷新中國速度

 

　　北斗工程誕生之前，我國曾在衛星導航領(lǐng)域苦苦摸索，在理論探索和研制實(shí)踐方面開(kāi)展了卓有成效的工作。作為先驅者，立項于20世紀60年代末的“燈塔計劃”雖然最終因技術(shù)方向轉型、財力有限等原因而終止，卻如同黑夜中的一盞明燈，為后來(lái)上馬的北斗工程積累下寶貴的經(jīng)驗。

 

　　中國導航衛星究竟走什么樣的道路？在國際導航競技場(chǎng)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(zhuān)家學(xué)者提出了利用2顆地球同步軌道衛星來(lái)測定地面和空中目標的設想，通過(guò)大量理論和技術(shù)上的研究工作，雙星定位系統的概念逐步明晰。

 

　　接下來(lái)，是一步跨到全球組網(wǎng)，還是分階段走？這在當時(shí)引發(fā)了不小的爭議。“系統一下建那么大（全球組網(wǎng)），需要大量的時(shí)間和資金。當時(shí)剛剛開(kāi)放，用戶(hù)還是集中在國內、周邊，因此‘先區域、后全球’的技術(shù)途徑符合中國國情。”參與了技術(shù)路線(xiàn)討論的北斗一號衛星總設計師范本堯院士說(shuō)。

 

　　于是，“先區域、后全球”的思路被確定下來(lái)，“三步走”的北斗之路由此鋪開(kāi)。

 

　　先解決有無(wú)。作為“第一步”，北斗一號要“花小錢(qián)，辦大事”，驗證系統設計思想的正確性。1993年初，五院提出衛星總體方案，初步確定了衛星技術(shù)狀態(tài)和總體技術(shù)指標。1994年，北斗一號系統工程立項，組建衛星團隊全面展開(kāi)研制工作。經(jīng)過(guò)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，使我國成為繼美、俄之后第三個(gè)擁有自主衛星導航系統的國家。

 

　　面對快速增長(cháng)的應用需求，在保留北斗特色的同時(shí)，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(gè)重大科技專(zhuān)項之一。2012年12月27日，北斗系統面向亞太區域提供服務(wù)，成為國際衛星導航系統四大服務(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(kāi)始嘗試沖刺和領(lǐng)跑，并于2018年完成10箭19星發(fā)射，創(chuàng )下世界衛星導航系統建設的新紀錄，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(zhù)這些新“神器”閃耀登場(chǎng)，北斗導航系統的整體性能大幅提升。

 

　　把發(fā)展的主動(dòng)權掌握在自己手中

 

　　“北斗的研制，是中國人自己干出來(lái)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。”北斗一號衛星總指揮李祖洪說(shuō)。

 

　　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，建設一代”的創(chuàng )新思路，中國北斗始終把發(fā)展的主動(dòng)權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星實(shí)現方法，打破了國外技術(shù)壟斷，建立起國際上首個(gè)基于雙星定位原理的區域有源衛星定位系統——北斗導航衛星試驗系統。

 

　　北斗二號突破了區域混合導航星座構建、高精度時(shí)空基準建立的關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現星載原子鐘國產(chǎn)化，在國際上首次實(shí)現混合星座區域衛星導航系統。區域系統建成后，各項技術(shù)指標均與GPS等國際先進(jìn)水平相當。

 

　　北斗人至今還記得研制首顆北斗二號衛星那段“激情燃燒的歲月”。根據國際電聯(lián)的規則，頻率資源是有時(shí)限的，過(guò)期作廢。時(shí)間不等人！在爭分奪秒完成前期所有研制任務(wù)后，為節省時(shí)間，所有參試人員進(jìn)駐發(fā)射場(chǎng)后大干了3天體力活，搬設備、扛機柜、布電纜，接下來(lái)又是200小時(shí)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(shí)距離空間頻率失效僅剩下不到4個(gè)小時(shí)——正是這次壯舉，有效地保護了我國衛星導航系統的頻率資源，拉開(kāi)了北斗區域導航系統建設的序幕。

 

　　在北斗三號全球組網(wǎng)建設中，五院率先提出國際上首個(gè)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)權的星間鏈路網(wǎng)絡(luò )協(xié)議、自主定軌、時(shí)間同步等系統方案；研發(fā)出國內首個(gè)適于直接入軌一箭多星發(fā)射的“全桁架式衛星平臺”，實(shí)現了衛星自主監測和自主健康管理；成功應用星載大功率微波開(kāi)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(cháng)期依賴(lài)進(jìn)口、受制于人的局面，為全球快速組網(wǎng)建設鋪平道路。

 

　　每顆北斗衛星都有強大的幕后團隊

 

　　“這是一項團隊工程，沒(méi)有個(gè)人英雄，航天事業(yè)的成功是一個(gè)團隊的成功。”北斗三號工程副總設計師、衛星首席總設計師謝軍說(shuō)。

 

　　的確，每一顆北斗衛星都有著(zhù)強大的幕后團隊，牽動(dòng)著(zhù)衛星、運載火箭、運控、應用、測控、發(fā)射場(chǎng)等各大系統。以衛星系統為例，總體設計、結構機械、熱控制、綜合電子、控制與推進(jìn)、載荷等眾多分系統，以及測試、總裝等環(huán)節的北斗人，盡管身處不同崗位、面臨不同挑戰，但大家總是心往一處想、勁兒往一處使，共同推動(dòng)北斗工程一步步穩健地向前邁進(jìn)。

 

　　即便是團隊中的泰斗和“明星”人物，也不愛(ài)“藏著(zhù)掖著(zhù)”。他們相信“教會(huì )徒弟才能解放師傅，一代更比一代強”，從而熱心地推進(jìn)知識轉移和人才培養，摸索出“自我學(xué)習，自我提高”的自助、“以老帶新，傳承經(jīng)驗”的幫助、“專(zhuān)業(yè)培訓，注重實(shí)效”的輔助和“專(zhuān)業(yè)互補，共同進(jìn)步”的互助這樣一個(gè)“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(jiǎn)易的衛星模型向新員工細細講解；后來(lái)，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(lái)，他們設立了督導師制度，手把手地助推青年成長(cháng)，編著(zhù)出總體設計指南以及各分系統的設計/工作手冊作為傳授寶典，以《航天器總體設計禁忌》詳解設計中的“清規戒律”；再后來(lái)，創(chuàng )新開(kāi)展的虛擬衛星培訓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(gè)月的時(shí)間設計一顆“麻雀雖小，五臟俱全”的虛擬衛星，通過(guò)考核后才能走上工作崗位……現在，他們又有了“科研生產(chǎn)一體化管控平臺”等數字化工具，顯著(zhù)提升了設計制造能力。

 

　　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(cháng)的周期。如今，北斗研制形成了一支平均年齡38歲、老中青結合的團隊，先后走出了中國工程院院士范本堯以及10余名衛星總設計師/總指揮、20余名副總設計師/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(gè)寶貴的“明星”陣容。

 

　　探尋北斗導航衛星研制的背后故事，也就領(lǐng)悟到自主創(chuàng )新、團結協(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如此之近。