
6月23日,中國西昌,北斗系統第55顆導航衛星成功發射,當衛星太陽翼打開的瞬間,反射出金色光芒。至此,北斗三號全球衛星導航系統星座部署全面完成,比原計劃提前了半年。北斗衛星導航系統,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。一個個有關北斗的數字振奮人心:發射的所有北斗三號衛星,100%成功;提供定位精度優于10米的全球服務;衛星單機和關鍵元器件100%自主可控;70%以上在中國入網的智能手機有北斗服務……55顆北斗衛星是怎樣成功“出道”的?這支由數萬科學家、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?
新“神器”讓服務“零誤差”
“2008年汶川地震發生后,率先到達重災區的戰士們,通過北斗衛星導航的用戶終端機,為災區發出了急救信號,給后續救援提供了寶貴依據。”北斗三號衛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,正是北斗獨創的短報文技術。
什么是短報文技術?航天五院總體部導航衛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。而北斗獨創的“短報文”功能,實現了導航+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。
如今,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、語音等內容?!斑@是北斗團隊技術攻關重大進步的一個標志。比如遠洋漁船上,可以在海上沒有信號的地方,通過北斗終端發送全球短報文,報告船只位置和船上情況,有利于安全航行?!笨党杀笳f。
據悉,目前,全國7萬多只漁船和執法船都配備了北斗終端,累計救助1萬余人。與北斗二號相比,北斗三號最大的進步是“從區域到全球”,做到了“中國的北斗,世界的北斗”。
“硬著頭皮第一個‘吃螃蟹”
遲軍至今記得一個電話,那是一個生產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,已經全面實現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、產品研發、競爭采購等各環節,在發布的標準規范、質量管理文件中也明確提出了“自主可控”要求。
國產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化攻關。
“拿陀螺儀來說,作為星上關鍵姿態敏感器,是衛星姿態精確控制的核心部件。北斗衛星使用了中國自主研制的宇航用陀螺儀,通過不斷的技術攻關實現了該部件的高可靠、長壽命、高精度,保障了衛星的長期在軌可靠運行。”航天五院北斗三號副主任設計師郭建新說。這是北斗團隊技術攻關重大進步的一個標志。
“還有星敏感器,使用它就相當于給衛星裝備了一雙‘銳利的眼睛,是北斗三號衛星的核心部件,現在也全部采用國產部件。我們在研制星敏時,幾乎是每克必較,既要壓縮體量,保證其尺寸、重量不超標,又需保證高精度、高可靠。”郭建新說。
再說原子鐘,這也是北斗導航衛星自主創新的重大成果。作為導航衛星的頻率基準,銣原子鐘被譽為導航衛星的“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著各種困難。
“要做中國人自己的導航衛星”
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,那么不斷創新則是北斗的靈魂。
對于北斗三號衛星全球組網的成功,航天五院總體部高級工程師朱位感慨地說,“這是創新的勝利,也是年輕的勝利”。作為一名“80后”,朱位覺得,每個北斗人都是一樣的,永遠保持年輕的心態、創新的沖動。
談及北斗,朱位說,這更像是一種對“新生兒”的孕育和陪伴———看著衛星的模樣在屏幕中一點點生成、完善;陪著它經歷熱試驗、力學試驗等一系列“挑戰”;最后,在西昌衛星發射中心看著它搭乘火箭穿過蒼穹,時刻不離。
10年前,27歲的康成斌博士畢業,他只投了一份簡歷,就是要來北斗。
“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,大部分都是美國GPS的信號。所以,我就要來北斗,要做中國人自己的導航衛星?!笨党杀笳f。
北斗三號工程啟動建設后,一個問題擺在大伙面前:全球組網是延續國際上已有的方法,還是另辟蹊徑?大家決定,要走一條不一樣的路,創新衛星之間的鏈接方法。
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??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,北斗衛星全球組網的關鍵技術取得關鍵突破。
郭建新做了11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,全部采用了新研發的國產部件。
“這次第55顆星的發射時,太陽翼在星箭分離后80秒內全部展開到位,那樣輝煌的場景,也是北斗團隊的創新成果之一,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,在空間事業發展的偉大征程中鑄就新的輝煌。
據《人民日報海外版》葉曉楠/文整理