北斗系統(tǒng)邁入全球時代：將“命脈”牢牢把握在自己手里

       中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室主任冉承其最近一次公開露面被問到這樣一個問題：中美貿易摩擦對中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)發(fā)展及其與美國GPS系統(tǒng)之間的合作有什么影響？冉承其聽后直言不諱：“沒有太大問題?！?br>       按照他的說法，推進衛(wèi)星導航之間的開放合作已成為全世界的共識，不光中國這么認為，他相信美國、俄羅斯以及歐洲也持這種觀點，“只有加強衛(wèi)星導航系統(tǒng)間合作，才能共同推動時空信息、高新技術發(fā)展。”
       在前不久舉行的第十屆中國衛(wèi)星導航年會上，冉承其“曬”出北斗過去10年的成績單，其中最受矚目的還是自主創(chuàng)新部分：國產(chǎn)北斗芯片、模塊等關鍵技術已全面突破，性能指標與國際同類產(chǎn)品相當，10年前的年會現(xiàn)場很難見到北斗展品，如今北斗芯片和終端則隨處可見。而這些，正是這一國之重器走向全球，“挺直腰桿”和其他國家衛(wèi)星導航系統(tǒng)攜手合作的前提。
       正如北京市市長陳吉寧在年會開幕式致辭中所提到的，回顧北斗系統(tǒng)過去10年的發(fā)展，既是一個自主創(chuàng)新的過程，也是一個開放融合的過程。這位學者出身的市長說，“北斗”從研發(fā)之初，就秉承著要將“命脈”牢牢把握在自己手里的原則，自主創(chuàng)新、攻堅克難，走出了一條具有中國特色、獨立自主的衛(wèi)星導航系統(tǒng)發(fā)展之路。

       “硬著頭皮第一個‘吃螃蟹’”
       說起被譽為北斗精神的“自主創(chuàng)新、團結協(xié)作、攻堅克難、追求卓越”，第一個關鍵詞便是“自主創(chuàng)新”?；赝畛跄嵌螝q月，所謂自主創(chuàng)新就是從無到有，一路走來披荊斬棘。
       據(jù)中國工程院院士、北斗一號衛(wèi)星總設計師范本堯回憶，在我國開始規(guī)劃北斗藍圖時，歐美一些發(fā)達國家就已經(jīng)完成了全球系統(tǒng)布局。但是，以我國當時的國情，不能再走歐美國家的老路，必須另辟蹊徑。
       “一下子建那么大的全球組網(wǎng)系統(tǒng)，需要大量時間和資金。當時剛剛開放，用戶還是集中在國內、周邊，因此，‘先區(qū)域、后全球’的技術途徑就此確立，符合中國國情，具有中國特色?！狈侗緢蛘f。
       按照他的說法，國產(chǎn)化是從北斗一號的太陽帆板做起，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，北斗開始了艱苦卓絕的國產(chǎn)化攻關。
       以北斗衛(wèi)星的新平臺研制為例，北斗一號最初啟用我國研制的“東方紅三號”衛(wèi)星平臺，雖然采用了當時最先進的三軸穩(wěn)定控制方案和雙組元統(tǒng)一推進方案，但由于國外對我國的關鍵技術封鎖和禁運，實現(xiàn)這些方案必須依靠自身條件。
       據(jù)航天科技集團五院專家的回憶，當時五院聚集國內優(yōu)勢力量，短短幾年時間便完成了控制分系統(tǒng)的星載計算機、中心控制線路、推進分系統(tǒng)的大容量表面張力貯箱、490牛頓推力發(fā)動機等產(chǎn)品的技術攻關，最終，北斗一號衛(wèi)星推進分系統(tǒng)65臺部件產(chǎn)品“全部實現(xiàn)了國產(chǎn)”。
       然而，在當時的技術條件下，影響衛(wèi)星長期穩(wěn)定運行的控制分系統(tǒng)三大部件——紅外地球敏感器、動量輪和太陽帆板驅動機構還需要進口。
       又一輪國產(chǎn)化攻關開始了。研制團隊從關鍵技術、關鍵材料、關鍵工藝著手，歷經(jīng)8年多時間，幾經(jīng)波折，三大部件終于在北斗一號的備份星上實現(xiàn)了首飛，自主解決了衛(wèi)星的“眼睛”“腿腳”和“肩關節(jié)”的問題。
       范本堯說，不論是東方紅三號平臺的橫空出世，還是影響衛(wèi)星壽命的三大關鍵部件，憑借自力更生的創(chuàng)業(yè)精神，老一輩北斗人逐一攻克，于2000年年底建成了北斗一號系統(tǒng)，讓我國成為繼美、俄之后第三個擁有自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家。
       10年前，中國只有北斗一號，在軌衛(wèi)星僅3顆，如今的北斗則有在軌衛(wèi)星38顆，包括18顆北斗二號衛(wèi)星和20顆北斗三號衛(wèi)星。這其中，北斗三號所有部件和核心器件，都已達到100%國產(chǎn)化。
       “核心技術完全自主可控！”北斗三號衛(wèi)星總設計師陳忠貴說。

       “再難也從未動搖國產(chǎn)化決心”
       高科技的發(fā)展，往往取決于核心技術的突破，這一點在航天領域、在北斗工程中體現(xiàn)得尤為明顯。
       作為導航衛(wèi)星的頻率基準，銣原子鐘被譽為整個導航衛(wèi)星的心臟，其背后就蘊藏著有關時間基準的核心技術，這些技術直接決定著導航衛(wèi)星定位、測距、授時的準確性。
       然而，與世界先進導航系統(tǒng)相比，中國北斗起步晚、基礎弱，高精度時間基準技術成為最大的“攔路虎”。科研團隊研制的第一臺原子鐘在工作時經(jīng)常出現(xiàn)“突跳”，精度很差，接二連三的失敗，讓研制團隊經(jīng)常一夜回到“起點”。
       “有沒有過困難甚至讓人撐不下去的時候？肯定有！”
       王平是航天科技集團五院另一位北斗三號衛(wèi)星總設計師，他說，“即便是在最艱難的時候，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”。
       中國北斗人最終啃下了這塊“硬骨頭”，國產(chǎn)星載銣鐘從無到有，從粗到細，性能指標不斷提高，填補了技術空白。
       2012年，在北斗二號一期發(fā)射的最后3顆衛(wèi)星中，中國航天改變以往的國產(chǎn)化銣鐘為主鐘、進口銣鐘為備份的搭配模式，國產(chǎn)化銣鐘完全取代進口銣鐘，導航衛(wèi)星全部裝上國產(chǎn)化銣鐘，擁有了名副其實的“中國心”。
       至今，很多北斗人都還清晰地記得2007年首顆北斗二號衛(wèi)星研制的那段“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。北斗人爭分奪秒完成了前期所有研制，為節(jié)省時間，所有參試人員進駐發(fā)射場后又大干3天體力活，搬設備、扛機柜、布電纜……
       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有不到4個小時——我國衛(wèi)星導航系統(tǒng)的頻率資源把握在了自己手中，從此拉開北斗二號系統(tǒng)建設的序幕。
       “我們是以百米沖刺的速度在跑馬拉松。”北斗三號工程副總設計師謝軍如此形容北斗的研制節(jié)奏。他說，一顆北斗星的成功并不意味著組網(wǎng)的成功，待全球組網(wǎng)系統(tǒng)真正建成時，北斗人或許才能“松一口氣”。

       “這里沒有個人英雄”
       作為一個重大而復雜的系統(tǒng)工程，北斗直接牽引帶動著數(shù)百家單位、上萬名研制人員。
       謝軍告訴記者，這些人在過去20多年的研制過程中共同鍛造了主動協(xié)作、顧全大局的精神，“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?！?br>       事實上，每一顆北斗衛(wèi)星都有著強大的“幕后團隊”，僅以衛(wèi)星系統(tǒng)為例，總體設計、結構機械、熱控制、綜合電子、控制與推進、載荷等眾多分系統(tǒng)，以及測試、總裝等環(huán)節(jié)的北斗人，如果任何一個環(huán)節(jié)任何一個崗位的心思沒往一處想，勁兒沒往一處使，就很難有北斗今天的堅實步伐。
       謝軍說，即便是團隊中的泰斗和“明星”人物，也不“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”，從而醉心于推進知識轉移和人才培養(yǎng)，摸索出“自我學習，自我提高”的自助、“以老帶新，傳承經(jīng)驗”的幫助、“專業(yè)培訓，注重實效”的輔助和“專業(yè)互補，共同進步”的互助的“四助”策略。
       這其中，還有這樣一個有趣的觀察視角：創(chuàng)業(yè)階段，“老北斗人”是用藥盒和大頭針制作簡易的衛(wèi)星模型，來給新員工做講解；后來，他們用“共享筆記本”等形式你一句、我兩行地記錄研制經(jīng)驗和心得；再后來，他們傾囊傳授寶典，編著總體設計指南以及各分系統(tǒng)的設計工作手冊，詳解設計中的“清規(guī)戒律”。
       “這樣給力的傳幫帶，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?！敝x軍說，北斗已形成一支平均年齡35歲、老中青結合的鐵軍團隊。
       余速是航天科技集團五院一名90后航天人，他加入航天隊伍才一年多的時間，便經(jīng)歷了多顆北斗衛(wèi)星研制工作，獨立完成某測試設計和實施，保障了多顆衛(wèi)星多階段測試任務的完成。
       與別的衛(wèi)星領域不同，北斗對于系統(tǒng)的連續(xù)、穩(wěn)定、完好、可用要求極高，一個產(chǎn)品的好壞直接影響著十幾顆衛(wèi)星的成敗，牽一發(fā)而動全身。因此，“零缺憾”是北斗人執(zhí)拗的追求目標，質量更是他們精心呵護的“眼珠子”。
       在第九顆北斗三號衛(wèi)星某關鍵單機測試中，總體主任設計師劉家興發(fā)現(xiàn)一個關鍵指標“超標了”。
       “超差了多少？”記者問劉家興，得到的答案是“小于一納秒”。換句話說，這個誤差小于十億分之一秒，短到用“剎那”都難以形容。
       但劉家興就是過不了心里的那道關，“如果不把這個問題搞清楚，那就是要帶著隱患、帶著遺憾、帶著疑慮，讓衛(wèi)星去上天?！?br>       在過去20多年的時間里，這樣的“較真”是中國北斗人的常態(tài)。
       古人常用“聲名北斗高”和泰山北斗來形容敬仰之情。在當代中國，正是北斗人把這項工作看作神圣事業(yè)，用匠心打造精品，才讓這一國之重器不斷刷新紀錄，創(chuàng)造了一個又一個奇跡。
       20余年彈指一揮間，中國的北斗衛(wèi)星早已布局寰宇，在眼花繚亂的北斗衛(wèi)星升空背后，是這些中國北斗人的堅守。展望未來，這些苦行僧一樣的“斗士”“鐵軍”，已經(jīng)在向著2020年實現(xiàn)全球組網(wǎng)的目標沖刺，一條屬于中國自主的導航之路，正在他們腳下延伸。

       （來源：中國青年報）