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第五十九顆、第六十顆北斗導航衛(wèi)星在軌運行圖。衛(wèi)星創(chuàng)新院供圖
9月19日9時14分,第五十九顆、第六十顆北斗導航衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。該組衛(wèi)星屬中圓地球軌道(MEO)衛(wèi)星,是我國北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)建成開通后發(fā)射的第二組MEO衛(wèi)星,入軌并完成在軌測試后將接入北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)。
由中國科學院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院(以下簡稱衛(wèi)星創(chuàng)新院)抓總研制的這兩顆衛(wèi)星,將在確保北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)精穩(wěn)運行的基礎上,開展下一代北斗系統(tǒng)新技術試驗試用。因此,這兩顆衛(wèi)星既可稱為北斗三號的“備份收官之星”,也可稱為下一代北斗系統(tǒng)的技術驗證星,承擔著承前啟后的重要使命。
在接受《中國科學報》采訪時,衛(wèi)星創(chuàng)新院研究員、北斗三號衛(wèi)星系統(tǒng)首席總設計師林寶軍說,北斗三號“備份收官星”不是組網(wǎng)星的簡單復制,而是在導航制高點技術時頻及星間鏈路等方面又有新突破。未來,我們還將建設“更加泛在、更加融合、更加智能”的PNT(定位、導航、授時)體系。
創(chuàng)造一套獨家新技術
據(jù)林寶軍介紹,與前期MEO組網(wǎng)衛(wèi)星相比,此次發(fā)射的兩顆衛(wèi)星升級了星載原子鐘配置,搭載了新型星間鏈路終端,入網(wǎng)工作后,將進一步提升北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的可靠性及定位導航授時、全球短報文通信等服務性能。在支撐北斗系統(tǒng)穩(wěn)定運行和北斗規(guī)模應用的同時,這兩顆衛(wèi)星還將為下一代北斗導航衛(wèi)星技術升級進行相關試驗。
自擔任北斗三號衛(wèi)星系統(tǒng)總設計師至今,林寶軍已帶領團隊走過了整整15年。林寶軍曾參與從“神舟一號”到“神舟十三號”的全部論證工作。2009年,時任載人航天工程應用系統(tǒng)副總設計師的林寶軍服從國家安排,擔任北斗三號衛(wèi)星系統(tǒng)總設計師。當時,北斗導航衛(wèi)星系統(tǒng)已運行了一段時間,但技術突破仍存在壁壘和待解難題。
“沒有北斗的中國,就像一個‘盲人’。飛機飛不了,汽車開不了,深海氣田、深海原油開發(fā)不了,戰(zhàn)爭時分不清友軍和敵軍,執(zhí)行任務時找不到坐標……”林寶軍說。
北斗與神舟不同,神舟飛船的比對對象是歷史上美國、俄羅斯發(fā)射的載人飛船,而北斗則要在國際舞臺上和美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯、歐盟的伽利略這些同期運行的導航系統(tǒng)同臺競爭,接受用戶和歷史的檢驗。
自主研發(fā)一項新技術,傳統(tǒng)思路是先調(diào)研各國水平,然后找差距,再定位關鍵技術、攻克關鍵技術,最后縮小差距。但林寶軍認為:總跟在別人后面跑很難實現(xiàn)超越,何不從另一個角度創(chuàng)造一套獨家新技術?
林寶軍首先為衛(wèi)星“瘦身”。他將原有結(jié)構(gòu)、熱控等十幾個分系統(tǒng)合并成電子學、姿軌控、結(jié)構(gòu)熱、有效載荷四大功能鏈,簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),同時提升了整體可靠性?!氨热缭瓉砻總€分系統(tǒng)都需要計算機,一顆衛(wèi)星上甚至要24臺,現(xiàn)在1臺計算機就可以完成計算功能?!?/p>
然而,航天領域有一個不成文的規(guī)矩——新技術使用不能超過30%,否則存在很大風險。那段時間,林寶軍耳邊經(jīng)常傳來“歐美都沒試過,我們可以嗎”“咱們已經(jīng)跑得夠快了,能不能稍微穩(wěn)當點”的質(zhì)疑聲。
但林寶軍堅定地認為自己的想法是對的。最終,在林寶軍的帶領下,北斗三號試驗星的新技術超過70%。
新一代北斗導航衛(wèi)星中還有很多“獨創(chuàng)”。比如,它擁有世界上第一臺雙頻氫原子鐘,時頻精度達到全球最高;配備了Ka頻段相控陣通信技術,能在7萬千米距離內(nèi)實現(xiàn)厘米級的測量,大幅提高衛(wèi)星軌道測定精度……
“畢業(yè)后唯一的作品”
每當人們贊嘆林寶軍所作貢獻時,他總會加以“糾正”——這是整個團隊的功勞?!爱敃r團隊一共81人,平均年齡才31歲,用3年零3個月的時間就走完了GPS2到GPS3花了20年的跨越之路?!?/p>
在衛(wèi)星創(chuàng)新院,林寶軍堅持給予青年創(chuàng)新團隊充分的自由。他把30厘米厚的“航天規(guī)范”等文件縮減成一本小冊子,為年輕人“減負”?!爸贫炔辉诙啵P鍵在于有效性。洋洋灑灑上百頁、數(shù)千條,不如利利索索三五條?!绷謱氒娬f。在衛(wèi)星創(chuàng)新院,幾乎每一個工種的管理制度,都沒有超過10條。
管理制度做減法,另一層更深的用意就是盡可能激發(fā)團隊的創(chuàng)新活力。
和對技術瑕疵的零容忍相比,林寶軍對團隊、對人才卻是可以容錯的?!罢l都有缺點,好的管理就是要把優(yōu)點發(fā)揮出來?!绷謱氒娬f。要敢于給年輕人壓擔子,也要讓他們看到希望。
衛(wèi)星創(chuàng)新院的一大特點是,很多年輕人工作3到5年就能當上主任設計師,最年輕的主任設計師才28歲。正是有了人才制度的創(chuàng)新,才帶來科研工作的創(chuàng)新。
2018年,林寶軍帶領團隊實現(xiàn)了1年研制發(fā)射8顆組網(wǎng)星的戰(zhàn)績,而當時美國GPS一年最多才發(fā)射6顆。剛到衛(wèi)星創(chuàng)新院時,林寶軍的任務是實現(xiàn)北斗“爭二保三”,但如今他可以篤定地說,中國的北斗在定位精度等幾個主要指標上,實測結(jié)果已優(yōu)于美國的GPS系統(tǒng)。
新一代北斗首發(fā)星成功發(fā)射后,團隊里很多年輕人驕傲地說:“畢業(yè)后唯一的作品終于和大家見面了。”
(原載于《中國科學報》?2024-09-30?第3版?綜合)
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