「北鬥」三十載 青春築「星海」

    第59顆、60顆北鬥導航衛星在軌運行示意圖。中國科學院微小衛星創新研究院供圖    第59顆、60顆北鬥導航衛星在軌運行示意圖。中國科學院微小衛星創新研究院供圖
    衛星發射試驗隊。中國科學院微小衛星創新研究院供圖

    第59顆、60顆北鬥導航衛星發射現場。中國科學院微小衛星創新研究院供圖    第59顆、60顆北鬥導航衛星發射現場。中國科學院微小衛星創新研究院供圖

    林寶軍是中國科學院微小衛星創新研究院研究員,也是北鬥三號衛星系統首席總設計師,他將第59顆、60顆北鬥導航衛星稱為「北鬥三號收官星」,為此寫了一首詞《滿江紅·北鬥三號收官星》,慶祝北鬥三號全球衛星導航系統最後兩顆衛星發射成功,「正式收官」。

    「北三正選,夢為馬,揚帆啟明;越雄關,斂態定製,再踏新程。批產增量協同勁,一年八星耀蒼穹;三十載,矢誌寰球願,牧群星。收官星,續輝煌;天行健,鍾更精;星間鏈,格致人先新境。擔當開拓謀跨越,承前啟後助華興。望未來,泛在又融合,更智能。」

    9月19日,我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭與遠征一號上面級,成功發射第59顆、60顆北鬥導航衛星。這是北鬥三號全球衛星導航系統的最後一次發射,這組衛星屬中圓地球軌道(MEO)衛星,是我國北鬥三號全球衛星導航系統建成開通後發射的第二組MEO衛星,入軌並完成在軌測試後,將接入北鬥衛星導航系統。

    在那首詞中,林寶軍梳理了北鬥系列研發歷程:從1994年立項至今,走過了整整30年。這背後有一群30歲左右的年青人,他們是中國「北鬥」建設的生力軍。

    歷經三十載風雨兼程,「自主創新、開放融合、萬眾一心、追求卓越」的北鬥精神,始終在北鬥團隊中一代一代傳承著。

    「北鬥人能夠取得今天這樣的戰績,我感到很高興,也很自豪。」林寶軍說。

    年青人逐漸成為北鬥團隊新一代主力

    這些年,北鬥團隊歷經技術難題的攻克,如星載原子鐘技術、星間鏈路技術等,也遭遇過系統從區域向全球拓展等難題。

    據國務院新聞辦公室2022年11月發佈的《新時代的中國北鬥》,1994年,中國開始研製發展獨立自主的衛星導航系統,至2000年年底建成北鬥一號系統,「成為世界上第三個擁有衛星導航系統的國家」。

    2012年,北鬥二號系統建成,「面向亞太地區提供無源定位服務」。2020年6月,由24顆中圓地球軌道衛星、3顆地球靜止軌道衛星和3顆傾斜地球同步軌道衛星組成的完整星座完成部署。2020年7月,北鬥三號系統正式建成開通,面向全球提供衛星導航服務。

    「我們團隊從最早承擔了北鬥三號正選試驗星任務,到今天承擔了‘收官星’的任務,這一路走來,很艱難,也很幸運。」林寶軍感慨道,「回頭來看,我們的北鬥團隊確確實實體現了北鬥精神。」

    1999年2月,由中國科學院上海冶金研究所(現中國科學院上海微系統與信息技術研究所)、中國科學院上海技術物理研究所聯合上海航天技術研究院、上海電信等單位組成了小衛星工程部,2003年,上海微小衛星工程中心掛牌。2007年,上海微小衛星工程中心開始參與北鬥系統攻關研究。2017年9月,中國科學院微小衛星創新研究院正式掛牌成立。

    北鬥之路見證了無數智慧火花的碰撞與綻放,也培養了一大批優秀的科研人才。

    33歲的戴永珊就是團隊中正在成長的中堅力量之一,自2015年7月入職以來,她持續參與並完成了北鬥三號工程試驗衛星、組網衛星、運行備份衛星的設計與研製。

    「10年前,我加入北鬥團隊的時候,已經有一撥前輩蹚出了一條相對來說比較平坦的路,而我們是在路上繼續往前走的。在這個過程中,我一點一點感覺到震撼,逐漸發現我參與的是一件非常光榮的事情。越到後面,越覺得有敬畏之心。」戴永珊對記者說。

    同樣33歲的林夏,加入北鬥團隊也已經快10年了。9月19日的發射,是這個90後年青人頭一次承擔這麼重的任務。他一下就覺得「責任感整個就不一樣了」。

    他還記得10年前自己剛加入團隊時,只需要跟在老師後面,完成交付給自己的工作就行了。經過10年的成長,曾經的學生開始逐漸挑起了大梁。

    給年青人壓住陣腳,他們就能往前走

    「隨著發射提上日程,我告訴自己,要全力保證任務順利完成。特別是快進發射場之前,我越來越感覺到責任重大,如履薄冰。」林夏對中青報·中青網記者說。

    為了確保順利,林夏不但自己一遍一遍梳理,也時常跟同事討論,以防有「沒想到的疏漏」。有什麼地方不確定,就再梳理一遍。

    從碩士到博士,再到正式入職,「北鬥」見證了林夏的個人成長經歷,他也見證了「北鬥」從「中國的北鬥」成為「世界的北鬥」。

    「我們這些年青人必須盡快成為中堅力量,進行下一代北鬥導航系統的論證以及建設。但是我覺得,我們跟各位總師們還是有些差距,所以都在不斷努力學習,讓自己變得更好,接好接力棒,更好地完成後面的任務。」林夏說。

    林寶軍也告訴記者,年青人「現在已經成為我們的主力了」,逐漸在北鬥的各個重要崗位上發光發熱。

    「年青人是早晨八點鍾的太陽,只要給他們壓住陣腳,他們就能往前走。」林寶軍說。

    林寶軍是在2009年北鬥三號工程實施方案獲批之後,開始擔任北鬥三號衛星總設計師的。當時,他剛40歲出頭。

    他提到,中國科學院在2015年3月30日完成了北鬥三號全球衛星導航系統正選試驗星(啟明平台)的研製發射,實現了「攻克關鍵,確定體制,收斂狀態」的使命,又在2018年實現了1年研製發射8顆組網星的戰績,「為北鬥提前實現全球組網作出了重要貢獻」。

    「如今,北鬥三號備份收官星承前啟後,它不僅是組網星的簡單複製,在導航製高點技術時頻及星間鏈路等方面,又有新的突破。展望未來,我們還要建設‘更加泛在、更加融合、更加智能’的PNT體系。」林寶軍說。

    用林寶軍的話說,北鬥人用30年的時間,實現了惠及全球,目前已應用到200多個國家。

    如今,北鬥系統已成為全球四大衛星導航系統之一,具備高精度、高可靠的定位、導航、授時及短報文通信等功能。

    「北鬥系統工程自立項以來,已經走過波瀾壯闊的30年,全體北鬥人秉承‘自主創新、開放融合、萬眾一心、追求卓越’的新時代北鬥精神,踐行‘中國的北鬥、世界的北鬥、一流的北鬥’的發展理念,將北鬥系統建成亮麗的‘國家名片’。」北鬥衛星導航系統工程總設計師、中國工程院院士楊長風介紹,「下一步,我國將加快推動下一代北鬥系統建設發展,加大對不依賴衛星的多種定位導航授時手段的技術攻關。2035年前,我國將建設完善更加泛在、更加融合、更加智能的綜合時空體系。」

    北鬥的發展歷程全面體現了中國航天的科研生產能力

    林寶軍也提到,北鬥的發展歷程,離不開多家單位的「大力協同」。

    據瞭解,北鬥系統由空間段、地面段和用戶段組成。其中,空間段由3種軌道共30顆衛星組成,地面段由多種服務平台組成,用戶段由兼容其他衛星導航系統的各類終端及應用系統組成。北鬥系統星間星地一體組網,是中國首個實現全球組網運行的航天系統,全面體現了中國航天的科研生產能力。

    要建成全球系統,需要攻克的難題很多,除了衛星的設計工作,還得解決運載火箭的研究、設計、製造工作。這次發射的第59顆、60顆北鬥導航衛星和配套運載火箭,分別由中國科學院微小衛星創新研究院和中國運載火箭技術研究院抓總研製。

    中國航天科技集團有限公司胡煒告訴中青報·中青網記者,長征三號甲系列火箭包括長征三號甲、長征三號乙、長征三號丙3個構型,被譽為「北鬥專列」。此次為了滿足北鬥導航衛星發射任務要求,新研了4.2米直徑整體吊整流罩、雙激光慣組整體吊儀器艙、上面級支架等產品,突破了測量系統高碼率傳輸設備、高精度采編處理技術等,形成長三乙火箭與「太空擺渡車」——遠征一號上面級搭檔飛行的模式,可將北鬥導航MEO衛星直接送入工作軌道,減少衛星燃料消耗、延長衛星使用壽命,增強了火箭的任務適應性。

    據胡煒介紹,目前,國內自主研發的智能系統,將賦予火箭故障診斷與主動處置能力,火箭一子級可重覆使用設計方案已經通過縮比驗證,自主研製的總體設計與仿真軟件系統已推廣應用到所有運載火箭型號研製中,初步實現了火箭飛行任務設計與仿真的標準化、數字化、智能化,極大提升了型號研製效率。

    參與運載火箭研製的單位很多,甚至成百上千。以長征二號運載火箭為例,參與研製的單位達1000多個,包括設計部、研究所、製造廠、試驗站、火箭發射中心和地面測控中心等,以及元器件、原材料等物資供應部門和基本建設部門。各個單位的工作、計劃「必須步調一致,按統一的程序、統一的進度有計劃地進行」。

    「自黨的十八大以來,長征系列運載火箭舉北鬥、托嫦娥、送天問、築天宮、探火星,發射次數突破500次大關,這背後是我國綜合國力的顯著提升。中國航天人並未因此滿足,而是持續追求卓越,不斷創新。」胡煒說。

    除了配套運載火箭,發射場的建設也是關鍵。西昌衛星發射中心是中國重要的衛星發射基地之一,據相關負責人介紹,西昌衛星發射中心作為北鬥衛星的母港,承擔了全部北鬥衛星的發射任務,從2000年發射第一顆北鬥導航試驗衛星起,曆時24年,一顆顆一代代北鬥衛星,都是從西昌發射場進入太空。可以說,「北鬥母港與北鬥衛星導航系統風雨相伴,共同成長」。

    第59顆、60顆北鬥導航衛星發射時,戴永珊覺得,有一種「比以往更強烈的震撼」。她回憶起10年來每一個攻關節點,北鬥人都是如何廢寢忘食地奮鬥,彷彿「一股繩擰在一起,好像有無窮的力量」。

    她覺得,「自主創新、開放融合、萬眾一心、追求卓越」的北鬥精神,就是在形容團隊中的每一個人。

中青報·中青網記者 張渺 來源:中國青年報

2024年10月14日 08 版