热点:天河漫漫 北斗璀璨——北斗导航卫星背后的研发故事
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年12月27日,北斗3号基本系统正式为“一带一路”和全世界提供基本导航服务,中国北斗从全球网络网的目标迈出了实质性一步。
回顾,经过动荡的40年,中国北斗走上了独特的探索道路,在导航行业成就了波澜壮阔的东方传说。 北斗之路,你在哪里? 光明日报记者采访了“北斗大本营”中国宇宙科学技术集团五院的部分专家,要求他们说出北斗导航卫星背后的研发故事。
“小步走”更新中国的速度
北斗工程诞生前,我国在卫星导航行业摸索,在理论探索和研发实践方面开展了有效的工作。 作为先驱,20世纪60年代末设立的“灯塔计划”最终以技术方向转换、财力有限等理由结束,但如夜灯,在后来骑马的北斗工程中积累了宝贵的经验。
中国的导航卫星到底走什么路? 在国际导航竞技场,中国再次站在十字路口。
1983年,以陈芳允院士为代表的专家学者提出了利用两颗地球同步轨道卫星测量地面和空中目标的构想,通过大量理论和技术研究,双星定位系统的概念逐渐明确。
其次,是一步跨越全球网络还是阶段性地走? 这在当时引起了不少争论。 “如果系统建设得那么大(全球网络),将需要很多时间和资金。 当时刚开放,客户依然集中在国内、周边。 因为这个“先区域,后全世界”的技术方法符合中国的国情。 参加技术路线讨论的北斗一号卫星总设计师范本尧院士说。
于是,“先区域,后全世界”的想法明确了,“走三步”的北斗之路扩大了。
作为先处理有无的“第一步”,北斗一号通过“花钱、大事”,验证系统设计思想的正确性。 1993年初,五院提出了卫星总体方案,初步明确了卫星技术的状态和总体技术指标。 1994年,北斗一号系统工程立案,卫星队全面展开了研究开发。 经过严峻的关键技术难关和重大故障排除的成功,终于在2003年建设了北斗一号系统,使中国成为继美、俄之后拥有第三个自主卫星导航系统的国家。
为了寻求快速增长的应用,保存了北斗的特色,同时北斗2号迈出了性能提高的“第二步”。 2004年,北斗2号正式成立,2006年成为国家16个重大科学技术专业领域之一。 2012年12月27日,北斗系统为亚太地区提供服务,成为国际卫星导航系统的四大服务商之一。
站在上一代星座的肩膀上,北斗的“第三步”自信坚定。 2009年12月成立的北斗3号开始尝试冲刺和领先,年完成了10箭19星的发射,创造了世界卫星导航系统建设的新记录,在宇宙中再次刷新了“中国速度”。 星际链路、全球搜索救援载荷、新一代原子钟……随着这些新的“神器”的闪耀,北斗导航系统整体性能大幅度提高。
将迅速发展的主动权掌握在自己手中
“北斗的开发是中国人自己做的。 “巨人”封锁了我们的技术,不让我们站在肩膀上。 唯一的方法是自己成为巨人”,北斗一号卫星总指挥李祖洪说。
作为国家的宝物,自主创新是北斗工程的必由之路。 秉承“探索世代、开发世代、建设世代”的创新思维,中国北斗始终将迅速发展的主动权掌握在自己手中。
北斗一号原创提出了双星定位的卫星实现方法,打破了海外技术垄断,国际上首次建立了基于双星定位原理的区域主动卫星定位系统——北斗导航卫星试验系统。
北斗2号突破了区域混合星座构建、高精度时空基准确立的关键技术,实现了星载原子钟的国产化,国际上首次实现了混合星座区域卫星导航系统。 区域系统完成后,各技术指标相当于gps等国际先进水平。
北斗人至今还记得第一次开发北斗2号卫星时的“激情燃烧的岁月”。 根据国际电车的规则,频率资源是有期限的,过期无效。 时间不等人! 争分夺秒地完成前期的所有研发任务后,为了节约时间,所有被实验者进入发射场后紧张工作3天,运送设备,机柜,布电缆,接下来200小时断断续续地接通电源进行测试…… 2007年4月16日,发射成功两天后,北京从飞行试星得到了清晰的信号,此时空间频率失效仅4小时,在这次壮举中,比较有效地保护我国卫星导航系统的频率资源,北斗地区导航系统建设的序幕
在北斗3号全球网络建设中,五院率先提出了国际上第一个高校轨道星际链路混合型新体制,形成了具有自主知识产权的星际链路互联网协议、自主轨道、时间同步等系统方案。 开发了国内第一个适合直接轨道一箭多星发射的“全桁架式卫星平台”,实现了卫星的自主监视和自主健康管理。 应用星载大功率微波开关、行波管放大器等重要的国产化部件和部件,成功打破了核心部件长期依赖进口、受制于人的状况,为世界快速组网建设铺平了道路。
每个北斗卫星都有强大的幕后团队
“这是团队项目,没有个人英雄。 宇宙事业的成功是团队的成功。 ”北斗三号工程副总设计师,卫星首席总设计师谢军说。
确实,北斗卫星都有强大的幕后团队,牵引着卫星、火箭、运输控制、应用、测量、发射场等各系统。 以卫星系统为例,整体设计、结构机械、热控制、综合电子、控制与推进、负载等多种系统,以及测试、总装等环节的北斗人,尽管在不同的工作场所,面临着不同的挑战,但大家总是想到一个地方
即使是球队泰斗和“明星”的人物,也不爱“隐藏”。 他们相信“只有告诉弟子才能解放师傅,比一代人更强”,热心推进知识转移和人才培养,帮助“自我学习,自我提高”,帮助“在老带继承新经验”,帮助“专业训练,重视实效”,和“专业相”
创业阶段,老北斗人的药箱和别针制作简单的卫星模型向新员工详细说明。 之后,他们用“共享笔记本电脑”等形式,用你的一句话,我两行记录研发的经验和心得。 之后,他们设立了国内师制度,携手促进青年成长,将整体设计指南和各系统的设计/实务手册编纂为传授宝典,详细了解《航天器整体设计禁忌》中的“清规戒律”。 后来,创新开展的虚拟卫星训练项目成为北斗新人们的必修课,大家分担合作,设计了“麻雀虽小,五脏俱全”的虚拟卫星,审查合格后才能去工作……现在他们可以“科研生产”
加上强大的服务乐队和密集的集团网络工程经验,大大缩短了北斗人才成长的周期。 目前北斗平均年龄38岁,开发了老中青结合的团队,走出了中国工程院院士范本尧和10名卫星总设计师/总指挥家、20名副总设计师/副总指挥家等领导人才,为中国航天事业的迅速发展锻炼了宝贵的“明星”阵容
探寻北斗导航卫星开发的背后故事,也明白了要追求自主创新、团结合作、攻防克难、卓越的北斗精神。 银河长,北斗辉煌,浩瀚的星河从来没有靠近过我们。
张蕾《光明日报》(年01月03日10版)
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