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杨慧总师《有话》对你说:夜空中最亮的“星”

时间:2020年06月30日 信息来源:本站原创 点击:1198 字体:

6月30日,第55颗北斗导航卫星成功定点在预定工作位置,标志着我国北斗卫星导航系统向全球组网的完成又迈出了重要的一步。新华网《有话》邀请中国空间技术研究院北斗二号卫星总指挥兼总设计师杨慧,讲述几代“北斗人”不服输的攻关精神,展现北斗卫星系统传奇的“三生三世”。

 

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大家对北斗的应用可能并不是那么清晰,但是很清晰GPS的应用。你出门上车第一件事,就要把导航打开,离了它你会觉得都不认识路了。实际上你现在收到的信号,就有北斗的服务。所以北斗是以这样一种润物无声的方式进入了大众的生活。它不是以那种取代的方式,那种方式将给我们大众生活带来很多不便。远洋捕捞的时候,如果你遇到海难,持有了北斗系统接收机,它不但让你自己知道你在哪里,你还可以让别人知道你在哪里,这就是我们北斗的特色服务。

 

最后一颗北斗导航卫星,对我们来讲确实是意义重大。因为它标志着我们国家的全球卫星导航系统全面完成。在北斗三号即将建成的最后一刻,我心情是非常感慨的。我忍不住要来介绍一下,北斗的“前世今生”。

 

之所以选择航天作为我的职业,对我来讲是一个再自然不过的事情。因为我的父辈也是航天人,从小航天给我的印象就是神圣但不神秘。所以长大了,就像很多医生的孩子要选择当医生一样,我也选择了航天作为我的职业。

 

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参与北斗一代工作,是北斗一号正式立项之后。那个时候我觉得国家正好需要有这个卫星导航系统。综合下来,我们选择了双星定位系统。这是一个基于通信式的定位系统。北斗一号是我成长的摇篮,我对北斗一号充满了感恩之心。

 

北斗二号我接触它的时候是2003年的下半年,那时候我们都知道可能北斗要再立项,并且是真正的无源导航系统。我们北斗一号的总指挥李祖洪副院长和总设计师范本尧院士奉命组建队伍。而我奉命前往北斗二号报到。

 

我记得我们论证了大概一年的时间。2004年这个方案经过了层层把关、审批。那天我们都知道这个已经进入了最终讨论阶段,其实我们很期待它马上能批准下来。但其实,我们当时也并不是非常地有信心。原因很简单,因为导航系统像一艘巨大的船,是个巨大的工程。一旦下水没有回头之路,就要不停地往前走,投资、人力、物力都是巨大的。另外,同期进去的很多项目的知名度都非常地高,而北斗在当时的知名度并不高。我们也还在想如果今年批不了,那就明年。

 

那天下午,我们接到电话说:“告诉你们批准了!”我们当时特别高兴。打电话的人告诉我们,不停地说怎么批准的,说我们这个项目没有争议,大家都非常支持。说北斗需要建设,有钱!

 

我们特别高兴。所以我们都会记得,2004年8月31号,北斗二号工程正式立项。

 

激动过后,其实马上就开始正式的北斗二号的设计。北斗二号虽然说已经完成了可行性技术论证,但是实际上还有很多路要走。首先,时间紧,为什么说时间紧?因为我们要申请相应的频率轨道资源,而导航的频率资源实际上是非常珍贵的。还有一个规则就是,如果你提交了这个频率轨道资源的申请,在规定时间内还没有把卫星打上去,那就得重新申请。相当于你的排队再往后放。

 

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所以我们2004年正式立项,全院都动了起来,组织上上下下都动起来了。毕竟时间很紧,有很多的技术需要攻关。比如大家都熟知的原子钟,这是时间维持系统中的一个关键技术。而原子钟的活动受温度的影响极大,所以你为了让它工作得特别稳定,就要有一个非常好的温度环境来保证它的运行。技术要求的是0.2℃的波动。

 

然而,空间环境本身的波动特别大。太阳不像地球,还有很多大气的衰减。在太空中,没太阳的时候就是-273℃,有太阳一照则是150~160℃。这样一个300多℃温差范围的环境下,要求这个原子钟在每二十四小时中只能变化0.2℃。它要求的是精准的0.2℃。所以要保证在那样恶劣的环境下把温度控制在这么精准的状态,的确是一件比较难的事。

 

可是当时大家全都忘了什么是难,我们面对一个问题又一个问题,不断地提出想法、不断地去验证、不断地去推翻,这样不断地往前一点一点地推进。那段时间真的是用“激情燃烧”来形容一点也不为过,加班绝对是常态。到了晚上,我们“导航”办公室的灯光总是特别亮。

 

用我们自己的话来说,连滚带爬。我们终于连滚带爬地到了2007年4月份,我们把试验星“打”到天上去了,赶在频率申报失效的前几个小时,也赶在欧盟之前。导航信号发了下来,让我们后续正式组网所需要的频率轨道资源占据了优势。

 

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尽管飞行试验星“打”出去了,信号发了下来。可是北斗工程是一个庞大的工程。它需要很多专业的协作,从来不存在某一点解决就大功告成这样一个状态。比如说,即便大家都知道卫星倒计时马上要发射了。等你数完10、9、8、7,大家在鼓掌的时候,星箭一分离,你立刻转移注意力到自己的工作上,马上起身去做你的操作。

 

因为我们的星在箭内是缩着、包起来的。那么卫星一入轨,就要把20多米的太阳翼展开,要把庞大的天线一个一个展开,要有很多操作。同时我们星箭分离那个点,很多卫星是在200公里的高度上分离的。我们要用自己的推进系统,让它一步一步地“爬”到35780多公里高度上去。即便是卫星完全地入轨了、交付使用了,也仍然没有大功告成。因为卫星在轨的寿命十来年,那在这个过程中也仍然有很多事情需要你来做。我们的卫星在轨道上,它经历的那些环境:太阳暴、风暴、电磁暴,这些就是我们经常说的太空中的“狂风骤雨”。宇宙中它会下雨的、它会刮风的。这样的天气,它会让你的卫星“伤风感冒”。

 

这颗星指标没有完成,这个星座也就不能稳定。所以这颗星如果延寿,它能活多久,你就一直得呵护着它。直到它寿命快要终结了,没有再支撑下去的一些条件,你还要安全地把它送入“坟墓轨道”,不影响后来的卫星还在同样的轨道上工作。所以整个呵护过程真的是没有掌声、没有鲜花,一直默默十几年往前走。

 

我们所有管在轨的同志,从来不敢把电话离开自己。无论是白天还是黑夜,24小时电话都在我们的耳边。因为响应要快,我们的处理指标是十分钟。十分钟内接到电话,指令单发出,要求发出,去处置它。

 

我记得去年北斗二号“打”最后一颗”收官卫星”的时候,大家都知道这是最后一颗“收官”。“打”完了我们北斗二号的使命就完成了,就要交给北斗三号继续干。“打”完这颗星之后,我们记得是凌晨三点左右,从山上下来到食堂去吃宵夜。食堂的师傅们总是在这个时候,为我们准备上啤酒。庆功嘛,大家都很高兴。一般来讲我们到了这个点,匆匆喝一口粥就得走。那天下来以后,喝酒了。因为心中有太多感慨,借着那瓶啤酒让自己嚎啕了一次。心情很复杂,用现在的一句流行话说叫“一言难尽”。为什么一言难尽?因为每次发射之前真的是很熬人的。你不停地在想、在脑子里过:曾经做过的事、还有哪些没想到、还有哪些没做好?

 

我再也不用受这种煎熬了,好像我会如释重负。但是同时,这么多年这样过来了,想想又很失落。难道我以后再也不这样了吗?真的一言难尽。除了嚎啕,无以言表。

 

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其实到今天,我们再来看北斗。北斗经历了北斗一号、北斗二号、北斗三号。我们曾经写过一篇文章叫《北斗的“三生三世”》。为什么这么说?因为我觉得北斗无论从一号到目前的三号,灵魂没变、追求没变、目标没变、初心没改,都是为了建立我们国家的卫星导航系统。从无到有,从区域服务到全球服务。初心不变,但是它一次一次地在脱胎换骨。

 

第一代我们建设的时候,就是为了从无到有,求生存。我们出了海要有安全的保障,在我们的领海范围内要有安全的保障。所以说“一生一世”我认为这是在求生存,要有我们的生命保障线。

 

当我们建北斗二号的时候,我们认为是“再生再世”为服务。我们追寻的是有效服务,即服务精度。以我们国家为中心三分之一个地球的覆盖,这样一个范围。

 

到了我们的北斗三号就是“三生三世”,我们要求的是奉献。首先我们北斗系统的精度要求得更高,同时我们的范围全球覆盖。所以北斗三号再一次脱胎换骨,“三生三世”之后求的是奉献,求的是性能和精度。

 

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就在最近,我们最后一颗导航卫星就要实现我们的全球组网。说实在的,心情很高兴,但是很感慨。因为连你自己都觉得这是一个很难达到的事情,它居然如期完成。好几辈人的夙愿,在我们这一辈人手里完成了。但同时我也并没有那种考完试之后如释重负这样一个心情。因为你还有很多的事要做。

 

就像人们对服务的追求,对时间和位置的精度要求是无止境的,那也就是要求北斗系统往前走,无止境。就像这个星座取的名字叫“北斗”。北斗它本来就是我们的指航星、指路星,就是指方向的。套用一句古话,路漫漫其修远兮。北斗星是我们的方向,我们的团队将一直往前走,朝着北斗,永无止境。



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