孔曉燕
北斗七星,位于北半球天空,由天樞、天璇、天璣、天權(quán)、玉衡、開陽、搖光七星組成。它們在天空中相連,宛如一柄舀酒之斗,故而得名“北斗”。從“天璇”星通過“天樞”星向外延伸,延長線上就是永遠位于正北方的北極星。依據(jù)“上北下南、左西右東”,各處方位得以確認。
數(shù)千年來,北斗七星一直是中國人最可靠的導(dǎo)航標尺,她陪伴無數(shù)古人在茫茫夜色中趕路求索,也在文人墨客中留下“河漢縱目橫,北斗橫復(fù)直”“入得光芒北斗星”等絕妙詩句。
2020年6月23日,由中國航天科技集團有限公司第五研究院(以下簡稱:航天科技集團五院)抓總研制的第55顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,隨著最后一顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的“落子定盤”,北斗三號30顆組網(wǎng)衛(wèi)星全部部署到位,中國北斗自此開啟了高質(zhì)量服務(wù)全球、造福人類的嶄新篇章。自1994年啟動北斗系統(tǒng)工程以來,北斗人奏響了一曲大聯(lián)合、大團結(jié)、大協(xié)作的交響曲,孕育了“自主創(chuàng)新、開放融合、萬眾一心、追求卓越”的新時代北斗精神。這是中國航天人在建設(shè)科技強國征程上樹起的又一座精神豐碑,是與“兩彈一星”精神、載人航天精神既血脈賡續(xù)、又具有鮮明時代特質(zhì)的寶貴精神財富。
衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是當今國民經(jīng)濟和國防建設(shè)不可或缺的關(guān)鍵空間基礎(chǔ)設(shè)施,是衡量一個國家科技水平和綜合國力的重要標志。1994年,黨中央作出獨立自主研制北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的重大戰(zhàn)略決策。從此,北斗人按照黨中央繪就的北斗工程“三步走”發(fā)展藍圖,踏上了建設(shè)中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的漫漫征程。根據(jù)當時國家的經(jīng)濟基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ),北斗人經(jīng)過6年的努力,在2000年至2003年期間成功發(fā)射了3顆北斗一號衛(wèi)星,從國情出發(fā)、用最小代價建成了我國第一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。
2004年8月,北斗二號工程立項,到2012年成功發(fā)射了14顆北斗二號衛(wèi)星,服務(wù)區(qū)域從國土擴展到了亞太地區(qū),導(dǎo)航體制從有源走向了無源,形成了區(qū)域性的定位、測速、授時和短報文通信服務(wù)能力。
2009年,國家正式啟動了北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè),經(jīng)過8年的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),于2017年底發(fā)射了首發(fā)雙星,到2018年底完成了18顆衛(wèi)星的發(fā)射,形成了能夠率先為“一帶一路”沿線國家提供服務(wù)的基本系統(tǒng),再到2020年6月,完成了30顆衛(wèi)星的發(fā)射,實現(xiàn)了全球組網(wǎng),使中國成為世界上第三個擁有全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家。
如今,無論是廣袤農(nóng)田上無人駕駛農(nóng)機的精準耕作、港口集裝箱運輸?shù)淖詣踊芾怼⑦\營車輛的智能化監(jiān)管、國土資源的高精度測繪、電力傳輸?shù)母呔认辔煌?、銀行遠程交易的高精度時間戳、手機基站的高精度授時,還是自然災(zāi)害的監(jiān)測預(yù)警、船只遇險的快速救援等等,基于“北斗”的服務(wù)已經(jīng)深入到國民經(jīng)濟的各行各業(yè)。從國慶閱兵、珠峰測量、雷神山醫(yī)院和火神山醫(yī)院建設(shè)這些耳熟能詳?shù)拇笫录?,到車載導(dǎo)航、外賣服務(wù)、共享單車這些老百姓身邊的尋常事,到處可以見到“北斗”的身影?!氨倍贰币呀?jīng)成為了國家安全和經(jīng)濟社會發(fā)展不可或缺的信息基礎(chǔ)設(shè)施,是大國地位和綜合國力的重要標志。
回首發(fā)展歷程,中國北斗只用了GPS(全球定位系統(tǒng))一半左右的時間就完成了從無到有、從小到大、從弱到強的升華,成為了世界上可與任何系統(tǒng)比肩的一流衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。背后的秘訣,正是“自主創(chuàng)新、開放融合、萬眾一心、追求卓越”的新時代北斗精神。
北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作為我國重大空間基礎(chǔ)設(shè)施,長期以來,受到了國外禁運的重重封鎖,曾任北斗一號、北斗二號衛(wèi)星系統(tǒng)總指揮的李祖洪回憶說:“在起步階段,我們受過很多刺激。例如:向某國購買產(chǎn)品后錢都付了,對方以制裁為名不賣了,退給我們一些硬紙板,這樣不講道理的事情屢屢發(fā)生,給了我們很大的教訓。” 1990年,李祖洪帶著幾個人去某國考察購買產(chǎn)品。在對方位于地下的實驗室里,就連上廁所對方都派人跟著,嚴密封鎖,處處防備。李祖洪說:“當時心里特別難受——我們買他們的東西,他們防我們像防賊一樣。暗自下定決心要搞國產(chǎn)化!”在向另外一個國家購買北斗衛(wèi)星某核心產(chǎn)品時,對方在合同里加了一條“如遇不可抗力,我們不負責任”,也就是說,對方隨時可以“卡我們的脖子”。當時,針對這項“卡脖子”技術(shù)的攻關(guān),孫家棟工程總師專門提了四條要求:第一,指標不能降;第二,可靠性不能降;第三,元器件要盡量做到國產(chǎn)化;第四,要申請專利。后來,北斗人都一一做到了。
北斗人面對困難毫不氣餒、迎難而上,面對缺乏高精度原子鐘、行波管放大器、星載CPU、FPGA芯片等眾多核心器部件的難關(guān),充分發(fā)揮全國各方技術(shù)優(yōu)勢,集國家科技發(fā)展之大成,攻克了500余種器部件國產(chǎn)化難關(guān),實現(xiàn)了星載部件與核心元器件國產(chǎn)化率100%,擺脫了受制于人的局面。面對不能全球布站的難題,創(chuàng)新性地開發(fā)出了星間鏈路技術(shù),使在太空中滄海一粟的衛(wèi)星實現(xiàn)了星間、星地互通互聯(lián),將天塹變?yōu)橥ㄍ?,在國際上首創(chuàng)了一站式全球星座測控、運控管理。北斗三號工程攻克了160余項類似的技術(shù)難關(guān),確保了系統(tǒng)建設(shè)的先進性和可實現(xiàn)性。北斗人堅信,關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的,只有把關(guān)鍵核心技術(shù)牢牢掌握在自己手中,才能真正掌握競爭和發(fā)展的主動權(quán),才能為發(fā)展自己、造福人類奠定堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。
“開放融合”是北斗工程的世界胸襟。多系統(tǒng)融合是時代的發(fā)展趨勢,更加開放的姿態(tài)也是全球化發(fā)展的必然選擇,體現(xiàn)的是北斗人登高望遠的格局、堅定從容的自信和成人之美的胸襟。習近平總書記指出:“中國愿同各國共享北斗系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展成果,共促全球衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)蓬勃發(fā)展?!北倍纷鳛槿蛐l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),在與國際上其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)同臺競技的同時,必須用開放的胸懷融入國際導(dǎo)航大家庭,讓全球用戶愿意用北斗、用好北斗。北斗系統(tǒng)的發(fā)展既立足中國,又放眼世界,秉持和踐行“世界的北斗”的發(fā)展理念,堅持開放融合、協(xié)調(diào)合作、兼容互補、資源共享,在覆蓋全球的基礎(chǔ)上積極融入全球、服務(wù)全球。目前,北斗基礎(chǔ)產(chǎn)品已出口到全球一半以上的國家和地區(qū),基于北斗的土地確權(quán)、精準農(nóng)業(yè)、數(shù)字施工、智慧港口等在東盟、南亞、東歐、西亞、非洲等地區(qū)得到成功應(yīng)用。中國北斗已經(jīng)成為了與“一帶一路”遙相輝映的“太空絲綢之路”,為構(gòu)建人類命運共同體提供強有力的支撐。
北斗系統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)品已輸出到100余個國家,為用戶提供了多樣化的選擇和更好的應(yīng)用體驗。北斗已加入民航、海事、移動通信等國際組織,國際民航組織批準北斗星基增強服務(wù)商標識號和標準時間標識號,國際搜救衛(wèi)星組織將北斗納入全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)計劃。
“一枝獨秀不是春”。中國北斗始終具有國際視野和家國情懷。在國家“集中力量辦大事”的支持下,這一復(fù)雜、系統(tǒng)的航天工程牽引帶動了一大批“弟兄們”團結(jié)協(xié)作,共同“奔小康”。
北斗工程總設(shè)計師楊長風曾經(jīng)說過:“北斗是五千萬工程:調(diào)動了千軍萬馬,經(jīng)歷了千難萬險,付出了千辛萬苦,走進了千家萬戶,將造福千秋萬代。”全國400多家單位、30余萬名科研人員參與了北斗工程建設(shè),在系統(tǒng)建設(shè)中,航天系統(tǒng)內(nèi)外的國企爭相請戰(zhàn)、民企主動承擔責任;衛(wèi)星研制過程中,黨員干部奮勇爭先,員工團隊眾志成城。在收官星進入發(fā)射準備階段的時候,一位同志的母親生重病要做手術(shù),家屬堅持不通知發(fā)射場試驗隊,試驗隊通過單位得知消息后立刻讓這位同志回家照顧母親,但他很快就回到發(fā)射場堅守崗位,他母親對他說:“國家把這么重要的任務(wù)交給你,你不能脫離崗位……”這樣的例子還有很多很多。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)進入快速建設(shè)時期后,“北斗”團隊在短短兩年半的時間內(nèi),馬不停蹄地連續(xù)發(fā)射了20余顆衛(wèi)星。航天科技集團五院“北斗三號”研制隊伍曾經(jīng)做過一項統(tǒng)計,如果按照每人每天工作8小時來計算,幾乎每名“北斗人”一年都工作400多天。這個團隊里有老院士、有老專家,而更多成員是2009年前后加入航天隊伍的“80后”新兵,正是團隊全體成員的共同努力和付出,才成就了熠熠生輝的“中國北斗”,他們雖然來自五湖四海,但為了一個共同的目標,用“以國為重”的家國情懷鑄就了“萬眾一心”的無敵力量。
建設(shè)一流的北斗是所有北斗人矢志不渝的奮斗目標。北斗系統(tǒng)建設(shè)過程中所彰顯的中國精度和中國速度,充分體現(xiàn)了北斗人追求卓越的精神。有不少北斗三號團隊成員都記得這樣一件事。北斗三號第9顆衛(wèi)星某關(guān)鍵單機測試中,總體主任設(shè)計師發(fā)現(xiàn)了一個關(guān)鍵指標超標,超差小于一納秒。一納秒,短到難以想象,比十億分之一秒還短,用“剎那”“瞬間”都難以形容。若不消除一納秒誤差,這一納秒背后可能存在影響整個工程的質(zhì)量隱患。盡管排查會平添很多工作量,盡管批產(chǎn)研制十分緊張,時間刻不容緩,但北斗人堅持只要分析出來的問題就絕不忽視,“一納秒”再短也不放過。為此,團隊進行了幾晝夜的細致分析,最終消除了這一納秒的誤差。為北斗三號任務(wù)的全面成功又加了一道保險。這個故事是北斗團隊精益求精、嚴慎細實工作態(tài)度的縮影,集中展現(xiàn)了北斗團隊追求卓越的精神作風。
根據(jù)國家要求,北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)要在2020年底之前建成,這意味著要用3年時間完成30顆衛(wèi)星的建造和發(fā)射,這對全體隊伍而言壓力巨大。面對組批生產(chǎn)、高密度發(fā)射所面臨的諸多困難,北斗人沒有退縮,而且為了使系統(tǒng)更早投入使用、更早產(chǎn)生效益,他們在組批投產(chǎn)、流程再造、自動化測試、遠程測試、機械化裝配等方面推出一系列措施,將整星測試、試驗周期減少了25%,發(fā)射場工作周期減少了36%,發(fā)射場人員減少了40%。中國北斗僅用兩年半的時間就完成了18箭30星的成功發(fā)射,提前半年完成了全球組網(wǎng)任務(wù),用追求卓越的精神創(chuàng)造了世界航天史上高密度發(fā)射的奇跡。
習近平總書記在黨的十九大報告中提出了航天強國發(fā)展戰(zhàn)略,要在2035年建成“更加泛在、更加融合、更加智能”綜合時空體系,為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航的發(fā)展提供了戰(zhàn)略指引。在完成北斗全球系統(tǒng)建設(shè)的同時,北斗人正在積極謀劃著建造下一代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。未來,這個全新的世界領(lǐng)先的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),將為加快推動國民經(jīng)濟發(fā)展,早日實現(xiàn)航天夢、中國夢貢獻新的更大力量。
(責任編輯:陳海峰)
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