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楊慧:
夜空中最亮的“星”
【《有話》第50期:夜空中最亮的“星”】北斗三號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星在西昌發(fā)射,標(biāo)志著北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的全球組網(wǎng)時代正式開啟,也標(biāo)志著我國將真正實現(xiàn)全球無差別的高精度定位。本期新華網(wǎng)《有話》邀請北斗二號衛(wèi)星總指揮兼總設(shè)計師楊慧,講述幾代“北斗人”不服輸?shù)墓リP(guān)精神,展現(xiàn)北斗衛(wèi)星系統(tǒng)傳奇的“三生三世”。

  大家好,我是楊慧,來自航天科技集團(tuán)五院總體設(shè)計部。我本人從事北斗建設(shè),是從北斗一號開始的。我現(xiàn)在是北斗二號衛(wèi)星系統(tǒng)的總設(shè)計師、總指揮。

  可能大家對北斗的應(yīng)用并不是那么清晰,但是我們很清晰的是GPS的應(yīng)用。你出門上車第一件事,就要把導(dǎo)航打開,離了它你會覺得你都不認(rèn)識路了。實際上你現(xiàn)在收到的信號,就有北斗的服務(wù)。所以北斗是以這樣一種潤物無聲的方式進(jìn)入了大眾的生活。它不是以那種取代的方式,那種方式將給我們大眾生活帶來很多不便。遠(yuǎn)洋捕撈的時候,如果你遇到海難,持有了北斗系統(tǒng)接收機(jī),它不但讓你自己知道你在哪里,你還可以讓別人知道你在哪里,這就是我們北斗的特色服務(wù)。

  最后一顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,對我們來講確實是意義重大。因為它標(biāo)志著我們國家的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全面完成。在北斗三號即將建成的最后一刻,我心情是非常感慨的。我忍不住要來介紹一下,北斗的“前世今生”。

  之所以選擇航天作為我的職業(yè),對我來講是一個再自然不過的事情。因為我的父輩也是航天人,從小航天給我的印象就是神圣但不神秘。所以長大了,就像很多醫(yī)生的孩子要選擇當(dāng)醫(yī)生一樣,我也選擇了航天作為我的職業(yè)。

  參與北斗一代工作,是北斗一號正式立項之后。那個時候我覺得國家正好需要有這個衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。綜合下來,我們選擇了雙星定位系統(tǒng)。這是一個基于通信式的定位系統(tǒng)。北斗一號是我成長的搖籃,我對北斗一號充滿了感恩之心。

  北斗二號我接觸它的時候是2003年的下半年,那時候我們都知道可能北斗要再立項,并且是真正的無源導(dǎo)航系統(tǒng)。我們北斗一號的總指揮李祖洪副院長和總設(shè)計師范本堯院士奉命組建隊伍。而我奉命前往北斗二號報到。

  我記得我們論證了大概一年的時間。2004年這個方案經(jīng)過了層層把關(guān)、審批。那天我們都知道這個已經(jīng)進(jìn)入了最終討論階段,其實我們很期待它馬上能批準(zhǔn)下來。但其實,我們當(dāng)時也并不是非常地有信心。原因很簡單,因為導(dǎo)航系統(tǒng)像一艘巨大的船,是個巨大的工程。一旦下水沒有回頭之路,就要不停地往前走,投資、人力、物力都是巨大的。另外,同期進(jìn)去的很多項目的知名度都非常地高,而北斗在當(dāng)時的知名度并不高。我們也還在想如果今年批不了,那就明年。

  那天下午,我們接到電話說:“告訴你們批準(zhǔn)了!”我們當(dāng)時特別高興。打電話的人告訴我們,不停地說怎么批準(zhǔn)的,說我們這個項目沒有爭議,大家都非常支持。說北斗需要建設(shè),有錢!

  我們特別高興。所以我們都會記得,2004年8月31號,北斗二號工程正式立項。

  激動過后,其實馬上就開始正式的北斗二號的設(shè)計。北斗二號雖然說已經(jīng)完成了可行性技術(shù)論證,但是實際上還有很多路要走。首先,時間緊,為什么說時間緊?因為我們要申請相應(yīng)的頻率軌道資源,而導(dǎo)航的頻率資源實際上是非常珍貴的。還有一個規(guī)則就是,如果你提交了這個頻率軌道資源的申請,在規(guī)定時間內(nèi)還沒有把衛(wèi)星打上去,那就得重新申請。相當(dāng)于你的排隊再往后放。

  所以我們2004年正式立項,全院都動了起來,組織上上下下都動起來了。畢竟時間很緊,有很多的技術(shù)需要攻關(guān)。比如大家都熟知的原子鐘,這是時間維持系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵技術(shù)。而原子鐘的活動受溫度的影響極大,所以你為了讓它工作得特別穩(wěn)定,就要有一個非常好的溫度環(huán)境來保證它的運(yùn)行。技術(shù)要求的是0.2℃的波動。

  然而,空間環(huán)境本身的波動特別大。太陽不像地球,還有很多大氣的衰減。在太空中,沒太陽的時候就是-273℃,有太陽一照則是150~160℃。這樣一個300多℃溫差范圍的環(huán)境下,要求這個原子鐘在每一個每二十四小時中只能變化0.2℃。它要求的是精準(zhǔn)的0.2℃。所以要保證在那樣惡劣的環(huán)境下把溫度控制在這么精準(zhǔn)的狀態(tài),的確是一件比較難的事。

  可是當(dāng)時大家全都忘了什么是難,我們面對一個問題又一個問題,不斷地提出想法、不斷地去驗證、不斷地去推翻,這樣不斷地往前一點一點地推進(jìn)。那段時間真的是用“激情燃燒”來形容一點也不為過,加班絕對是常態(tài)。到了晚上,我們“導(dǎo)航”辦公室的燈光總是特別亮。

  用我們自己的話來說,連滾帶爬地。我們終于連滾帶爬地到了2007年4月份,我們把試驗星“打”到天上去了,趕在頻率申報失效的前幾個小時,也趕在歐盟之前。導(dǎo)航信號發(fā)了下來,讓我們后續(xù)正式組網(wǎng)所需要的頻率軌道資源占據(jù)了優(yōu)勢。

  盡管飛行試驗星“打”出去了,信號發(fā)了下來??墒潜倍饭こ淌且粋€龐大的工程。它需要很多專業(yè)的協(xié)作,從來不存在某一點解決就大功告成這樣一個狀態(tài)。比如說,即便大家都知道衛(wèi)星倒計時馬上要發(fā)射了。等你數(shù)完10、9、8、7,大家在鼓掌的時候,星箭一分離,你立刻轉(zhuǎn)移注意力到自己的工作上,馬上起身去做你的操作。

  因為我們的星在箭內(nèi)是縮著、包起來的。那么衛(wèi)星一入軌,就要把20多米的太陽翼展開,要把龐大的天線一個一個展開,要有很多操作。同時我們星箭分離那個點,很多衛(wèi)星是在200公里的高度上分離的。我們要用自己的推進(jìn)系統(tǒng),讓它一步一步地“爬”到35780多公里高度上去。即便是衛(wèi)星完全地入軌了、交付使用了,也仍然沒有大功告成。因為衛(wèi)星在軌的壽命十來年,那在這個過程中也仍然有很多事情需要你來做。我們的衛(wèi)星在軌道上,它經(jīng)歷的那些環(huán)境:太陽暴、風(fēng)暴、電磁暴,這些就是我們經(jīng)常說的太空中的“狂風(fēng)驟雨”。宇宙中它會下雨的、它會刮風(fēng)的。這樣的天氣,它會讓你的衛(wèi)星“傷風(fēng)感冒”。

  這顆星指標(biāo)沒有完成,這個星座也就不能穩(wěn)定。所以這顆星如果延壽,它能活多久,你就一直得呵護(hù)著它。直到它壽命快要終結(jié)了,沒有再支撐下去的一些條件,你還要安全地把它送入“墳?zāi)管壍馈?,不影響后來的衛(wèi)星還在同樣的軌道上工作。所以整個呵護(hù)過程真的是沒有掌聲、沒有鮮花,一直默默十幾年往前走。

  我們所有管在軌的同志,從來不敢把電話離開自己。無論是白天還是黑夜,24小時電話都在我們的耳邊。因為響應(yīng)要快,我們的處理指標(biāo)是十分鐘。十分鐘內(nèi)接到電話,指令單發(fā)出,要求發(fā)出,去處置它。

  我記得去年北斗二號“打”最后一顆”收官衛(wèi)星”的時候,大家都知道這是最后一顆“收官”?!按颉蓖炅宋覀儽倍范柕氖姑屯瓿闪?,就要交給北斗三號繼續(xù)干。 “打”完這顆星之后,我們記得是凌晨三點左右,從山上下來到食堂去吃宵夜。食堂的師傅們總是在這個時候,為我們準(zhǔn)備上啤酒。慶功嘛,大家都很高興。一般來講我們到了這個點,匆匆喝一口粥就得走。那天下來以后,喝酒了。因為心中有太多感慨,借著那瓶啤酒讓自己嚎啕了一次。心情很復(fù)雜,用現(xiàn)在的一句流行話說叫“一言難盡”。為什么一言難盡?因為每次發(fā)射之前真的是很熬人的。你不停地在想、在腦子里過:曾經(jīng)做過的事、還有哪些沒想到、還有哪些沒做好?

  我再也不用受這種煎熬了,好像我會如釋重負(fù)。但是同時,這么多年這樣過來了,想想又很失落。難道我以后再也不這樣了嗎?真的一言難盡。除了嚎啕,無以言表。

  其實到今天,我們再來看北斗。北斗經(jīng)歷了北斗一號、北斗二號、北斗三號。我們曾經(jīng)寫過一篇文章叫《北斗的“三生三世”》。為什么這么說?因為我覺得北斗無論從一號到目前的三號,靈魂沒變、追求沒變、目標(biāo)沒變、初心沒改,都是為了建立我們國家的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。從無到有,從區(qū)域服務(wù)到全球服務(wù)。初心不變,但是它一次一次地在脫胎換骨。

  第一代我們建設(shè)的時候,就是為了從無到有,求生存。我們出了海要有安全的保障,在我們的領(lǐng)海范圍內(nèi)要有安全的保障。所以說“一生一世”我認(rèn)為這是在求生存,要有我們的生命保障線。

  當(dāng)我們建北斗二號的時候,我們認(rèn)為是“再生再世”為服務(wù)。我們追尋的是有效服務(wù),即服務(wù)精度。以我們國家為中心三分之一個地球的覆蓋,這樣一個范圍。

  到了我們的北斗三號就是“三生三世”,我們要求的是奉獻(xiàn)。首先我們北斗系統(tǒng)的精度要求得更高,同時我們的范圍全球覆蓋。所以北斗三號再一次脫胎換骨,“三生三世”之后求的是奉獻(xiàn),求的是性能和精度。

  就在最近,我們最后一顆導(dǎo)航衛(wèi)星就要實現(xiàn)我們的全球組網(wǎng)。說實在的,心情很高興,但是很感慨。因為連你自己都覺得這是一個很難達(dá)到的事情,它居然如期完成。好幾輩人的夙愿,在我們這一輩人手里完成了。但同時我也并沒有那種考完了之后,如釋重負(fù)這樣一個心情。因為你還有很多的事要做。

  就像人們對服務(wù)的追求,因為人們對于時間和位置的精度要求是無止境的,那也就是要求北斗系統(tǒng)往前走,無止境。就像這個星座取的名字叫“北斗”。北斗它本來就是我們的指航星、指路星,就是指方向的。套用一句古話,路漫漫其修遠(yuǎn)兮。北斗星是我們的方向,我們的團(tuán)隊將一直往前走,朝著北斗,永無止境。

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