加快打造原始創(chuàng)新策源地,加快突破關鍵核心技術,努力搶占科技制高點,為把我國建設成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習近平總書記在致中國科學院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,率先實現(xiàn)科學技術跨越發(fā)展,率先建成國家創(chuàng)新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設國際一流科研機構。

——中國科學院辦院方針

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【中國科學報】他們的15年“鑄劍”之路

【中國科學報】他們的15年“鑄劍”之路

發(fā)布時間:2024-09-25 【字體: 】【打印】 【關閉

2024年9月19日9時14分,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭與遠征一號上面級,成功發(fā)射第五十九、六十顆北斗導航衛(wèi)星。該組衛(wèi)星屬中圓地球軌道(MEO)衛(wèi)星,是我國北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)建成開通后發(fā)射的第二組MEO衛(wèi)星,入軌并完成在軌測試后,將接入北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)。

此次發(fā)射的兩顆衛(wèi)星由中國科學院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院(以下簡稱衛(wèi)星創(chuàng)新院)抓總研制,將在確保北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)精穩(wěn)運行的基礎上,開展下一代北斗系統(tǒng)新技術試驗試用,因此這次發(fā)射的兩顆衛(wèi)星既可以稱為北斗三號的“備份收官之星”,也可以稱為下一代北斗系統(tǒng)的技術驗證星,承擔著承前啟后的重要使命。

像往常一樣,中國科學院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院研究員、北斗三號衛(wèi)星系統(tǒng)首席總設計師林寶軍又新作了一首詞來紀念這個特殊時刻。他在這首《滿江紅?北斗三號收官星》中寫道:“北三首發(fā),夢為馬,揚帆啟明;越雄關,斂態(tài)定制,再踏新程。批產增量協(xié)同勁,一年八星耀蒼穹;三十載,矢志寰球愿,牧群星。收官星,續(xù)輝煌;天行健,鐘更精;星間鏈,格致人先新境。擔當開拓謀跨越,承前啟后助華興。望未來,泛在又融合,更智能?!?/span>

林寶軍說,北斗三號備份收官星承前啟后,它不是組網星的簡單復制,在導航制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(定位、導航、授時)體系。

三十載,矢志寰球愿,牧群星?!?/strong>

北斗系統(tǒng)工程自立項以來,已經走過波瀾壯闊的30年。這次“備份收官之星”的發(fā)射,為衛(wèi)星創(chuàng)新院和北斗三號的故事,畫上了一個圓滿的句號,也為北斗續(xù)寫新的輝煌篇章,掀開了完美的扉頁。

據林寶軍介紹,與前期MEO組網衛(wèi)星相比,這次發(fā)射的兩顆衛(wèi)星升級了星載原子鐘配置,搭載了新型星間鏈路終端,入網工作后,將進一步提升北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)可靠性及定位導航授時、全球短報文通信等服務性能,在支撐北斗系統(tǒng)穩(wěn)定運行和北斗規(guī)模應用的同時,將為下一代北斗導航衛(wèi)星技術升級進行相關試驗。

林寶軍與北斗三號的淵源已久,從2009年9月18日擔任北斗三號衛(wèi)星系統(tǒng)總設計師到今天,林寶軍已帶領團隊走過了整整15個春秋。15年前,林寶軍時任載人航天工程應用系統(tǒng)副總設計師,參與了從“神舟一號”到“神舟十三號”的全部論證工作。2009年,林寶軍服從國家安排,來到已運行了一段時間、但技術突破存在壁壘和難題的北斗導航衛(wèi)星系統(tǒng)內。

“沒有北斗的中國,就像一個‘盲人’。飛機飛不了,汽車開不了,深海氣田、深海原油開發(fā)不了,戰(zhàn)爭時分不清友軍和敵軍,執(zhí)行任務時找不到坐標……”林寶軍時常這樣評價北斗對于我國的重要性。

北斗與神舟不同,神舟飛船的比對對象是歷史上美國、俄羅斯發(fā)射的載人飛船,而北斗則要在國際舞臺上和美國的GPS、俄羅斯的格洛納、歐盟的伽利略這些同期運行的導航系統(tǒng)同臺競爭,接受用戶和歷史的檢驗。

自主研發(fā)一項新技術,中國人的傳統(tǒng)思路是先調研各國水平,然后找差距,再定位關鍵技術、攻克關鍵技術,最后縮小差距。

但林寶軍認為,總是跟在別人后面跑,很難實現(xiàn)超越,何不從另一個角度創(chuàng)新一套獨家新技術?

林寶軍首先做的,是為衛(wèi)星“瘦身”。他將原來結構、熱控等十幾個分系統(tǒng)合并成電子學、姿軌控、結構熱、有效載荷四大功能鏈,簡化了系統(tǒng)結構,同時提升了整體的可靠性?!氨热缭瓉砻總€分系統(tǒng)都需要計算機,一個衛(wèi)星上甚至要24臺計算機,現(xiàn)在1臺計算機就可以完成計算的功能了?!?/span>

然而,航天領域有一個不成文的規(guī)矩——新技術使用不能超過30%,否則存在很大的風險。那段時間里,林寶軍經常聽到的聲音就是:“歐美都沒試過,我們可以嗎?”“咱們已經跑得夠快了,能不能稍微穩(wěn)當點?”

但林寶軍堅定地認為自己的想法是對的。2013年7月,林寶軍花了整整一周時間,從早上9點到晚上12點,累了就喝瓶功能飲料,一家家單位跑,一個個設計師溝通,終于讓所有人都接納了他的新觀念。在林寶軍的帶領下,北斗三號試驗星的新技術超過70%,還能保證運行良好。

新一代北斗導航衛(wèi)星中還有很多類似的“獨創(chuàng)”。比如,它擁有世界上第一臺雙頻氫原子鐘,時頻精度達到全球最高;它配備了Ka頻段相控陣通信技術,能在7萬千米距離內實現(xiàn)厘米級的測量技術,大幅提高衛(wèi)星軌道測定精度……

取得這些成就,在林寶軍看來,離不開一顆“挑戰(zhàn)權威、敢于創(chuàng)新”的心。

追求普惠華夏愿,卓越湛盧獻和平。”

每當人們贊嘆于林寶軍所做的貢獻時,他總是會“糾正”一下,這是他所帶領的整個團隊的功勞,要為他們點贊?!爱敃r團隊一共81個人,平均年齡才31歲,用3年零3個月的時間完成了GPS2到GPS3花了20年的跨越之路。”

在衛(wèi)星研究院,林寶軍一直堅持給予青年創(chuàng)新團隊充分的自由。他把30公分厚的“航天規(guī)范”等文件,縮減成了一本小冊子,盡量為年輕人在各方面“減負”,鼓勵創(chuàng)新。衛(wèi)星研究院的一大特點是,很多年輕人工作3到5年就能當上主任設計師,最年輕的主任設計師才28歲。這在很多科研院所是不敢想象的。衛(wèi)星研究院正高級工程師李紹前,就是林寶軍的“得意門生”之一,這位85后的年輕人,如今早已獨當一面,成為北斗三號衛(wèi)星系統(tǒng)的總體主任設計師。

和對技術瑕疵的零容忍相比,林寶軍對團隊、對人才卻是可以容錯的,整個衛(wèi)星研究院也是如此。林寶軍的管理哲學是,要敢于給年輕人壓擔子,也要讓他們看到未來的希望?!爸袊讼矚g講不足,實際上嚴格要求不等于不能表揚,好孩子其實是夸出來的?!?/span>

林寶軍說,誰都有缺點,好的管理就是要把優(yōu)點發(fā)揮出來。制度不在多,關鍵在于有效性。洋洋灑灑上百頁、數(shù)千條,不如利利索索三五條。在衛(wèi)星創(chuàng)新院,幾乎每一個工種的管理制度,都不能超過10條。管理制度做減法,還有另一層更深的用意,就是極可能激發(fā)創(chuàng)新活力的釋放。新一代北斗首發(fā)星成功發(fā)射后,團隊里的很多年輕人驕傲地說“畢業(yè)后唯一的作品終于和大家見面了”。

正是因為有了人才制度的創(chuàng)新,才能帶來科研工作的創(chuàng)新。在2018年,林寶軍帶領團隊甚至實現(xiàn)了1年研制發(fā)射8顆組網星的戰(zhàn)績,而美國GPS最多一年也才能發(fā)射6顆,為北斗提前實現(xiàn)全球組網做出了重要貢獻。剛到衛(wèi)星創(chuàng)新院時,林寶軍的任務是實現(xiàn)北斗“爭二保三”,但如今他可以篤定地說,中國的北斗在定位精度等幾個主要指標上,實測結果已優(yōu)于美國的GPS系統(tǒng)。

林寶軍常用九個字來總結北斗研發(fā)成功的經驗——“有擔當,真創(chuàng)新,謀跨越?!彼忉屨f:“什么叫‘有擔當’?如果總是膽小怕出事,就不會有今天的北斗?!鎰?chuàng)新’,就是一定要做從0到1的顛覆性創(chuàng)新,才能真正解決國家的重大需求?!\跨越’,就是我們要建立自信,要有超越歐美、引領全世界共同發(fā)展、建立人類命運共同體的勇氣。

林寶軍是一個愛寫詩的人,2020年7月31日,我國向全世界宣布北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)正式開通,在參加完儀式的回家路上,林寶軍高興之余即興寫了一首詩,其中有這樣兩句:“追求普惠華夏愿,卓越湛盧獻和平?!闭勘R,是中國古代十大名劍之一。為什么用湛盧劍來形容北斗呢?因為湛盧是古代鑄劍大師歐冶子鍛造的,它雖然無堅不摧,但它又是仁者之劍。我們開發(fā)北斗,是為了造福全人類,而不是為了稱霸世界。林寶軍以此表達普惠世界的“華夏愿”。林寶軍說,星途遙遙,永葆創(chuàng)新激情的科技工作者都是最美的。

第五十九顆、六十顆北斗導航衛(wèi)星成功發(fā)射。

第五十九顆、六十顆北斗導航衛(wèi)星在軌運行圖。

中國科學院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院衛(wèi)星發(fā)射試驗隊

(圖片均由中國科學院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院提供)