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“北鬥精神”托起小衛星:中科院微小衛星創新研究院的故事
2020-09-23 08:04:50 來源: 新華每日電訊
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  一天的數據量,打印出來跟東方明珠一樣高

  “北鬥精神”托起小衛星:中科院微小衛星創新研究院的故事

  北鬥三號衛星、暗物質粒子探測衛星、量子科學實驗衛星、神舟伴星、全球二氧化碳監測科學實驗衛星、微重力技術實驗衛星……近年來,一顆又一顆令人矚目的小衛星,從位于上海浦東一個科研團隊平均年齡僅34歲的單位橫空出世、一飛衝天。

  這個年輕的單位是中國科學院微小衛星創新研究院。走進這個小衛星的世界,從一扇扇深夜燈火通明的窗戶中,從一個個凝心聚力攻堅克難的項目團隊中,處處感受到“自主創新、開放融合、萬眾一心、追求卓越”的新時代北鬥精神。

  小衛星的大能量

  根據整星質量,國際上一般將衛星分為三類:2000千克以上的為大型衛星;1000千克至2000千克的為中型衛星;1000千克以下的為小型衛星。隨著我國在導航、通信、遙感、科學探測等方面對航天需求大幅度提升,發展低成本的小衛星是大勢所趨。緊跟時代發展步伐、面向國家重大戰略需求,2003年中國科學院與上海市共建成立上海微小衛星工程中心,2017年成立中國科學院微小衛星創新研究院。

  圍繞著中國北鬥衛星導航係統的國家重大科技專項,中科院微小衛星創新研究院牽頭組建了中科院北鬥導航衛星研制團隊,共承擔2顆新一代北鬥導航衛星和10顆北鬥三號MEO組網衛星的研制任務。

  2015年3月,中科院北鬥導航衛星研制團隊成功研制發射了我國新一代北鬥導航衛星首發星,拉開了我國北鬥全球係統組網建設的序幕。這顆衛星身材雖小,能量卻很大。研制團隊突破了基于相控陣的星間鏈路技術,實現了“一星通,星星通”,讓衛星能夠“天上對話”“星星組網”,解決了制約北鬥全球組網的瓶頸問題。

  創新,是這支“航天新兵”的基因。秉承“中國的北鬥、世界的北鬥、一流的北鬥”理念,中科院北鬥導航衛星研制團隊獨創構建了MEO衛星“2氫2銣”的星載時頻係統,突破了時頻無縫切換技術,為北鬥全球係統提供了更精準的時頻基準;突破了衛星自主診斷恢復技術,讓衛星具有了“自診斷、自恢復”能力;首次採用了基于氮化鎵的固態功率放大器,可有效提高信號質量。

  北鬥導航衛星研制團隊還集成了中科院多家院所優勢力量,如:上海天文臺氫原子鐘、武漢物數所甚高精度銣原子鐘、電子所行波管放大器、光電所星敏感器、上海技物所紅外地球敏感器、國家空間中心自主運行單元等,為國家重大戰略基礎設施貢獻了從元器件原材料、核心部組件、到衛星係統的全鏈條解決方案,為北鬥係統服務全球做出了重要貢獻。

  與“北鬥”一起成長

  剛走出校門能幹什麼?許多人也許還在人生的道路上摸索。但在中科院微小衛星創新研究院,許多剛畢業的年輕人就已經挑起了研制我國新一代北鬥導航衛星的大梁。2015年,新一代北鬥導航衛星首發星成功發射之際,研制團隊平均年齡僅31歲。他們在夜以繼日的拼搏奮鬥中,與我國北鬥全球係統的建設一起成長。

  為實現2020年北鬥衛星全球組網的目標,2018年,中科院北鬥導航衛星研制團隊高密度研制發射了8顆MEO組網衛星。僅一顆衛星,就有90余臺套單機、近90000件元器件,按照正常進度,一顆星的研制加綜合測試時間,至少需要39個月,需要判讀遙測參數6000余條、執行遙控指令1700余條,整理多達150根電纜。8顆星的發射量,時間緊、任務重,這群年輕人是怎樣拼過來的?

  “80後”的王亞賓是北鬥三號衛星係統綜測副主任設計師,他回憶説:“那一年,我們一直在奔跑,跟時間賽跑,與自己比拼。全年120天節假日幾乎無休,累計加班時長7582小時,相當于每天工作20個小時以上。每天,我們要對40000多參數進行判讀,要分析比對約10G的數據。如果把這些數據打印出來,摞起來的厚度高達400多米,相當于東方明珠的高度,而這僅僅是一天的工作量。”

  北鬥三號衛星係統副總設計師劉迎春是一位母親,卻幾乎沒有時間陪陪孩子。2018年,她在空中飛行了98次,飛行裏程121599公裏,相當于繞地球3圈。在最忙碌的國慶假期,她從西昌回到上海做試驗,晚上在實驗室沙發上打了個盹,第二天乘坐最早的航班,飛到西安匯報試驗情況,緊接著馬不停蹄奔赴西昌繼續發射場工作。三天裏,她總共只休息了5個小時。

  “如果説2小時是一場電影的時間,我們的加班時間足以看2200場電影;如果2小時是家長每天陪伴孩子學習的時間,我們的加班時長,足夠伴隨著孩子從一年級補習到六年級。”王亞賓説,“我們一路走來,上下齊心,就要在北鬥衛星的功能性能上做加法、誤差噪聲上做減法、密集組網上做乘法、個人得失上做除法。”

  做一顆宇航級“螺絲釘”

  身體力行是最有效的示范,言傳身教是最有力的引導。在年輕的中科院北鬥導航衛星團隊中,老一輩航天人身先士卒、甘為“螺絲釘”的拼搏奮鬥精神,讓年輕人耳濡目染,代代相傳。

  北鬥三號衛星係統副總設計師沈學民是一位老共産黨員。年逾六旬的他,始終迸發著年輕人的闖勁和激情,有時在廠房一站便是一天,好多次都淩晨兩三點了,所有人都勸他“我們先處理,明早向您匯報”,他卻總是堅持和大家一起並肩作戰。

  按照導航衛星的飛行程序安排,衛星射前50分鐘,需將衛星與地面測試連接的脫落電纜插頭及火工品星表插頭拔掉。此時,衛星位于發射塔架的最高處,離地面約70米,拔完插頭後要在5分鐘內,通過簡易步梯快速撤離現場。此刻火箭就在腳下滋滋地冒著“白煙”,隨時待命發射。這對人的身體和心理都是極大的挑戰。為確保任務順利完成,沈學民在每次發射前都率隊上塔。他説:“我年紀大了,萬一有什麼突發事情,你們先撤,我斷後!”

  “80後”北鬥三號衛星係統總體副主任設計師王丹説:“在我的眼裏,沈總就是老一輩航天人‘余熱未盡獻、老驥不偷閒’的真實寫照,他用初心守護著北鬥衛星,用行動傳承著北鬥精神。”

  北鬥衛星總裝技師許國平在自己的工作記錄本上,認真抄寫了雷鋒日記的一段話:“一個人的作用,對于革命事業來説,就如一架機器上的一顆螺絲釘……螺絲釘雖小,其作用是不可估量的。我願永遠做一顆螺絲釘。”

  在年輕人的眼裏,許國平就是一顆宇航級“螺絲釘”。作為中科院“十佳科苑名匠”的獲得者,他精益求精的態度、精湛高超的技術,被大家公認為“疑難雜症克星”,微小衛星創新研究1/3的衛星總裝都是由他帶領完成的。

  2020年7月31日,北鬥三號全球衛星導航係統開通,正式為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務。中科院微小衛星創新研究院院長、北鬥三號衛星係統總指揮龔建村,副院長、北鬥三號衛星係統總設計師林寶軍受邀赴京參加開通儀式。

  “自主鑄就北鬥星,創新擘畫玉汝成;開放彰顯乾坤志,融合時空謀共贏。”林寶軍賦詩一首表達了自己的激動心情。龔建村説:“未來,我們將不負使命、不負眾望,繼續把上海制造融入國之重器的研制過程中,為新一代導航係統論證、打造國之重器發揮重要作用!” (記者 張建松)

【糾錯】 責任編輯: 周楚卿
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