2月1日，我國第五顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功。新華社供圖
第五顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星升空，標(biāo)志著北斗系統(tǒng)從區(qū)域組網(wǎng)向全球組網(wǎng)平穩(wěn)過渡——
2月1日15時29分，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心。伴隨著火光、霧氣和轟鳴聲，長征三號丙運載火箭搭載著新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，直沖云霄。在遠(yuǎn)征一號上面級的支持下，這顆新的導(dǎo)航星直接入軌，進入兩萬公里的地球中圓軌道。
這是迄今為止發(fā)射的第5顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，也是我國發(fā)射的第21顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。它將與先期發(fā)射的四顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，共同開展星間鏈路、新型導(dǎo)航信號體制等試驗驗證工作，并適時入網(wǎng)提供服務(wù)。
至此，新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星已“集齊”五顆星，北斗系統(tǒng)向全球組網(wǎng)邁出堅實的一步。
新一代北斗“大團圓”
第五顆星的加入，讓新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星迎來了大團圓。
2015年3月30日，首顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射成功；7月25日，我國采用“一箭雙星”方式發(fā)射兩顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星；9月30日，第4顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射成功。
“第五顆星會跟其他四顆星一起，對北斗全球?qū)Ш较到y(tǒng)體制進行完整的驗證。”中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院院長、衛(wèi)星總指揮相里斌告訴《中國科學(xué)報》記者。
為了支持北斗區(qū)域系統(tǒng)向全球系統(tǒng)平穩(wěn)過渡任務(wù)，第五顆星具備了更強大的功能。
中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院衛(wèi)星副總師沈?qū)W民告訴記者，新星具備全球平穩(wěn)過渡的導(dǎo)航信號、Ka星間鏈路、自主運行和空間環(huán)境探測四大功能。
沈?qū)W民介紹說，這顆星具備全球平穩(wěn)過渡的RNSS導(dǎo)航信號，從區(qū)域?qū)Ш较蛉驅(qū)Ш降倪^渡過程中，可以兼容兩種導(dǎo)航特性，是從區(qū)域?qū)Ш襟w制走向全球?qū)Ш襟w制的很關(guān)鍵的一顆星。
其次，“采用了星間鏈路技術(shù)，可以容納更多通信內(nèi)容，以便把其他四顆星‘統(tǒng)’起來，確定導(dǎo)航系統(tǒng)的體制。”沈?qū)W民告訴記者，星間鏈路是北斗導(dǎo)航超越國際現(xiàn)有導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)鍵，可以實現(xiàn)多顆衛(wèi)星間的信息傳輸和交換，進一步提升系統(tǒng)運行管理能力和服務(wù)水平。
再者，“它還可以實現(xiàn)完好性監(jiān)測，一旦有問題可以自行調(diào)整，能在沒有地面管理的支持下生存，并為用戶服務(wù)?！鄙?qū)W民說。
此外，“22000公里左右的軌道里有很多空間高能粒子，這顆星能夠?qū)αＷ拥挠绊懽鞒雠袛??！鄙驅(qū)W民說。
中科院技術(shù)“大集成”
和新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星首發(fā)星一樣，第五顆星也由中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院（上海微小衛(wèi)星工程中心）抓總，與中國電子科技集團共同研制，采用了中科院導(dǎo)航衛(wèi)星專用平臺。研制工作調(diào)動了中科院12個研究所的科研力量。
目前，在航天領(lǐng)域，新技術(shù)常常困擾于“沒上過天的不敢用，不用就沒上過天”的惡性循環(huán)。而中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院副院長、衛(wèi)星總師林寶軍告訴《中國科學(xué)報》記者，中科院的研制團隊就是要做“吃螃蟹的人”。
他們的“大膽”，成就了導(dǎo)航星的創(chuàng)新亮點。在系統(tǒng)層面，衛(wèi)星平臺突破了傳統(tǒng)的分系統(tǒng)概念，提出了“功能鏈”的設(shè)計理念，簡化環(huán)節(jié)，提高功能密度，降低體積、重量和成本；在載荷方面，科學(xué)院各大院所也為導(dǎo)航星的技術(shù)創(chuàng)新助力。
例如，新的導(dǎo)航星首次以高精度星載氫原子鐘為主鐘，而這款鐘正是由中科院上海天文臺研制。林寶軍告訴記者，為了保證系統(tǒng)的可靠性和連續(xù)性，星上裝載的氫鐘和銣鐘還可以實現(xiàn)時頻的“無縫切換”，“如果一個鐘出了問題，可以在20個皮秒（10-12秒）內(nèi)切換到另一個鐘上，對于用戶來說，不會造成導(dǎo)航中斷”。
中科院上海微系統(tǒng)所研制的“新微芯”安全芯片也被用于新星。“這是一種高集成度的抗輻照芯片，空間高能粒子打不穿，可以保證器件不受破壞。”中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院院長助理、衛(wèi)星副總指揮李國通說，該芯片為后續(xù)衛(wèi)星進一步提升自主可控提供了可能，也為我國衛(wèi)星可以做得更小、更集成化奠定了基礎(chǔ)。
此外，中科院武漢物數(shù)所、上海技物所、國家空間科學(xué)中心承擔(dān)了星上有關(guān)設(shè)備的研制。
“衛(wèi)星系統(tǒng)本身是一個多學(xué)科綜合的總體。中科院有很多與衛(wèi)星有關(guān)的研究所，可以支撐我們完成系統(tǒng)性的、集成性的創(chuàng)新技術(shù)。同時，科學(xué)院的科研人員有探索宇宙、量子通信等方面的科學(xué)目標(biāo)，又為我們提出了新的牽引和需求。”相里斌說。
中國的也是世界的
作為航天人，相里斌覺得這支隊伍應(yīng)當(dāng)扮好“三軍”角色。“在衛(wèi)星科技創(chuàng)新方面，我們應(yīng)該成為國家創(chuàng)新的主力軍；在型號研制、衛(wèi)星工程方面，我們應(yīng)該成為國家的一支戰(zhàn)略方面軍；在產(chǎn)業(yè)化方面，我們要成為一支生力軍?！毕嗬锉笳f。
如今，這支“生力軍”非?；钴S。從2012年年底北斗系統(tǒng)正式提供區(qū)域服務(wù)至今，北斗導(dǎo)航已形成包括基礎(chǔ)產(chǎn)品、應(yīng)用終端、運行服務(wù)等較為完整的北斗產(chǎn)業(yè)體系，完成初期市場培育，正在從行業(yè)應(yīng)用拓展到大眾應(yīng)用。
“隨著信息技術(shù)的發(fā)展，時間位置服務(wù)已經(jīng)成為繼互聯(lián)網(wǎng)之后的又一次革命。建成自己的導(dǎo)航系統(tǒng)不僅能保證信息安全，還能促進國民經(jīng)濟發(fā)展。”林寶軍說。
當(dāng)前，國產(chǎn)北斗芯片、模塊、天線等關(guān)鍵技術(shù)已取得全面突破，累計銷售量突破1500萬，高精度板卡和天線已分別占據(jù)國內(nèi)30%和90%的市場份額；面向智能手機的國產(chǎn)北斗移動通信一體化芯片也已面市，并在國產(chǎn)手機上得到應(yīng)用。
隨著新一代北斗導(dǎo)航系統(tǒng)建成，北斗系統(tǒng)走向國際已指日可待。“北斗‘走出去’是必然的?！毕嗬锉笳f，根據(jù)北斗系統(tǒng)全球組網(wǎng)建設(shè)計劃，2018年將率先為“一帶一路”國家提供基礎(chǔ)服務(wù)；2020年形成全球服務(wù)能力，建成國際一流的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。
今年1月，習(xí)近平主席出訪沙特、埃及期間，中國與沙特和阿盟分別簽署了衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域合作諒解備忘錄，習(xí)近平主席與埃及總理一同參觀了中國高科技展的北斗系統(tǒng)專題展區(qū)。國家相關(guān)部門也在穩(wěn)步推進北斗系統(tǒng)走出去。
“中國的北斗，將是世界的北斗。北斗人要建成一流的導(dǎo)航系統(tǒng)，讓世界人民在任何位置享受到來自中國的高科技?！绷謱氒娬f。
