導航衛星研制團隊的科研人員在工作。
中國科學院二代導航衛星發射場實驗隊合影。微小衛星創新研究院供圖
2015年3月30日,我國首顆新一代北斗導航衛星在長征三號丙運載火箭、遠征一號上面級獨立飛行器的接力護送下,準確進入距地面36000公里的傾斜地球同步軌道,標志著我國北斗衛星導航系統建設邁出了區域運行到全球覆蓋的第一步,開啟了2020年實現全球組網的新起點。
北斗衛星導航系統是我國自主建設、獨立運行,與世界其他衛星導航系統兼容共用的全球衛星導航系統,可在全球范圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、測速、授時服務,并兼具短報文通信能力。
此次發射的我國首顆新一代北斗導航衛星,是我國發射的第17顆北斗導航衛星,由中國科學院微小衛星創新研究院研制。前不久,中科院導航衛星團隊獲得了2015年中科院先進集體榮譽稱號。
艱巨的任務
衛星導航系統能夠定位時間與位置,是國家重要的戰略資源,又是信息時代的巨大市場。2011年10月,我國第二代衛星導航系統重大專項試驗衛星工程啟動實施,上海微小衛星工程中心作為中科院衛星系統總體單位,承擔試驗衛星工程中1顆IGSO和1顆MEO導航試驗衛星研制任務。根據要求,兩顆星必須于2015年底前發射。
這兩顆衛星首次使用中科院導航衛星專用平臺、首次采用上面級直接入軌發射方式、首次驗證星間鏈路與自主導航體制、首次大量使用國產化核心器部件,是中科院首次承擔北斗導航衛星研制任務,也是中科院首次研制高軌道、高可靠、長壽命的業務運行衛星,被列為“中國科學院2015年空天領域頭號任務”。
承擔這個“頭號任務”的是中科院導航衛星團隊。這支由81人組成的團隊,其中75%是“80后”,61%是“85后”,平均年齡不到30歲,大部分人都是剛剛從校園走出來,從未有任何衛星研發經驗,要在短短的三年時間里完成這么艱巨的任務,幾乎是不可能的事情。在研制它的1251個日夜里,這支年輕團隊,幾乎把一年當兩年用,研制計劃從周一排到周日。
衛星總設計師林寶軍坦言,新一代北斗衛星技術難度之大、任務要求之高、研制進度之緊張在小衛星歷史上都是前所未有的。特別是其首次使用中科院導航衛星專用平臺、首次大量使用國產化器部件以實現自主可控、獨創性地提出了功能鏈設計理念等,上述方面都實現了創新和突破。
相比前期北斗衛星3噸的“體重”,848公斤的新星來了一次完美的“瘦身”。原本航天設備在重量上“斤斤計較、克克計較”,這一下“瘦身”2/3體重,怎不令人刮目相看?從3噸到848公斤,就蘊含著衛星設計理念、組織管理模式的整體變革。林寶軍說,傳統衛星按照姿態控制、熱控制、結構、能源等分成十幾個分系統,再把各個分系統組裝到一起。“雖然分工清晰,卻難以優化。”于是,他大膽嘗試按照功能鏈劃分的新方法——僅從計算機來看,一顆衛星上,原本十幾個分系統共需要20多臺計算機控制,現在優化為1臺,可靠性大大提高。
守護時空資源
為了實現創新,研發團隊聘請了十幾位經驗豐富的航天老專家作為顧問,同時在技術驗證上采取了最嚴格的標準。
“很多測試一做就是一個月,還常會連續24小時不間斷,一年里測試幾十個通宵,也是家常便飯。”衛星質量部副部長崔帥說,年輕的研發人員幾乎只有工作,沒有生活。有趣的是,型號隊伍里一對“85后”干脆將工作過成了生活,在工作中培養出情愫,結成了夫妻。
質量部有一位年近70歲的“老法師”季海潮,他的“火眼金睛”令所有人嘆服:每次他都會拿著放大鏡,仔細檢查產品的電路板,出現多余焊珠、焊接不規范,都逃不過他的檢驗。“他總能從別人看不出問題的地方,找出一二十個問題。”導航總師助理龔文斌說,“老季看過了,大家就放心了。”
2015年3月30日,我國首顆新一代北斗導航衛星發射成功;2015年4月21日,星載原子鐘、時頻、大功率行波管放大器等導航有效載荷順利開機;4月21日地面成功接收到衛星下發的導航信號,標志著衛星研制、發射取得了圓滿成功。這意味著我國北斗系統全球組網的“三步走”,已邁出了第三步——到2020年,由5顆地球同步軌道衛星和30顆地球傾斜軌道衛星組成的北斗系統,將實現全球導航定位。從此,時間與位置這一重要的戰略資源,將牢牢掌握在中國人自己的手中。
導航衛星副總指揮李國通表示,按照“三步走”的總體規劃分步實施,北斗衛星導航系統計劃于2020年前后完成全球組網建設,將會提供更高精度的北斗時間和定位基準。
小衛星精神
這支隊伍盡管年輕,卻有著非常一致的價值取向。2012年,李紹前從哈工大一畢業,就進入北斗衛星研發團隊。晚上加班是常態,人人都不求加班費。每每與畢業進外企的同學比較工作量和收入,李紹前也自覺納悶,小衛星到底有何魔力,待遇不算高,工作量超大,任務難度高,卻樂此不疲。
“小衛星團隊有一個樂見年輕人成長、允許年輕人試錯的領導層。衛星總設計師林寶軍是‘60后’,副總設計師沈學民是‘50后’,他們年長位高,卻放心讓年輕人‘挑擔子’。遇到困難,或指點或鼓勵,與年輕人交心找問題。在上下級交流毫無隔膜的寬松氛圍中,同事們都很愛和領導們說說心底的‘創新話’。”李紹前坦言。
由于經常在總設計師林寶軍的眼皮子底下工作,導航項目辦的沈苑、李磊霞、毋冬梅、曹昕四個年輕女孩兒,被林寶軍稱為“北斗四朵金花”。
若要問女孩子造衛星是啥感覺?“四朵金花”之一的毋冬梅說,和男孩子一樣,就是航天精神:特別能吃苦,特別能戰斗,特別能攻關,特別能奉獻。
當2015年3月30日21時52分衛星發射成功那一刻,沈苑滿含淚水地寫下了這樣一段話:“每一個參與其中的人,都會不舍于她的離開,但離開也意味著成長,也將會是它新的開始。目送愛星腳踏巨浪,奔向浩渺宇宙;祈愿不日圓滿成功,服務國際民生。”
曾有一次,人力資源部請研發團隊統計工作量,沒想到按照每天工作8小時計算,幾乎每個科研人員一年都工作了400多天,扣除節假日,幾乎把一年當作兩年用。就在這個拼命三郎式的團隊里,女性竟然占了1/3。如此大的工作壓力,眼淚自然少不了:有的因為看不到年幼的孩子而流,有的完全因為累極了而哭,還有更多的眼淚則凝聚著對衛星事業的熱愛。
中國科學院微小衛星創新研究院導航衛星這支年輕的團隊,充分發揮了科學院的創新精神和“知其然知其所以然”的科學求真精神,用“勤于學習、勇于創新、敢于挑戰、善于合作、甘于奉獻”的工作作風踐行著對國家的承諾,譜寫出中國航天的小衛星精神。