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北斗设计师谢军16年送出43颗星

2020-11-23陈佳莉范雨莹

幸福·悦读 2020年10期
关键词:谢军纳秒颗星

陈佳莉 范雨莹

2020年7月,谢军在中国航天科技集团五院办公室接受本刊视频采访。(摄像/张岩、刘俊杰)

谢军身上透着股“前浪”的淡定劲儿,不疾不徐地接受采访,云淡风轻地回忆自己的航天梦,羞赧地回应被视为新晋“偶像”这件事。和《环球人物》记者聊着聊着,办公区的广播体操时间到了,广播声传来,他还提醒,是不是暂停一下采访,耐心等这一段过去。

北斗三号“收官之战”圆满落幕,这项令举国振奋的科技巨制,在眼前这位说话慢悠悠的长者面前,在他这间没有半点科技感的办公室里,突然接地气了很多。

2020年7月31日上午,北斗三号收官之星成功发射一个多月后,北斗三号全球卫星导航系统建成暨开通仪式在人民大会堂举行。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平宣布:“北斗三号全球卫星导航系统正式开通!”

深邃夜空,斗转星移。从2000年10月北斗一号第一颗试验卫星成功发射,到今年6月23日北斗三号最后一颗全球组网卫星升空,20年来,44次发射,中国先后将4颗北斗试验卫星,55颗北斗二号、三号组网卫星送入太空,开启了中国“星网”导航全球的时代。

作为北斗二号卫星总设计师,北斗三号工程副总设计师、卫星首席总设计师,谢军参与北斗项目的16年间,经手的卫星多达43颗。手心手背都是肉,没有哪一颗让他“省心”过。

“即使顺利上天了,要操心的事儿还是很多。”说起卫星,谢军完全一副慈父模样。

星箭分离之后,太阳翼展开,卫星入轨变轨,然后回传信号,就算这套流程都顺利通关,卫星在天上还有10到12年的工作寿命,这期间稍有差池,就是麻烦事儿,解决起来也比在地面上难多了。

在谢军心里,培育卫星就像养孩子,从生、养、育,到读书、成家、立业,孩子走多远,老父亲都少不了牵挂。“唯一不同的是,孩子离家了还能常回来看看,卫星的属性决定,它们一走就不会再回来,联系就只能通过无线电信号。”

“最后一棒”不许有意外

6月23日北斗三号收官之战的成功,来之不易。

倒不是因为它的技术难度。北斗三号共计30颗卫星,包括24颗地球中圆轨道(MEO)卫星、3颗倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星、3颗地球静止轨道(GEO)卫星。收官的这颗是GEO卫星,属于功能最复杂的一种,但因为之前已经成功发射过两颗,所以技术不是问题。

大家对收官之星满满的期待,才更是一种压力。中国人讲究圆圆满满,前几次都成功了,绝不能在最后一棒上出意外。

而技术成熟远不是成功的保障。航天界流行的一句话——一次成功不代表次次成功,别人的成功不代表你能成功。谢军的解读更为苛刻,他说:“成功是差一点的失败,失败是差一点的成功。有人常说,差一点我就成功,但差一点也不行。”

“差一点的成功”在上半年密集出现。3月16日,新一代运载火箭长征七号甲首飞失利;4月9日,长征三号乙发射印尼PALAPA-N1通信卫星失利。

別人的产品出了问题,谢军就举一反三地“纠察”自己的。他们有一套相当严格的核查机制——“四查两想”,即四次复查,加上对过去的回想和对下一步的预想。一套流程下来,基本能堵住所有可能出现的纰漏。

可即使再严格,需要紧急堵漏洞的时刻,谢军这些年也没少经历。

2007年4月北斗二号首颗卫星的发射,是谢军的“北斗史”上最惊心动魄的一次。当时的卫星担负了两项任务,一是由北斗一号有源定位到北斗二号无源导航的技术跨越,是一次全新尝试;另外,在2000年我们已经向国际电联申请了北斗二号在太空的导航信号频段和轨道,也就是提前占好了一个“坑”,却迟迟没有卫星发射上去,“坑位”有效期就保留到2007年4月17日。

匆忙上马的卫星果然出了问题。

卫星已经跟火箭对接,被送上了发射塔架,进入按天倒计时阶段。箭在弦上之时,卫星上的应答机突然出现了问题,这意味着上天后的卫星可能面临“失联”的风险。所有的抢救工作都是在高空塔架上完成的,工作人员将卫星整个拆开、检查、重装,就像医生踩在钢丝绳上做手术。检修工作日夜不停,最终这颗卫星在4月14日成功发射,两天后发出信号时,距离最后的有效期限只剩不到半天时间。“风险太大,这样的情况在整个中国航天史上也不常见。”提起那次经历,谢军还有些激动。

还有一次,谢军在接收供应商产品时,发现一台非常重要的星上设备出现了1纳秒的不正常跳动。1纳秒是什么概念?1纳秒是10的负9次方秒,假如一个时钟每天变化1纳秒,300万年之后才会累积变化1秒。听起来微不足道,但对于高精度的卫星导航系统来说,是致命的。“这一纳秒的误差,在回传信号时,可能被放大一倍,导致原本10米的定位精度变成20米,使整个系统的服务大打折扣。”没有商量的余地,谢军果断打回重做。

“干航天,质量是要命的事儿。”这样的例子谢军随口能举出四五个,正是这样的“锤打”,让航天人对“质量”执念很深,“非常不愿意碰到有质量问题,但是每一次出问题,都感觉还是工作没做到位。”

今年北斗收官之星经历的波折也不小。首先需要在符合疫情防控要求前提下调拨人员到西昌发射中心。其次,在6月16日因为搭载卫星的运载火箭出现问题导致延迟发射,也让好事多磨了一次。

火箭在重新检测的过程中,身在西昌发射中心待命的谢军也没有坐等,继续重检卫星。就像考生只要没上考场,总感觉没有准备充分。仅仅一个星期之后,经过检修的火箭,搭载着北斗三号的收官之星,顺利升空,完成北斗三号的全面组网工程。

“安利”北斗需要奇思妙想

大众对北斗的最初印象,可能源于2008年汶川地震。当时的新闻报道中,第一次提到北斗导航系统如何帮助失去信号的震区开展搜寻工作。

但在谢军看来,汶川出手只能算北斗的一次非正式见面,真正让北斗“名正言顺”走向前台的日子,他终生难忘——2012年12月27日,也就是国务院新闻办公室召开第一次北斗卫星导航区域系统建成新闻发布会的日子。

这次对北斗的“公开正名”,让谢军的自豪和振奋之情溢于言表。不过,这是荣耀也是压力,“公开宣布相当于对公众许下了承诺,我们下一步只能走得比这一步更好更稳。”

北斗之名,横空出世,背后是一段恢宏磅礴的“中国星座”建造史。

全球卫星导航系统被誉为“人类在太空中的眼睛”,谁拥有了这双“眼睛”,就能更准确地看清这个世界以及自己的位置。上世纪90年代,美国GPS导航系统24颗星就已全部部署完成,同时俄罗斯的格洛纳斯、欧洲的伽利略系统也投入运营。

1993年,中国商船“银河号”在公海航行的过程中,GPS信号无故被中断,导致搁浅了近3周。这让中国人意识到,作为航天大国,必须要有自己安全独立的时频基准系统,一定要把卫星导航系统搞上去。

说搞就搞,第二年,北斗一号系统就正式启动建设。

从北斗一号数年研制1颗星,到北斗二号3年研制15颗星,再到北斗三号1年发射18颗星,“一颗星”变“满天星”,北斗的“问天”之路堪称神速。

摘自《环球人物》

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