“北斗”璀璨，星耀全球

2021-06-11黄传会

党员文摘 2021年5期

关键词：星间原子钟孙家

黄传会

北斗組网模拟图。中国卫星导航系统管理办公室供图

蔚蓝色的苍穹明净如水，广阔无垠。一轮弯月银光淡柔，几颗星星若隐若现。

他站在那里，仰望着星空，描绘着“中国星座”的辉煌蓝图……

他就是共和国勋章获得者孙家栋。

天上有颗北斗“星”

1994年12月，孙家栋被任命为北斗一号系统工程总设计师。重任在肩的孙家栋满腔热血、满怀激情。

北斗一号卫星系统总设计师范本尧曾说：“北斗一号卫星最初的研制规划中，计划在东方红二号甲卫星双自旋卫星平台基础上研制一种导航卫星专用平台。但这类卫星平台没有太阳翼，功率比较小。为这个平台我们做了很多次试验，但都没有成功，耗费了大量精力。”

后来有一天，范本尧碰到了孙家栋。见他皱着眉头，孙家栋问，找到好平台了吗？范本尧面露难色地回答，做了很多试验还是不行。“看来不能一条路走到底，得换思路、换平台了。”孙家栋表达了看法。

换平台，关系到改变研制规划。范本尧问：“换哪种平台？”孙家栋说：“东方红三号平台怎么样？”“东三”平台比“东二”平台强多了，但因为前不久第一颗东方红三号卫星发射失败，所以那时候人们不敢提用“东三”平台取代“东二”平台。孙家栋像是看出了其中缘由：“老范，你是‘东三的总设计师，你说说这次失败的主要原因是什么？”“我认为‘东三失败是卫星的质量问题，一些关键部件达不到设计要求，而不是设计问题。”孙家栋说：“既然不是设计问题，把质量问题解决了，完全可以用‘东三平台取代‘东二平台。我们再仔细论证一下，此事不能再拖了。”

孙家栋果断拍板，北斗一号卫星平台转而采用东方红三号卫星的三轴稳定平台。路子顺了，大大加快了卫星的研制进度。

北斗一号系统初建，遇到一个瓶颈问题——信号快速捕获。能否实现对信号的“快速精跟”，成为决定北斗一号系统整体性能，甚至左右整个工程进展的关键。

1995年，国防科技大学在读博士王飞雪和同学雍少为、欧钢，为攻克这一难题，用4万元从北京买回来一台当时算是比较先进的台式计算机，把一个不到10平方米的仓库简单收拾一下当作试验室。

孙家栋对这个年轻的团队给予了全力支持。一次次论证，一次次推翻重来。3年后，星地对接现场，显示器上脉冲“闪耀”，信号捕捉成功。

2000年10月31日、12月21日，长征三号甲运载火箭分别将第一、第二颗北斗导航试验卫星送入地球同步轨道，建成了北斗一号系统。

孙家栋院士在西昌卫星发射中心。李明放/新华社

双星组成的北斗一号系统能全天候、全天时地提供卫星导航信息，还具备短报文通信服务能力。我国成为继美国、俄罗斯之后，第三个拥有自主卫星导航系统的国家。

“让我们自己也成为巨人”

2004年3月，中国绕月工程正式启动，孙家栋被任命为绕月探测工程总设计师，那时的他已经75岁，同年12月，孙家栋再次被任命为北斗二号系统工程总设计师。

星载原子钟像一只“拦路虎”，横在北斗二号系统面前。

北斗二号卫星研制初期本想去国外购买星载原子钟。但国外好几家厂商都以保密为由，一口回绝。

孙家栋对现北斗三号系统工程副总设计师、时任北斗二号卫星系统总设计师谢军说：“我们再也不能对进口产品存在依赖性了。星载原子钟必须下决心自己搞，就是砸锅卖铁也要做出自己的品牌。”

在工程办公室的组织下，孙家栋带领有关机关和专家去几家科研单位调研。他的态度非常明确：“原子钟技术不过关，卫星绝对不能上天。”

在中国科学院武汉物理与数学研究所研究员梅刚华的办公室，至今还珍藏着几抽屉的试验品，这些试验品见证了课题组20多年来不断的艰难求索。梅刚华说：“刚开始的时候，我们做出的原子钟的精度与西方发达国家的差距是两个数量级。原子钟的核心部件微波腔只有一个胶卷大小，要在里面特定位置打几个槽，测量宽度和深度，当时没有计算机模拟仿真，只能靠人工一点点摸索、一点点打磨。”仅这一项技术，他们就进行了上百次试验。

在不断的艰难求索之下，终于，有3家科研单位分别研制成功各有特色、具有完全自主知识产权、满足北斗系统工程要求的星载原子钟。

那天，孙家栋亲自见证了4台完全符合技术要求的国产原子钟装载在北斗二号系统首颗卫星上。

2007年农历大年初三，快中午时，北斗系统高级顾问、时任北斗二号系统工程副总设计师李祖洪接到谢军从厂房打来的电话：“李总，卫星发动机出问题了！”

李祖洪和孙家栋闻讯赶到现场。

听了汇报，孙家栋先蹲下身子，想看看到底是什么情况，但发动机底部离地面只有五六十厘米，看不太清楚。谁也没有想到，孙家栋索性躺在地面，脸朝上，身子往发动机底部慢慢蹭，终于看清楚了疑点情况。

孙家栋从发动机底部钻出来，喘了几口气，说：“应该只是擦了一下，问题不是很大，但必须立即请厂家的专家来鉴定。”

孙家栋擦了擦头上的汗水。旁人不知道孙家栋身患陈旧性腰肌劳损，剧烈的疼痛常常会让他步履维艰。

发动机厂家的专家赶来了，经探伤仪探测，机体没有裂痕，高温涂料也没擦坏。几方评估后，可以按原计划发射。

2007年4月14日凌晨，北斗二号系统第一颗卫星终于顺利升空。5时16分，太阳翼帆板成功展开。

在指控中心，孙家栋注视着面前的大屏幕，神色淡定，心中却是波涛翻涌。他知道一场真正的考验才刚刚开始——再过不到72个小时，我国向国际电信联盟申请的导航信号频点就将过期作废。卫星仅仅发射成功还不算，还必须在72小时内顺利开机、正常运转，而这一切，谁也不敢打保票。

因此，一个新的问题摆在了他们面前：卫星入轨后，按规范操作，卫星要在真空环境下暴露5天后再开启设备。提前开启，很有可能引发微波信号大功率微放电，导致卫星报废。可是再等5天，势必错失与国际电信联盟规定的最后期限。

16日20时14分，我国申请的空间频率有效期只剩下不到4小时。

孙家栋从座位上站起来，拧眉沉思了片刻，与在座的有关同志会商后果断决策：“加电开机！”

当晚，十几家终端设备厂家，在北斗系统主控站的一个大操场上，把接收机摆成一大排，技术人员在焦急中不时仰望漆黑的夜空，等待来自远方的信号。

“有了！”不知谁最先喊了起来。

21时46分，地面系统正确接收到卫星播发的B1导航信号。

21时54分，地面系统接收到卫星播发的B2导航信号。

22时03分，地面系统接收到卫星播发的B3导航信号。

整个大操场上欢声雷动。

此时，离国际电信联盟限定的时间仅剩2小时。

犹如世界杯比赛的“压哨破门”，北斗系统申请的卫星导航信号频率与轨位资源保住了，中国北斗在最后时刻终于拿到了进军全球卫星导航系统俱乐部的“入场券”。

孙家栋感叹道：“我们曾想站在‘巨人的肩膀上，可‘巨人不仅不让我们站，而且还卡我们、压我们。在事实面前，我们终于醒悟过来了。靠别人靠不住，只有靠自己拼搏努力，让我们自己也成为‘巨人，让中国的航天也成为‘巨人！”

星耀全球

2009年，北斗三号系统正式启动建设。

北斗三号系统将建成拥有24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球静止卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星，共30颗卫星组成的全球卫星导航系统。

在第一次大系统协调会上，孙家栋明确提出，“我支持工程大总体提出的所有星载产品必须百分之百国产化的意见建议”，真正做到“北斗星、中国芯”。

孙家栋带领中国北斗人坚守着这条“核心技术自主可控”的“生命线”。

2014年12月，时任北斗系统工程副总设计师杨长风接任北斗系统工程总设计师，孙家栋被聘任为高级顾问。

北斗三号系统最大的亮点是星间链路。这是我国北斗由区域迈向全球的关键，也是一个少有经验可借鉴的新难题。

杨长风有些犹豫，星间链路万一失败，将严重影响北斗系统全球组网建设进度。

杨长风与孙家栋谈了自己的担忧。孙家栋没有正面回答，而是说起了酒泉卫星发射中心首任司令员孙继先中将的故事。“当年部队到达大渡河，前有堵截，后有追兵，情况十分危急。刘伯承、聂荣臻亲临前线指挥，孙继先从二连亲自挑选并带领十七勇士组成突击队，硬是在被敌人视为插翅难飞的天险防线上打开一个缺口，为中央红军北上开辟了一条通道……”

听到这里，杨长风心领神会。

孙家栋接着说：“我们经历过多少次被‘逼的境况啊？但我们不都靠着自己的智慧绝处逢生了吗？”

浩瀚银河遥相望，星间链路搭桥梁。

2015年3月，由中国科学院微小卫星创新研究院研制搭载星间链路的卫星发射成功，正式开启星间链路验证工作。

同年8月，由中国空间技术研究院研制的两颗北斗三号试验卫星成功在轨建立星间链路，标志着我国成功验证了全球导航卫星星座自主运行核心技术，为建立全球卫星导航系统迈进一大步。北斗团队再一次交出了令世界震惊、令国人满意的答卷！

那天，孙家栋到一线了解星间链路的验证情况。

忽然，孙家栋发现站在眼前的都是面生的年轻人。他两眼一亮，问其中一名技术骨干：“小伙子，今年多大了？”

“孙老，我29岁。”

“29岁，多年轻啊！我29岁那年，刚刚留学回国。你参加工作几年了？”

“两年。”

孫家栋说：“参加工作两年，便参与这么重大的工程，真是后生可畏。你们赶上了一个好时代，我们的国力强大了，我们的航天发展了！”

将要离去时，孙家栋又收住脚步，对身旁的年轻人说：“我今天很高兴，星间链路验证取得关键性突破。但让我更欣慰的是，有你们这支年轻的队伍，这说明我们的北斗事业永远年轻，中国的航天事业永远朝气蓬勃！”