本屆世界杯成就了不少神奇的門將,吸粉無數。然而,你有沒有關注到,在遙遠的太空中,那看不見硝煙、聽不見吶喊的“導航世界杯”上,有一位守門員,十余年來兢兢業業地守護著中國導航信號,從未失手,他就是北斗二號衛星系統。他出身于我國的造星“夢工廠”——中國空間技術研究院(以下簡稱研究院)。2018年7月10日凌晨,第三十二顆北斗導航衛星成功發射,北斗二號星網再添新丁,意味著守護國門的星網更高、更強、更精。
入隊初心
“建成覆蓋我國及亞太地區的北斗區域導航系統,提供全天候、全天時、高精度導航定位、測速、授時及報文通信服務”,這句曾經的預言,在北斗二號衛星加入中國北斗國家隊之初終于成為了驕人的現實。
1999年,作為第二代衛星導航定位系統聯合論證組主體單位,研究院在全力研制北斗一號衛星的同時,展開了對第二代衛星導航定位系統的用戶需求、主要技術指標、星座構成、系統工作體制、衛星方案比較分析。此后,研究院成立了由童鎧院士、范本堯總設計師(2005年當選為中國工程院院士)牽頭的專題論證組,作為技術牽頭單位展開論證。“分步實施,先區域后全球”的思路逐步清晰。
經過數年的詳細論證,中央軍委、國務院于2004年8月批復了第二代導航衛星系統的立項綜合論證報告,北斗二號衛星工程正式立項研制。導航系統工程作為我國獨立自主建立的全球無源衛星導航定位系統,被列入我國16項國家重大專項工程。
彼時,研究院已成功發射三顆北斗一號衛星,實現了我國衛星導航系統的從無到有,使我國以世界第三的名次躋身衛星導航系統“俱樂部”,并以此積累了一定的工程經驗,做好了賽前熱身。
開局維艱
踏上履約征途的研究院,開場打得并不順利。
第一個挑戰是飛行試驗星,占有頻率、試驗新技術新體制、確定正樣星批產狀態、驗證MEO軌道空間環境等艱巨的使命,讓這顆先行者顯得尤為關鍵。根據國際電聯的規則,頻率資源是有時限的,過期作廢。時間不等人!流程優化、風險論證、銣鐘國產化工作、完成各階段的總裝與測試、衛星與運載火箭的對接試驗、衛星與地面運控系統和應用系統的對接試驗……研究院做到了爭分奪秒,攜手各參研單位,共同確保了飛行試驗星按時出廠。偉大的事業從來都是充滿波折的,發射場的工作也并非一帆風順。在一波三折的種種考驗下,院士、型號老總和技術人員一起排班,排除了次次險情,也為后續研制工作積累了寶貴的經驗。
2007年4月16日,在成功發射的兩天后,指控中心從飛行試驗星獲得清晰信號,此時距離空間頻率失效僅有不到四個小時。此次壯舉,有效地保護了我國衛星導航系統的頻率資源,拉開了北斗區域導航系統建設的序幕。
然而起步的艱辛仍在考驗著北斗人。2008年,正式組網的首發星在軌發生故障,開局不利。經歷了一夜之間黑發變白發的焦慮和痛苦后,北斗人臥薪嘗膽,全面深化對北斗系統建設客觀規律的再認識,時刻保持危機意識和憂患意識,終于成功扭轉了被動局面。
飛速打贏
沒有起步階段的磨練,就沒有接下來北斗二號三年14星連戰連捷的高歌猛進。
2011年4月,第八顆北斗導航衛星在太空“安家”,北斗衛星導航系統構成了“3+3”的星座構型(包括3顆同步靜止軌道衛星和3顆傾斜同步軌道衛星),這標志著北斗區域衛星導航系統的基本系統建設完成,具備了向我國大部分地區提供初始服務的能力。
2011年7月27日和12月2日,第九顆和第十顆北斗導航衛星“落戶”傾斜同步軌道,有效提高了系統的可靠性和穩定性。同年12月27日,北斗衛星區域導航系統開始試運行,向中國及周邊地區提供連續的、免費的導航定位和授時服務。
2012年10月25日,第十六顆北斗導航衛星成功發射,我國全面完成區域導航系統建設。同年12月27日,北斗衛星導航系統新聞發布會在國務院新聞辦公室新聞發布廳召開,莊嚴宣布北斗衛星導航系統正式提供區域服務。中國北斗以“中國速度”打了場漂亮仗,讓世人為之驚嘆。
更讓國人自豪的,是連戰連捷背后的中國力量。“從開始北斗系統的設計,我們就堅定了要自主可控國產化”,時任北斗二號衛星總設計師的謝軍說。遵循這一原則,北斗二號不斷追求國產化,自主技術已涉及北斗系統建設的各個方面,國產化率逐步提高,直至核心部件100%,充分體現了研究院的工程自信。與此同時,北斗艱巨的批產研制任務極大地促進了宇航管理能力的躍升。研究院創造性地摸索了一套突破關鍵技術、形成系統集成、確保衛星產品高質量的項目群管理方法,真正“把作品做成產品,把作坊變成產業”。
隱形守護
“北斗系統是一個重承諾的系統,一定會為用戶提供連續穩定的運行服務。”北斗二號總指揮兼總設計師楊慧說。為了實現對祖國的承諾,為用戶提供連續穩定的運行服務,研究院絲毫沒有停頓在漫漫北斗路上的步伐。一方面,青出于藍的北斗三號密集研制任務緊鑼密鼓;另一方面,北斗二號面臨到壽后的密集退役——兩大系統如何實現完美交接,成為北斗人兌現承諾的關鍵。
2012年12月20日,北斗二號工程領導小組會議明確增加四顆備份衛星,作為北斗二號區域衛星導航系統的補充,保證系統連續穩定運行、提供滿足精度要求的服務。這四位“替補”,將發揮承上啟下的重要作用。剛剛成功發射的第三十二顆北斗導航衛星便是其中之一。
在依照計劃研制備份星的同時,研究院成立了首個導航在軌管理團隊,以項目群研制管理模式為基礎,做到在軌管理工作的成熟化、標準化、規范化,形成對北斗系統全周期、全壽命的天地立體化保障網,確保星座群的長期可靠運行,服務能力不斷提升。
一夫當關,一諾千金!十余年來,北斗二號系統癡情守護著中國導航信號,承接北斗一號、扶助北斗三號,成為從不掉鏈子的“門將”。而作為中國北斗的“大本營”,研究院實現了眾多關鍵技術的突破、項目群管理的全面創新、老中青少的隊伍錘煉,帶動了相關高新技術產業的發展,孕育了 “自主創新、團結協作、攻堅克難、追求卓越”的北斗精神,以開放的胸懷攜手協作單位,共同搭建了一級又一級天梯,齊心協力登上國際導航大舞臺,展現了中國北斗的中國力量。“這些創新之處和經驗之談都可以成為后繼者們寶貴的財富”,北斗二號衛星首任總指揮李祖洪飽含深情地說。
當眾人的目光逐漸聚焦于北斗三號的“新星”時,讓我們給北斗二號這個默默堅守國門的英雄同樣報以掌聲和鮮花。