因一件事北斗二號差點夭折,他被深深刺痛……
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從2000年10月北斗一號第一顆試驗衞星成功發射,到2020年6月23日北斗三號最後一顆全球組網衞星升空,20年來,44次發射,中國先後將4顆北斗試驗衞星,55顆北斗二號、三號組網衞星送入太空,開啓了中國“星網”導航全球的時代。
近日,《面對面》專訪北斗三號導航衞星首席總設計師謝軍,講述北斗衞星背後的故事。
三年時間攻克技術難題 發射成功時距截止時間僅剩2小時
2004年,北斗二號衞星導航系統正式立項。已經有22年工作經驗、曾參與多個重大項目研製的謝軍出任北斗二號衞星系統總設計師。他回憶説,“從2004年到2007年,這可能是我當總師最難的一個時期。”

北斗二號衞星導航系統是在北斗一號的基礎上,從原來只為中國提供服務,擴展到覆蓋亞太地區,需要14顆衞星支持,同時還要攻克一些基礎性的難題。
但根據國際電聯規定,導航衞星的頻率資源和軌道位置資源自申請日起時限為7年,超時不用自動作廢。這意味着,他和團隊只有三年時間攻破基礎性的難題,並在2007年4月17日之前把衞星送上太空。

2007年4月14日凌晨,北斗二號系統第一顆中圓軌道試驗衞星被成功送入太空。但這距離履行國際電聯的規定還差一個關鍵動作。
謝軍:不光要把衞星發上去,還要把衞星所攜帶的無線電信號發射到地面,接收到信號。衞星的微波部件上天之前,可能會在地面攜帶一些潮氣,還沒釋放乾淨,一種微波現象可能就會產生放電,把設備表面燒蝕,可能影響產品的功能。
2007年4月16日20時14分,謝軍果斷做出決定,下令試驗衞星上的有效載荷產品加電開機。1小時32分鐘後,地面系統正確接收到了衞星播發的導航信號,這一刻距離國際電聯規定的空間頻率申請失效時間僅剩2個小時。

謝軍説這是具有風險且成功的一次決策,“我覺得有一定的幸運成分,我們要有敢於擔當的勇氣,但不是簡單盲目,還是要大量地面實驗數據支持。”
進口原子鐘無法按時供貨 他們生產出中國自己的原子鐘
從2004年立項到2012年完成,北斗二號衞星導航系統的定位精度從北斗一號的20米到30米,提高為水平和高程均為10米,接近當時的GPS民用標準。
定位精度的提高需要衞星上多項關鍵技術和零部件的支撐,這其中就包括有着“導航衞星心臟”之稱的原子鐘。

**2006年,由於進口原子鐘無法按時供貨,致使北斗二號建設工程差點夭折,這件事深深地刺痛了謝軍。**他認識到,作為一個航天大國,中國必須要有獨立的時頻基準系統,這就需要突破原子鐘這一技術難關。
謝軍:在工程立項的時候,我都覺得這個東西怎麼可能完成?我們幾家單位在北斗二號做原子鐘的時候都非常困難,經常到衞星總體需要交付原子鐘的時候,都是緊趕慢趕、連滾帶爬,不能按時交付。
當時,研製出的第一台星上原子鐘產品在工作中經常信號突跳,精度很差。謝軍自己的專業也不是研究原子鐘的,他只能泡在一線上,和研製原子鐘的專家一起分析問題,想方設法攻克難關,三年之後,他們跨過了原子鐘這道坎。

北斗衞星目前使用的原子鐘授時精度相當於300萬年僅有1秒的誤差,達到了國際一流水平。
“為國家的重大工程貢獻力量 一定要把本職工作幹好”
在完成北斗二號系統建設後,謝軍開始擔任北斗三號工程副總設計師、北斗三號導航衞星首席總設計師。這期間,謝軍長期連續工作,三次暈倒在衞星發射現場,每一次醒來後,他都立即趕回崗位。
謝軍回憶,“有一年除夕我們就在單位,大家在食堂吃餃子,吃着吃着就沒人了,馬上又回去測試了。”
謝軍:那個過程感覺不輕鬆,但是大家感覺到能為國家的重大工程貢獻一份力量,一定要把本職工作幹好。

2020年6月23日,北斗三號最後一顆組網衞星順利升空,北斗全球組網就此完成。北斗三號衞星所有單機的國產化率從80%提高到了100%,這使得中國成為繼美國、俄羅斯之後,世界上第三個擁有全球衞星導航系統的國家。

同時,謝軍和團隊啓動了下一代北斗系統建設發展體系的論證,開始了關鍵技術攻關,到2035年之前,他們要設計構建一個以北斗系統為核心的國家綜合授時導航定位體系。
謝軍:現在基本上是地表以及地表上空1000公里的範圍內讓用户得到很好的導航定位授時服務,下一個系統要解決更高的空間。從定位的精度上,要解決像現在大家都在期望的自動駕駛等釐米級的導航需求。