“北斗”总设计师亲述幕后惊心动魄的故事

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来源: 央视新闻 作者: 编辑:包天墅 2017-11-14 13:56:16

内容提要:11月5日,北斗三号双星在西昌卫星发射中心发射成功。这是北斗三号卫星的首次发射,标志着中国北斗卫星导航系统步入全球组网新时代。

  11月5日,北斗三号双星在西昌卫星发射中心发射成功。这是北斗三号卫星的首次发射,标志着中国北斗卫星导航系统步入全球组网新时代。央视专访北斗卫星导航系统总设计师杨长风,听他讲述北斗幕后故事。

  突破封锁

  造出卫星导航系统的“心脏”

  11月5日19时45分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射两颗北斗三号全球组网卫星。

  记者:这次发射应该是相对顺利的。

  杨长风:这次发射的精度非常高。打个比方,打靶十环是最高的,但听说实际情况中,有十环还要加什么的成绩,我们这个得分就是“十加”。

  中国是继美国、俄罗斯之后世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。我国从上世纪后期开始探索,并逐步形成北斗一、北斗二、北斗三三步走的发展战略,逐步从服务国内到亚太再到全球。然而,这个建设过程却困难重重。

  2005年,当时正在建设的北斗二号系统的“原子钟”突遇问题。原子钟就如同一块“手表”,为卫星导航用户提供精确的时间信息服务。高精度的时间基准技术直接决定着系统导航定位精度,对整个工程的重要性如同人的心脏。

  杨长风:当时还想通过引进,但人家就不给你。因为这是个高精的东西,他们对我们进行技术控制。没有这个系统,基本上就是空中楼阁。

  国外的技术封锁,坚定了科研人员自力更生的信念。杨长风说,大家有了一个共识,核心关键技术,必须要突破,不能受制于人。当时北斗人有一句话,“六七十年代有原子弹,我们的北斗人一定要有我们自己的原子钟”。

  他们成立了三支队伍同时开展研发,并在基础理论、材料、工程等领域同步推进。就这样,仅仅用了两年的时间,科研团队就攻克了原子钟这个最大技术屏障。不仅如此,现在用在北斗三号上的原子钟,(其精度)已提升到每300万年才会出现1秒误差,完全满足了我国的定位精度要求和卫星的使用寿命。

  杨长风:最后这三支队伍,干出来的东西都上天应用了,而且比国外引进的效果还好,我们的水平确实已经是一种跨越。这种能力就是逼出来的,我们就是靠着这种叫作“骨气”也好,叫作“努力”也好,把它拿下来了。

  背水一战

  最后时刻挤进“导航俱乐部”

  2007年,难题又来了。

  导航卫星发射上天的前提是要有合法的轨道位置和频率资源,这是世界各国必争的宝贵资源。2000年我国在国际电联组织争取到了轨道位置和频率资源,但这不是永久的,必须要在7年的有效期内发射卫星成功收到信号,才算是真正占有这块“太空国土”。

  我国原计划在2007年底发射首颗北斗导航卫星,但是如果按照这个时间,好不容易申请的轨道位置和频率就过期了。北斗团队夜以继日,终于赶在2007年4月初的时候,进入到了最后的发射阶段。但是新的问题出现了。

  杨长风:运载火箭上了发射塔架,进行第三次总检查的时候,突然卫星应答机异常,应答机是天上、地下信号联通的关键。确保拿到频率资源,要有这个信号,于是我们把应答机取出来进行修复。

  此时留给杨长风他们用来修复的时间只剩下了三天的时间。他们爬上塔架打开火箭、拨开卫星,拿出有问题的应答机设备,从西昌赶到成都,从零开始,重新进行检验测试。

  杨长风:那个时候,我们只能用汽车运过去,颠簸四五个小时,都是怀里抱着的,防止车的震动,像个孩子一样保护着。

  记者:那三天,您怎么度过的?

  杨长风:那三天说句实在话,心情紧张、沉重、压力也很大,72小时基本上没合眼。

  2007年4月14日4时11分,这颗肩负着重要使命的北斗卫星起飞,于4月17日20时许传回了信号。此时。距离国际电联的“七年之限”只剩不到4个小时。

  记者:您这一讲,我其实觉得风险蛮大的,如果三天内问题没解决,意味着我们可能丧失了这个空间的国土了。

  杨长风:对,所以当时我说抢占这个频率叫背水一战。我记得我们第一组卫星信号发下来的时候,我们当时一个操场摆了一个桌子,摆了十几个接收机,同时接到这样一个信号的时候,当时整个操场的人都欢呼跳跃。我当时高兴激动得都流泪了,无意识地就热泪盈眶了,这是一种压力的释放。

  “零窗口”发射

  卫星成功躲过雷击

  2011年7月27日,矗立在发射塔架上的第九颗北斗导航卫星发射在即,但当时却乌云密布,天降雷雨。通常,遇到雷电天气,大多数航天发射任务就会推迟。但是,北斗卫星导航系统不行!必须要“零窗口”发射。

  杨长风:“零窗口”就是必须在规定窗口的这个时间内发射,就只有这个时间,你要具备这种能力。

  记者:提前错后呢?

  杨长风:它有一个窗口,前后错20分钟都可以。但错20分钟以后,对我们整个的运载工具,对我们卫星姿态控制的调整,要浪费很多的燃料。当时天气预报白天有雨,晚上没雨。但晚上临发射时,雷电雨比白天还大。

  当时,气象预报是决策的唯一依据。大家在等,也是在盼,40分钟的发射窗口一点一点过去了,还是没有一点好转的迹象。就在发射窗口关闭前5分钟,气象预报雷电可能会有一个短暂的间歇。机会稍纵即逝,北斗团队果断决策,火箭带着卫星破云而出。

  杨长风:发射完以后,当时还真是比较巧,发射完以后可能只有几十秒,结果又有一个雷击。

  记者:对发射会有影响吗?

  杨长风:已经发射上去了,只要发射上去,因为发射上去只要一百多秒,我们当时说真幸运,如果当时没发射的话,整个发射场,后果真不堪设想。

  应用广泛

  30多颗卫星2020年将全球组网

  北斗人一步一个脚印,实现了跨越式发展。甚至开创了很多只有北斗卫星才有的新技术。建设北斗卫星导航系统,最终就是为了应用。事实上,北斗系统这些年已成功应用于我国的测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等很多领域。

  杨长风:交通部使用了我们北斗系统后,有一个全国的交通监管系统,对危险品的运输车、旅游客车、长途客车实时监控,目前已达480多万辆。去年他们做了一个统计,事故率跟原来的同期相比减少了50%,人员的伤亡率也降了50%。

  据我国权威部门统计,2016年北斗系统已实现产值2000亿,这其中并不包括由此产生的社会效益和间接效益。以这次北斗三号的首次发射任务为起点,我国将迎来北斗三号卫星高密度发射。到2018年年底,将有18颗北斗卫星发射升空,到2020年,将完成30多颗北斗三号卫星的全球组网。

  记者:作为总设计师,您个人还有更高的目标吗?

  杨长风:未来建立我们国家的综合导航定位设施服务体系,这是我们要争取的一个目标,我估计在2030年就会实现,这可能是我们北斗四代的发展目标。造福人类、服务全球,这就是我的一个最大目标。

   原标题:北斗导航系统已步入新时代,但背后的故事惊心动魄!

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