北斗三號衛星總指揮遲軍:把北斗四號建成世界上最好的導航

2020.09.27 , 瀏覽次數: 3790

9月15日,北斗三號衛星總指揮遲軍。新京報記者 浦峰 攝_

遲軍,中國航天科技集團有限公司五院北斗三號衛星總指揮。2004年,37歲時就被任命為通信衛星型號的總指揮,之后接著擔任鑫諾三號通信衛星等項目總指揮。2009年起,被任命為北斗三號這一重大型號的總指揮。至今,一共管理過27顆衛星的研制。

想象中的興奮感始終沒有到來。

任務已經成功兩個多月了,遲軍面對來訪的記者,回憶這段時間的心態,也覺得有些奇怪。

今年6月23日,北斗三號最后一顆組網衛星發射成功。歷經兩年半左右,中國以最快速度密集發射30顆北斗三號衛星,建成世界先進的衛星導航系統,比原計劃還節省了半年。

遲軍作為北斗三號衛星總指揮,已經掌舵這個團隊11年,現在終于可以松一口氣。

自打2009年上任總指揮,他幾乎沒停止過運轉。度過了緊張的技術攻關,就進入更緊張的組網發射,如今又馬不停蹄開始下一代北斗四號的論證,任務總是一環接一環,沒有喘息。

北斗三號系統是一個龐大的衛星星座,每一顆衛星都由十幾萬個元器件組成,它們一刻不停地運轉。打造這個系統的人,仿佛也在地面上構成一個龐大的機器,在研制、發射和應用的各個階段,每個人都在不停地運轉。

遲軍是這臺機器上的一個元器件。

疫情中的收官發射

似乎沒有什么能讓遲軍停下來,新冠也不行。

今年春節剛過,新冠肺炎疫情正處于上升期,遲軍與一批同事成為“逆行者”,趕赴四川西昌衛星發射中心。

北斗三號系統最后一顆組網衛星定在上半年發射,遲軍作為發射試驗隊隊長,提出了一個目標:發射任務和抗擊疫情“雙勝利”。

出乎意料的是,3月、4月,中國航天遭遇兩次發射失利,其中一次就在西昌,就是即將發射北斗三號的長三甲系列火箭。隨即,北斗三號試驗隊也開展起了質量大整頓,全面復查火箭和衛星的質量。

這是遲軍在整個組網過程中壓力最大的時候,北斗三號收官任務與長三甲系列火箭失利后首次復飛重疊,航天系統內的目光都盯著他們。一開始,聚焦的目光讓遲軍壓力很大,但是到后來,“越查越有信心”,細致到每一個焊接點是不是可靠,風險被一再排查。

常年在這樣的壓力狀態中,遲軍已經沒有大悲大喜,他有意識地讓自己保持清醒和冷靜。因為過度緊張會影響正常思維,曾經就有人出現過因為緊張而操作失誤的情況。作為總指揮,他也是穩定軍心的主心骨,不能用情緒影響別人。

到了6月,直到官宣衛星發射時間之后,又經歷了一次推遲。衛星等啊等,終于在6月23日發射升空。

北斗三號兩年半組網之旅極為平順,這是最波折的一次發射,在最后關頭增添了一些故事。

信號一秒都不能中斷

有些事情我們已經習以為常。比如任何時候打開電視機,都能看到節目,哪怕是無聊的廣告;或者開車的時候可以一直依靠導航,從起點準確送到終點。

我們幾乎不會想象,如果有一天電視突然沒了信號,整個黑屏,或者定位我們位置的箭頭從地圖上消失,會是什么場景。

電視和導航的信號,依靠的都是天上的衛星。在制造和維護這些衛星的人看來,衛星遇到故障,可能是分分鐘的事。

十幾萬個元器件中的某一個關鍵部分停止了運行,太空垃圾突然擊中衛星,太空環境中的某些高輻射微粒侵入星體,都可能讓衛星停止服務。同一時間,地面上整個國家甚至半球的某項服務陷入停擺。

遲軍的壓力就來自于這里——他太了解系統的運行。

他1990年從北京航空航天大學畢業后,進入航天五院工作。經歷過技術和管理崗位的雙重歷練,2004年,37歲時就被任命為通信衛星型號的總指揮,之后接著擔任鑫諾三號通信衛星等三顆衛星的總指揮。

2009年,北斗三號衛星立項,他被任命為這一重大型號的總指揮,至今已經11年。他一共親自管理了27顆衛星的研制。

研制鑫諾三號衛星的時候,遲軍切身體會到衛星研制壓力之大。鑫諾三號用于廣播電視信號傳輸,他看電視的時候想,要是這顆衛星在天上出了問題,千家萬戶的電視可就黑屏了,心里壓力陡增。

“那時候我深深體會到,不管什么類型的衛星,包括商業衛星和民用衛星,要求并不比科學探測的航天器低,因為它服務的是所有公眾,問題會暴露在所有人眼中。”到了北斗三號研制時,這種體會更深。

衛星導航系統的用途不僅是字面意思上的導航指路,它的用處幾乎無處不在。因為導航系統提供了時間基準和高精度位置,時間和位置幾乎是所有經濟社會活動的基礎。

比如,在東北農田里,現在播種機和收割機上安裝了北斗終端,提前規劃好路徑,就自動開起來工作,農業生產效率大大提高。金融行業里,交易時間需要無比精確,如果與外國銀行差了零點零零幾秒,都會造成巨大損失。以前只能依靠國外衛星系統提供這種精確授時,現在北斗三號實現了。

每個行業如何應用,需要行業內的部門、企業發揮想象力,研發相應的終端和軟件。遲軍舉例說,已經有企業研發老年人定位終端,家人能在App上實時看到老年人的位置,防止健忘的老人走失。

而這一切的基礎,是北斗三號衛星系統持續穩定地提供免費信號,一秒都不能中斷。

參與者遍布全國,至少數萬人

北斗三號研制團隊以中國航天科技集團有限公司五院為核心,輻射全國各類配套單位。

從2009年立項開始,遲軍就調研遍了全國最領先的各類元器件企業,時常有讓他吃驚的時候:原來國內企業已經如此優秀。“我覺得特別自豪,10年、20年前要想干這事兒可能都不太現實,但這幾年國家基礎工業突飛猛進,有了大的環境和基礎,北斗才有可能干成,要不然就是天方夜譚。”

特別是在一些長期未突破的領域,最近一些年相繼取得進展。

比如一種用于北斗衛星的大功率微波開關,一直是一個難題。北斗三號立項后,航天科技集團九院一家研究所主動找上門,說他們已經攻關了很多年,遲軍和同事看了產品,發現基礎能力非常出色。經過繼續研發和試驗,最終成功替代了國外產品。

北斗三號團隊對產品的考核比國外還要嚴格。這種微波開關在衛星的一生中也許只能用到幾次,但每個產品都歷經百萬次地面試驗,次次過關。

還有一些民營企業,在一些技術上也達到了全球領先水平。這些成果,讓遲軍覺得,北斗三號核心器件實現全面國產化這事兒能行。

起初,研發資金還沒到位,一些企業——包括民營企業就自掏腰包,按照北斗三號的要求研發元器件。“如果用這些人和時間去做別的項目,他們會賺得更多,但他們覺得國家任務是最重要的。”這些企業和研發人員讓遲軍感動。

不同于甲方和乙方的關系,北斗三號核心團隊將這些供貨商都看成隊伍的一部分。供貨商出現難題時,他們一起想辦法。有段時間,航天科技集團九院大功率微波開關研發遇到問題,因為單位離得近,北斗三號衛星首席總設計師謝軍吃過晚飯就直接去到對方單位,一起查找原因。

后來,在原定交貨時限的最后一天,經過夜以繼日的攻關,研究所的所長親自抱著微波開關產品趕來交付,沒有耽誤一天研發進度。

在南京,一家配套研發行波管的企業,在一次大功率試驗中,幾臺產品全部燒毀。為了查找原因,團隊里有女孩兒推遲了婚期,有準爸爸沒法見證孩子出生。

“這些都讓我特別感動,也建立了非常信任的關系。”遲軍說,說起北斗三號團隊,他想的不只是五院的研發團隊,而是所有參與的人。這些參與者遍布全國,至少數萬人。

所有“捷徑”都堵死了

北斗三號的組網必須越快越好。戰線拉得太長,衛星相當于白白浪費了壽命。比方說,如果5年建成,到組網成功正式開通時,首批衛星只剩一半壽命。

因此,北斗三號開啟了我國航天史無前例的密集組網。

這一過程,也大大推動了我國衛星設計制造能力的提升。遲軍說,北斗三號借鑒了其他工業行業的流水線方式,形成組批生產模式。

最多時,廠房里同時有12顆衛星在總裝測試。同時,由于應用了自動化測試系統,人力被解放,12顆衛星只需不到10名工作人員與機器配合,就能在廠房里流暢運行。

更多現代化的手段進入北斗三號研制中,一定程度上重塑了衛星生產模式。流水線、自動化、遠程協作、柔性制造……原來很多被認為不適合衛星這種精密產品的手段,被定制化地引入衛星制造中。

“如果未來再有這種大批量的任務,一定會用這種模式,北斗三號探索出來了這條路。”遲軍說。

從2009年北斗三號立項起,一個目標就確立了:所有的部件和元器件全部國產,不能受制于人。遲軍說,很多年中,中國航天發展一直擺脫不了進口。北斗選擇了自力更生的道路。

從一開始,所有“捷徑”就被堵死了。

比如困擾中國航天界很多年的行波管。這是衛星上用來放大信號的關鍵部件,北斗三號之前一直從國外采購。北斗三號項目中專門就行波管開展攻關,在2015年北斗三號試驗星發射前,具備了上天飛行的條件。此時,正好遇到國外供貨商針對北斗三號限制出口,遲軍當時態度堅決,說:那就退貨吧。

如今,北斗三號實現星上設備級產品百分之百國產。遲軍說,并不是為了追求這個數字,有些國外非核心的配套產品便宜好用,合作基礎也很好,北斗也會采用。“還是要融入國際市場,北斗是一個開放的系統。”

北斗三號這個史無前例的系統建設,給未來留下來的寶貴財產,遲軍認為,是一大批國產化技術和航天級水平的供貨商。

很多北斗三號配套單位是首次參與航天任務。天上用的產品一出廠就必須萬無一失。傳統航天企業探索出一套航天質量管理經驗,航天人的任務,就是將這套方法延伸到供貨商中去。

現在,有些北斗三號的配套企業,產品已經開始出口。遲軍認為,這就是北斗三號項目的一大貢獻:推著全國“宇航基礎工業”向前進了一步。

這是最讓他自豪的一點。

終點也是起點

最近三年,遲軍差不多一半的時間都待在西昌。

這里成了他最熟悉不過的地方。西昌衛星發射中心在大涼山的山坳里,雖然已經使用了快40年,發射了100多枚火箭,但仍維持最樸素的面貌。除了發射場的發射工位、測試廠房、住宿區之外,幾乎沒有其他設施,離最近的市區有超過半小時車程。

如果工作之余還有一點空閑時間,他就拿來鍛煉身體。山里空氣好,他也需要通過鍛煉應對高強度的工作。

航天科技集團五院的北斗三號科研團隊,因為面臨的困難多、戰線長,人稱“北斗鐵軍”。

鐵軍也有柔情的時刻。2014年前后,北斗三號工程處于試驗衛星發射攻關階段,正是核心技術攻關最艱難的時期。有些試驗持續時間長,離不開人。遲軍有兩年的除夕夜,都是在單位過的。有的同事沒有被安排到任務,也帶著孩子來單位,吃簡單的集體年夜飯,跟同事站在一起。

因為北斗三號,遲軍缺席了家里很多重要時刻,比如兒子的高考。

2017年上半年,遲軍去往發射中心準備北斗三號的首次發射。兒子從小習慣了父親的工作節奏,很懂事地告訴他:“以國家任務為重,沒問題,放心!”

北斗三號發射成功后,遲軍參與央視一檔節目錄制,主持人最后讓他說幾句話,他選擇向航天家屬表示感謝。

北斗三號任務完成后,回到北京,遲軍與試驗隊的同事們又在單位見面了。下一代北斗四號導航衛星的論證又開始了。

全球四大衛星導航系統,都在一刻不停地迭代發展。北斗三號雖然剛建成,必須抓緊去研究更新的技術。當前,一些下一代關鍵技術攻關方向已經確定,如果不從現在起步,過幾年北斗三號將落后于全球最新的系統。

地面上這臺機器仍在運轉,遲軍還是不能停下來。

匠人心語

1.你覺得在自己的成就中,最值得珍惜的是什么?

遲軍:應該就是北斗系統建設這件事情了。我個人沒那么多想法,如果這輩子能把這個系統建得特別好,就可以了,干這一件事就足夠了。

2.你希望未來還取得怎樣的成就?對于未來有怎樣的期待?

遲軍:北斗三號系統建成,對我來說是一個起點。我們的目標已經放在北斗四號上,要把北斗四號建成世界上最好的導航系統?,F在北斗三號還不敢說是最好的,雖然有些性能指標是全球最佳,但其他導航系統也即將更新到下一代。所以在這個過程中,我們還得加倍努力。

匠心 暖心

收官發射之前,遲軍也想象過,圓滿成功之后得有多高興啊。但發射之后要變軌,變軌之后要測試,全部完成后,那股勁兒已經過去了。“一個階段擔心一個階段的問題”。在日常的高壓狀態中,他就像一臺永動機,完全放松的狀態,也許從來沒有過。

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