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星光 北斗三号卫星系统总设计师陈忠贵——北斗

时间 2021-06-12 11:17

  交汇点讯 9月15日南京航空航天大学的开学典礼上,航天五院通信导航总体部、北斗三号卫星系统总设计师陈忠贵穿着雨衣,与学弟学妹分享新时代“北斗精神”,“北斗系统能够有今天的成就,靠的是包括我们南航在内的400多家单位,30多万参与者的攻坚克难和无私奉献……” 陈忠贵全程脱稿演讲,声音比噼里啪啦雨声更加铿然有力。

  “出口成章,演讲完全不用稿子啊!”会后记者专访陈忠贵时,有老师忍不住上前表达心声。陈忠贵坦然回道,“稿子都存在手机里,想看时雨太大没法看。” 北斗璀璨,北斗人却很平实。在与记者的交流中,他用最朴实无华的语言讲述了北斗导航团队的“铸星”日常。

  自1989年从南京航空航天大学毕业后,陈忠贵到航天五院工作已有30个年头,作为北斗三号卫星的总设计师,陈忠贵从1997年开始就参与北斗工程的建设。

  北斗就是陈忠贵的生活日常。在他眼里,从设计制造到发射上空工作,一颗卫星的“养成”简直比养孩子更操心。

  压力大是工作常态,在陈忠贵看来,没压力才是不正常的,“卫星到天上去是无法修理的,如果在轨有问题,我们的办法很有限,很多情况都是束手无策,这就逼迫我们把卫星发射前和飞行入轨前的准备工作做到最充分,决不能让卫星带着问题上天。”

  北斗三号的收官之星原计划6月16日发射,此时很多中外媒体已经应邀来到西昌。就在发射前夜9点左右,火箭测试时发现一个阀门压力数据异常,经过细致检查发现阀门新出现了一个细小裂纹,凌晨3点多决定推迟发射。

  作为负责卫星的总师,陈忠贵同样感觉到压力很大。此时卫星已经吊“坐”进了火箭,不能再往下拿,在火箭上的时间必须延长,“这涉及卫星里的推进剂的长期储存问题,我还是比较担心。”陈忠贵说,“幸好,在我们火箭研制专家队伍的努力下,很快就采取措施把问题解决了。”在这段时间里,大家也没闲着,每天都要监视卫星状态。一周之后,火箭将收官之星发射升空,经过1541秒的飞行后星箭分离,完美到分秒不差。

  “我们做航天的要求是,任何航天产品出问题都要进行问题归零和全面质量复查,并在相关的产品和系统开展举一反三,找出所有的隐患。”陈忠贵说,北斗整个团队,从设计、研制到发射,都力争做到三个零:“零缺陷、零故障,零失误”,“另外,为了防止卫星在轨遇到新问题,我们实现了在轨重构功能,让软件系统可升级,软件经过地面充分测试验证后上注到卫星上,相当于给卫星装载了一个新的App。”

  当卫星没有按照预期设想开展工作时,这是大家最着急的时候。这样的情况陈忠贵遇到过几次。“恨不得爬到天上去看啊,可就算可以坐航天飞机去,这代价比再打一颗卫星上天大多了。”

  2015年一颗北斗三号试验星,发射上天后,一个通信天线在展开中没有到位,“天线展开后是个抛物面,像口‘大锅’,从传回的天线展开图像发现天线某个部位皱了起来。”陈忠贵一看就明白,天线展开有异常,这会导致通信性能下降。

  “如果这个问题不解决,我们的后续卫星研制还怎么往前走?”陈忠贵说,那段时间每个人跟魔怔了一样,日常谈话经常冒个“开”字,食堂吃饭碰个杯都说“开”,满脑子都是天线。所有相关研制人员凑在一起,一遍遍回放天线地面试验录像找原因。“在地面上做了无数次试验。”陈忠贵笑着说,“后来按照地面试验验证确定的办法进行在轨天线处置,天线一下子全部展开了,大家当场就拥抱在了一起,真有说不出来的放松!”这个花了团队近两个多月解决的难题,也成了国内外在轨故障处置最典型的成功案例之一。

  “入得光芒北斗星”,从一颗星到满天星,“中国星座搭建”背后是无数个平凡的日日夜夜。

  “北斗三号从2017年组网开始密集发射,截至2018年的11月底,发射了19颗星。有的卫星连续发射,不少成员就一直待在基地。”陈忠贵说。在四川大凉山西昌卫星发射中心,团队多的时候70多人,最少的时候40多人,大家有一个技术流程大图,上面写着每天的工作, “每完成一个工作,我们就会给他贴上一个小红旗。这样从上到下,所有的人都能知道进度,按部就班往前走。”

  今年春节,腊月二十六,陈忠贵的妻子从北京赶到了基地,和他一起留守基地。“每天主要是检查下卫星的数据和状态,还有一些特殊设备需要定期监测和保障,还要注意防范电缆沟可能会有小动物闯入……”对于陈忠贵来说,守着这颗GEO-2轨道卫星过年让他觉得安心。

  6月23号上午,北斗三号“压轴”卫星成功发射,举国欢腾。“放松,心落地了,没有问题,对我们技术负责人来说就是莫大的幸福。”陈忠贵没有停歇,和几个团队成员一起乘飞机感到西安测控中心,监测卫星入轨工作的最后一段路程。“当天卫星还没有进入最终运行的轨道,我们要控制卫星自主进入距地球3.6万公里的同步轨道。”陈忠贵说,GEO卫星始终保持在地球上空同一个位置,“我们取了谐音叫它‘吉星’,经过变轨、在轨测试和试验评估后交付用户使用,我们的工作才算完成了。”

  北斗三号全球卫星导航系统组网开通,在他看来更是一个开始。“反正接下来还需更加精心。”陈忠贵笑着说,他们要保证北斗系统接下来的长期稳定运行,包括今后北斗技术的不断提升。

  “北斗三号按照10-12年的设计寿命,预计在2030年到2035年左右将是一个替换期,需要重新研制。在这期间,我们要打一些备份星,保证这个系统的稳健性。我们还要继续发展新的导航技术,使北斗的精度越来越高。”陈忠贵说,目前我们北斗的服务范围还只在地球表面附近范围,还没有覆盖中高地球轨道和深空,包括室内、地下、水下等很多需求还有待我们进一步的技术攻关。

  “万众一心,祖国才会繁荣富强。”“要自主创新,超越自我。”在当天毕业典礼的时候,陈忠贵充满感情地表示,北斗精神融入到建设者的血液中,他也希望能传递给更多的年轻人。

  只有靠自己,才能不受制于人。陈忠贵对此深有体会,北斗一号、北斗二号实现了七成左右的国产化,到北斗三号就实现了全部国产化,通过艰辛的努力,长期依靠进口的行波管放大器组件、微波开关等关键产品实现了全部国产化,这些技术对我们国家现代工业水平的提高有很大带动作用。“比如南京一家企业做的行波管功率放大器,功率从过去100瓦到现在的200瓦,性能达到国际先进水平,以前连续工作寿命只有500小时,现在因为卫星系统的要求一下子达到了25年。”

  2007年4月14日,北斗二号卫星导航系统建设计划中的第一颗组网卫星发射成功。按照国际电联的相关规定,频率资源申请的获得是有时限的,过期作废。北斗二号导航系统必须在申请得到认可的七年之内完成卫星导航信号在轨向地面发播,否则就取消导航频率的优先使用权,需要重新申请频率和开展相关国际协调,实际上就是失去了我国发展全球卫星导航系统的最佳机会。

  面对紧迫的研制任务,时任卫星副总设计师的陈忠贵带领大家奋战8个月,不断改进集成测试验证方法,一周“5+2”、每天“白+黑”,奋战8个月。2007年4月16日,在成功发射的两天后,北京从飞行试验星获得清晰信号,此时距离空间频率失效仅剩下不到4个小时——正是这次壮举,有效地保护了我国卫星导航系统的频率资源,拉开了北斗区域导航系统建设的序幕。

  “万众一心最终落脚点也是爱国,只要大家齐心协力,没有干不成的事情。”陈忠贵说,团队里有太多人默默奉献,有个小伙子,母亲做个大手术都没告诉他。“说孩子干的北斗事业是个国家工程,不能分他的心。后来我们了解情况后,安排让他去医院探望,他母亲又马上赶着他回去。”

  “都说英雄出少年,二十多岁的年轻人是最有创新优势的。”陈忠贵坚持“以老带新,积淀传承”的团队建设理念,和年轻人打成一片,被试验队队员们亲切地称为“贵总”。工作间隙,他会和年轻人一起踢足球、打篮球。“我是前锋、后卫,什么位置都可以。”陈忠贵有点小自豪,有时候他也会应年轻人要求唱个歌,“我一般就喜欢唱刘欢的歌,特别有精气神,其实歌词跟我们北斗还是挺有关系的,天上的星星参北斗嘛!”

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