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從無到有還要繼續攻關
既然我國的技術水平已經可以媲美GPS,那麼北斗爲什麼還要分幾步走,不迅速實現全球覆蓋?
最關鍵的環節是衛星。由於種種原因,一些尖端技術我們無法借鑑,我國航天人必須自主創新。
楊慧介紹說:“我國此前並沒有製造導航衛星的先例,我們是在通信衛星的平臺上進行的探索。但這兩者還是有很多不同:比如導航衛星不能通過噴氣推動來調整姿態;衛星的陀螺儀壽命不夠;如何增加衛星平臺的承載與供電能力等等問題。這些都曾經是衛星設計團隊面臨的難題。”
2009年,衛星在研製過程中曾發現供配電系統可能存在嚴重的問題,爲此試驗人員進行了大量的電纜等方面的工作,這件事至今都讓謝軍記憶深刻。當時,一幫70後、80後的北斗團隊成員認真複覈電路設計,並對連接後的電纜進行反覆試驗,最後竟然把整個庫房中的電纜都用光了。
正是團隊成員以孜孜不倦、嚴謹求實的作風,抱着解決問題的決心來進行設計研發,纔有了後續穩定工作的導航衛星。“爲了查清楚問題原因,我們不惜一切代價,直至問題徹底解決。”謝軍向《中國經濟週刊》感嘆道。
衛星的壽命直接影響整個導航系統的服務質量。現階段我國導航衛星的設計使用壽命仍然只有8年。今後在建設全球系統時,將着力延長衛星壽命至10~12年。這其中的關鍵部件較多,同時要提高全球系統的性能的關鍵部件之一——星載原子鐘,可謂是決定導航系統性能的重中之重。
在2004年啓動北斗導航項目時,國內的星載原子鐘還只是停留在高校試驗階段,市場上並無產品。星載原子鐘的研製在當時相當棘手,因在這之前的所有飛行器中都未使用過如此高精度的原子鐘。一旦星載原子鐘與地面站的計時有偏差,那麼信號的路程就無法精確計算,精確導航和定位更無從談起。
當時一度希望進口國外的銣原子鐘來加快研發,但是北斗總設計師、中國科學院院士孫家棟告誡說,美國人不賣,歐洲人的東西又沒有上過天,不能過分相信外國技術,中國人必須搞自己的鐘。“當初是在孫院士的大力支持下,我們這些研發人員才能更加堅定信心、夠踏踏實實做好產品。”謝軍回憶起這些往事時感嘆道。
現在國產星載銣原子鐘的研製成功突破了國外的技術封鎖,填補了國內空白,對於我國衛星導航系統建設產生了重大戰略意義。
儘管導航衛星的研製已經取得很大的突破,但離達到全球衛星定位系統的要求還有很長的路要走。比如超出了現有地面基站的測控範圍,如何保證定位精確度等難題又擺在了航天人的面前。
如今,在南極科考的雪龍號上,裝載了北斗系統的用戶機並在整個航行過程中使用。從2012年8月自南極返回的用戶機的反饋來看,結果令人滿意。“我還期望下一次能夠得到更多的數據。”謝軍告訴《中國經濟週刊》,“必須通過這些試驗,我們才能不斷完善衛星系統的性能。”
2009年至今,北斗成功發射了14顆星。綜合考慮各方面因素,爲加快衛星發射速度,火箭系統還採取了一箭雙星的發射技術。相關負責人表示,未來還將視情況採取一箭四星的發射方式,加快衛星的構型佈局。
