《電子技術(shù)應(yīng)用》
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一年可發(fā)15到20顆衛(wèi)星 這支平均31歲的團隊怎么做到

2017-11-06
關(guān)鍵詞: 衛(wèi)星

  “我們現(xiàn)在一年可以發(fā)射15顆到20顆衛(wèi)星?!敝锌圃何⑿⌒l(wèi)星創(chuàng)新研究院副院長、北斗導(dǎo)航衛(wèi)星總設(shè)計師林寶軍說這話時,透著抑制不住的興奮。在他身后,是一整面藍(lán)色的“太空墻”,他們每發(fā)射一顆衛(wèi)星,墻上就會多一顆姿態(tài)不同的衛(wèi)星。

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  已成功發(fā)射包括新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星、暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星(悟空)、量子科學(xué)實驗衛(wèi)星(墨子)、天宮二號伴隨衛(wèi)星等22顆衛(wèi)星,成功率達到100%。

  該研究院成立14年來,已成功發(fā)射包括新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星、暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星(悟空)、量子科學(xué)實驗衛(wèi)星(墨子)、天宮二號伴隨衛(wèi)星等22顆衛(wèi)星,成功率達到100%。不久前,習(xí)總書記在黨的十九大報告中“點名”提到了“天宮”“悟空”“墨子”等重大科技成果。

  從過去幾年才做一顆衛(wèi)星,到現(xiàn)在一年可以發(fā)射15顆到20顆衛(wèi)星,從衛(wèi)星平臺研制“跟跑”歐美國家到“領(lǐng)跑”世界,“小衛(wèi)星”的奇跡從何而來?

  “這個單位是沒有下班時間的?!焙芏嗄贻p人剛來這里工作,都會聽到這樣的評價。除了無私奉獻,還有別的嗎?解放日報·上觀新聞記者今天走進有些神秘的中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院,找到了答案,那就是勇于創(chuàng)新,一次次實現(xiàn)“零”的突破。

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  位于中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院的“太空墻”。

  想別人不敢想,做別人不曾做

  高13米、近2000平方米的總裝廠房里,技術(shù)人員正在緊張有序地安裝北斗三號組網(wǎng)衛(wèi)星。

  “以前做衛(wèi)星,都是先把國外的數(shù)據(jù)找來做分析。如果美國都沒有做過的事情,也就輕易不敢下決心。這種固步自封,是我們首先要打破的。”林寶軍說,理念創(chuàng)新并非易事,從0到1的嘗試,意味著許多不確定性,但如果經(jīng)得住科學(xué)論證,就要有這個自信。

  2015年3月30日,我國首顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射成功。這意味著中國人可以把“時間與位置”這一重要的戰(zhàn)略資源,牢牢掌握在自己手里。這顆衛(wèi)星從原先的幾噸一下瘦身到了800多公斤,原本十幾個分系統(tǒng)需要20多臺計算機控制,現(xiàn)在優(yōu)化為1臺,大大提升了衛(wèi)星的可靠性。在“瘦身”過程中,采用的新技術(shù)占比超過70%,其中不少為全球首創(chuàng)。而航天領(lǐng)域有條不成文的規(guī)定,衛(wèi)星采用新技術(shù)的比例不會超過30%。

  該研究院在競標(biāo)暗物質(zhì)衛(wèi)星時,讓評委們大吃一驚——設(shè)計團隊提出了以載荷為中心的設(shè)計理念。多年來,我國衛(wèi)星研發(fā)都是以平臺為中心。打個比方,原來以“車”為中心,如果“貨物”尺寸太大,或分量太重,就只能改。這次,他們提出根據(jù)“貨物”來做“車”,顛覆的不僅僅是重量比例問題,更是設(shè)計理念的改變,能否經(jīng)受力學(xué)振動試驗成了一道必須跨過的坎。

  最后,整顆暗物質(zhì)衛(wèi)星重1.8噸,其中載荷1.4噸,平臺只有450公斤,完全顛覆了過去衛(wèi)星的載荷與平臺比例,還可節(jié)省幾千萬元的運載火箭成本?!斑@是目前世界上觀測能段范圍最寬、能量分辨率最優(yōu)的暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星,超過國際上所有同類探測器?!毙l(wèi)星總設(shè)計師李華旺說。截至2017年10月7日,“悟空”已繞地球飛行9680圈,探測宇宙粒子34億個。

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  技術(shù)人員在進行導(dǎo)航衛(wèi)星電纜連接。

  在技術(shù)創(chuàng)新上自我較勁追求卓越

  有了“開土拓疆”的勇氣,還要有過硬的技術(shù)傍身,“小衛(wèi)星人”也一直在技術(shù)創(chuàng)新上自我較勁追求卓越。

  就在一個多星期前,在地球觀測組織第14屆年會上,中國與會者宣布將為全球提供我國首顆二氧化碳監(jiān)測科學(xué)實驗衛(wèi)星的碳數(shù)據(jù)。

  與以往只用單一對地姿態(tài)探測地球的氣象衛(wèi)星不同,碳衛(wèi)星是幾種觀測模式交互進行,一會“斜著看”,一會“豎著看”,一會“盯著看”,是顆“會跳舞的衛(wèi)星”。在2011年接手碳衛(wèi)星總體設(shè)計時,為更精準(zhǔn)地監(jiān)測全球二氧化碳,這支團隊主動請戰(zhàn),大膽提出了現(xiàn)有的觀測模式。“這么做衛(wèi)星,還不翻了?”由于缺少在空間實現(xiàn)的先例,在項目初期難免有一些擔(dān)心和質(zhì)疑的聲音?!熬湍靡哂^測模式來說,衛(wèi)星飛行時在動,海面上耀斑也在動,兩者之間的幾何關(guān)系一直在改變。這就像人在屋子里行走,要通過墻上鏡子的反射,始終注視著桌上飄忽的燭火,難度可想而知?!碧夹l(wèi)星副總設(shè)計師張永合說。這支團隊不畏挑戰(zhàn),埋首攻關(guān),在2013年就取得了關(guān)鍵技術(shù)的突破。

  去年8月,世界首顆量子科學(xué)試驗衛(wèi)星成功發(fā)射,該研究院負(fù)責(zé)了量子衛(wèi)星平臺的研制?!皩τ谧隽孔有l(wèi)星雖然早有心理準(zhǔn)備,但沒想到難度會那么大?!绷孔有l(wèi)星總體主任設(shè)計師鄧?yán)渍f。要把衛(wèi)星上的兩束激光同時對準(zhǔn)地面兩個相聚千公里的天文望遠(yuǎn)鏡光軸,誤差必須控制在3.5微弧度,這就好比在離地萬米的飛機上,往地面兩個儲蓄罐的狹縫里扔硬幣。經(jīng)過技術(shù)攻關(guān),最終達到了2.5微弧度的對準(zhǔn)精度,比設(shè)計要求的精度還更高。

  2016年6月,衛(wèi)星順利通過出廠評審,在最后一次測試中發(fā)現(xiàn)載荷信標(biāo)光功率下降。這也許是性能波動,但總指揮王建宇、總設(shè)計師朱振才果斷提出,絕不能讓衛(wèi)星帶問題上天。留給他們的時間不到一個月,如果不能徹底解決問題,衛(wèi)星發(fā)射時間就要向后推遲一年。該團隊與上海光機所、中科大、上海技物所等單位聯(lián)合開展攻關(guān),終于解決了問題,確保了衛(wèi)星按時發(fā)射。

  “盡管三大既定科學(xué)目標(biāo)已提前完成,我們還可以拓展量子衛(wèi)星的功能,修改程序開展新的實驗。”

  不按資排輩,激發(fā)了年輕人積極性

  去年12月,中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院在中科院率先行動首批四類機構(gòu)改革驗收中唯一全票通過且排名第一。這次改革持續(xù)了26個月,期間發(fā)射了13顆衛(wèi)星,占到該研究院成立14年發(fā)射衛(wèi)星總數(shù)的68%。

  這支不到600名職工的年輕團隊,平均年齡31.7歲。在新一輪競聘中,全體員工“全部起立,重來一遍”。不按資排輩的管理創(chuàng)新,激發(fā)了年輕人的積極性和創(chuàng)造力。

  研究院按照任務(wù)的不同,以重大成果產(chǎn)出為導(dǎo)向,實行分層分類考評體系。跑項目的,關(guān)鍵看中了多少標(biāo)拿了多少任務(wù);做新技術(shù)的,則可以沉下心來做研究,以3年為一個考核周期。研究院施行末位淘汰,兩年來,有的員工績效成績不高,或選擇離開,或流動到其他更合適的崗位。這種并非走過場,而是“真刀實槍”的改革,成了一種實實在在的激勵。

  “讓每個人都能擁有屬于自己的衛(wèi)星,是我們的夢想?!毖芯吭何⒓{所副所長曹金說。如今,中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院的衛(wèi)星研制周期平均縮短60%,批產(chǎn)衛(wèi)星平臺成本降低80%,在研30余顆衛(wèi)星,成為我國衛(wèi)星技術(shù)創(chuàng)新研究的先鋒隊。作為張江綜合性國家科學(xué)中心的核心單位之一,該研究院正積極參與張江科學(xué)城和國家實驗室的建設(shè),已將衛(wèi)星批量生產(chǎn)制造和商業(yè)化航天布局到了臨港地區(qū)。

  小衛(wèi)星,大未來,值得期待。


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