獨家專訪|「北鬥狂人」林寶軍:要做四大衛星導航系統的世界第一

2020-12-24 經濟網

「在四大導航系統裡,原來的目標是爭二保三,但我覺得既然上場就要進球,我的目標就是世界第一,否則咱就別做。」 北鬥三號系統衛星總設計師、中科院微小衛星創新研究院副院長林寶軍說。

2020年第19期《中國經濟周刊》封面

《中國經濟周刊》 記者  賈璇 |上海報導

「在四大導航系統裡,原來的目標是爭二保三,但我覺得既然上場就要進球,我的目標就是世界第一,否則咱就別做。」 北鬥三號系統衛星總設計師、中科院微小衛星創新研究院副院長林寶軍說。

林寶軍被人稱為「北鬥狂人」,他認為按部就班跟別人走,不可能實現超越。此次他帶領的81人首發星團隊,平均年齡只有31歲,他們用三年零三個月的時間,順利完成北鬥三號12顆組網衛星的部署任務,實現美國GPS 2到GPS 3 20年才能完成的跨越。

《中國經濟周刊》記者 王雨菲|攝

《中國經濟周刊》:您如何評價北鬥三號從設計到具體實施的過程?

林寶軍:可以說超乎預期,沒有遺憾。團隊有自信、有追求、有夢想。

最後一顆組網星打完後,我收到一條簡訊,說「這顆星終於成功了,我們完成了別人認為不可能完成的事情」。

實際上,每一顆星都傾注了我們的心血和感情,每一顆星都體現了北鬥人的拳拳報國之心。雖然過程有挫折,但我認為這都是前進途中必須交的學費。就像生活,酸甜苦辣鹹必須都有。

我們團隊這幫「不知天高地厚」的年輕人,每天綁在一起,幹自己喜歡的事業,這就是一種幸福,我為這群年輕人點讚。

《中國經濟周刊》:美國蘋果公司可以說是領航GPS市場的公司。有消息透露,iPhone12有可能兼容北鬥信號,對此您如何看?

林寶軍:我估計是必然的,否則iPhone12一定會慘遭淘汰。人類不會有好東西不用,況且北鬥系統提供的服務是免費的。

古代中國人發明的指南針,全世界都在用,北鬥是中國航天人給世界的又一貢獻。建設北鬥不是為了稱霸世界,是為了造福全人類。

《中國經濟周刊》:北鬥三號打破一顆衛星上新技術不超過30%的慣例,新技術比例達到70%,底氣何來?

林寶軍:我壓根兒沒考慮這個慣例,這是觀念的突破。別人認為進口的東西更保險,這是大家慣有的觀念,沒人敢用國產的。我們團隊不然,只要理論行得通、驗證充分了,國產不等於不保險。

《中國經濟周刊》:北鬥三號比計劃提前半年完成組網,是如何做到的?

林寶軍:用靠譜創新的技術、成熟的工藝,加上充分的地面試驗,就可以實現跨越。

一般來講,我們拿到一個問題,先分析歐美國家在做什麼,把這個調研清楚後,找到和他們的差距,確定好關鍵技術,攻克後縮短差距。但是你想想,如果他們的目標錯了,不就把人帶到溝裡去了?

我的想法是,不要以他們為目標,也不要以權威為準,要以客觀事物發展的本質需求為目標。

像星間鏈路技術,讓北鬥實現了「一星通,星星通」。一開始所有人都認為,這只是個方向,連美國人都還沒做出來,中國人不可能做出來。事實證明,我們不僅做出來了,還使北鬥系統的整體精度一下子提升到世界領先水平。

《中國經濟周刊》:北鬥三號衛星的自主運行是指什麼?

林寶軍:就是地面什麼都不用管,北鬥三號衛星自己在天上工作。

比如,衛星大部分時間是全陽照,但在太陽陰影處,兩翼的太陽能充電板就沒電了,這時需要地面控制,讓蓄電池放電。現在是衛星自己就都操作了。北鬥三號組網衛星可以在不依賴地面的情況下自主運行,並保證用戶的精度。

《中國經濟周刊》:晶片是衛星最核心的元器件,北鬥三號的「心臟」採用中科院研發的國產龍芯,背後原因是什麼?

林寶軍:北鬥三號在天上要實現星間鏈路、軌道運算、運行管理、波速指向和路由等功能,需要很大的運算量。

原來我們用的是歐洲sc80c32晶片,為了滿足上述功能,需要用好多塊晶片合起來。國產的龍芯,一片是它運算能力的10倍,所以我們下決心用。

另外,在天上工作時,sc80c32晶片大概一周會出現一次計算錯誤,但龍芯累計壽命已經30年了,出錯率是零。基本上可以說,一片龍芯是10片歐洲晶片的能力。

所以說,國產不等於不好,國產不等於不可靠。

《中國經濟周刊》:如果北鬥三號35顆衛星中,有出現問題或者故障的小衛星,系統還能正常運作嗎?

林寶軍:從導航原理來講,只要見到4顆星就可以定位。北鬥星座在設計之初已經考慮了必要的冗餘,打到天上的星,比我們正常功能需求要富餘很多。這樣做就是希望當一兩顆衛星出現問題的時候,全球用戶仍然能正常使用。

《中國經濟周刊》:雖然我們的北鬥比一般的小衛星壽命更長,可達10~12年,但衛星在軌很難維護、修復和更換,北鬥三號服役期滿後如何處理?

林寶軍:我們會不斷地補發備份星。服役期滿的小衛星就回不到地球了,讓它飄到更高的墳墓軌道去。如果衛星還能滿足要求,會繼續用。

《中國經濟周刊》:北鬥三號組網成功,是否說明我們實現了天地一體化?

林寶軍:這個網實際上已經實現天地一體化了。

北鬥55顆衛星組成的網,是目前中國衛星最多、最複雜,而且最貼近民眾的網。其他比如遙感衛星等,大家可能體驗不到,導航衛星和智慧型手機,和咱們的生活最密切相關。

比如我身在運控大廳裡,可以每3秒鐘看到指定衛星的數據,它在天上到底怎麼樣,我在地上都能看見。再加上實現了星間鏈路,我可以給天上的各個衛星發送指令。

《中國經濟周刊》:北鬥三號55顆衛星,其實是不同的團隊在做,怎麼保證質量?

林寶軍:功能定義成一樣,協議定義成一樣,協議標準等做成一樣就可以了。

上海團隊共發射了12顆衛星,長相都差不多,但試驗星和組網星「肚子裡」的東西會有微弱的區別。我們的技術在不斷進步,衛星的功能也越來越強。像首發星還沒配置氫鍾,第二顆星的時候就上了。明年再打星就要上雷射冷原子鐘了,技術在不斷跨越。

《中國經濟周刊》:北鬥三號組網成功後帶來巨大商業價值,「北鬥+」「+北鬥」的想像空間無限大,您怎麼看?

林寶軍:確實是無限大。任何數據沒有時間和位置的屬性,就是無用的數據。跟我們生活息息相關的信息,80%都和時空有關。說導航是國家信息的基石,是全人類基礎性的公共設施,是國之重器,怎麼說都不過分。

大家都說時間就是金錢,確實是。比如說銀行結算,時間上差一毫秒結算日期就會變,沒準幾十個億就損失掉了。再比如在泥石流之前,通過衛星導航系統測繪監測到極其輕微的形變,就可以提前安排人員撤退,減少損失。

北鬥和百姓生活太密切了,能應用的場景太多。

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