北鬥三號衛星系統總設計師陳忠貴——北鬥「鑄星」璀璨背後是平凡

2020-09-23 新華報業網

9月15日南京航空航天大學的開學典禮上,航天五院通信導航總體部、北鬥三號衛星系統總設計師陳忠貴穿著雨衣,與學弟學妹分享新時代「北鬥精神」,「北鬥系統能夠有今天的成就,靠的是包括我們南航在內的400多家單位,30多萬參與者的攻堅克難和無私奉獻……」 陳忠貴全程脫稿演講,聲音比噼裡啪啦雨聲更加鏗然有力。

「出口成章,演講完全不用稿子啊!」會後記者專訪陳忠貴時,有老師忍不住上前表達心聲。陳忠貴坦然回道,「稿子都存在手機裡,想看時雨太大沒法看。」 北鬥璀璨,北鬥人卻很平實。在與記者的交流中,他用最樸實無華的語言講述了北鬥導航團隊的「鑄星」日常。

一顆衛星的「養成」比養孩子更操心

自1989年從南京航空航天大學畢業後,陳忠貴到航天五院工作已有30個年頭,作為北鬥三號衛星的總設計師,陳忠貴從1997年開始就參與北鬥工程的建設。

北鬥就是陳忠貴的生活日常。在他眼裡,從設計製造到發射上空工作,一顆衛星的「養成」簡直比養孩子更操心。

壓力大是工作常態,在陳忠貴看來,沒壓力才是不正常的,「衛星到天上去是無法修理的,如果在軌有問題,我們的辦法很有限,很多情況都是束手無策,這就逼迫我們把衛星發射前和飛行入軌前的準備工作做到最充分,決不能讓衛星帶著問題上天。」

北鬥三號的收官之星原計劃6月16日發射,此時很多中外媒體已經應邀來到西昌。就在發射前夜9點左右,火箭測試時發現一個閥門壓力數據異常,經過細緻檢查發現閥門新出現了一個細小裂紋,凌晨3點多決定推遲發射。

作為負責衛星的總師,陳忠貴同樣感覺到壓力很大。此時衛星已經吊「坐」進了火箭,不能再往下拿,在火箭上的時間必須延長,「這涉及衛星裡的推進劑的長期儲存問題,我還是比較擔心。」陳忠貴說,「幸好,在我們火箭研製專家隊伍的努力下,很快就採取措施把問題解決了。」在這段時間裡,大家也沒閒著,每天都要監視衛星狀態。一周之後,火箭將收官之星發射升空,經過1541秒的飛行後星箭分離,完美到分秒不差。

「我們做航天的要求是,任何航天產品出問題都要進行問題歸零和全面質量複查,並在相關的產品和系統開展舉一反三,找出所有的隱患。」陳忠貴說,北鬥整個團隊,從設計、研製到發射,都力爭做到三個零:「零缺陷、零故障,零失誤」,「另外,為了防止衛星在軌遇到新問題,我們實現了在軌重構功能,讓軟體系統可升級,軟體經過地面充分測試驗證後上注到衛星上,相當於給衛星裝載了一個新的App。」

當衛星沒有按照預期設想開展工作時,這是大家最著急的時候。這樣的情況陳忠貴遇到過幾次。「恨不得爬到天上去看啊,可就算可以坐太空梭去,這代價比再打一顆衛星上天大多了。」

2015年一顆北鬥三號試驗星,發射上天后,一個通信天線在展開中沒有到位,「天線展開後是個拋物面,像口『大鍋』,從傳回的天線展開圖像發現天線某個部位皺了起來。」陳忠貴一看就明白,天線展開有異常,這會導致通信性能下降。

「如果這個問題不解決,我們的後續衛星研製還怎麼往前走?」陳忠貴說,那段時間每個人跟魔怔了一樣,日常談話經常冒個「開」字,食堂吃飯碰個杯都說「開」,滿腦子都是天線。所有相關研製人員湊在一起,一遍遍回放天線地面試驗錄像找原因。「在地面上做了無數次試驗。」陳忠貴笑著說,「後來按照地面試驗驗證確定的辦法進行在軌天線處置,天線一下子全部展開了,大家當場就擁抱在了一起,真有說不出來的放鬆!」這個花了團隊近兩個多月解決的難題,也成了國內外在軌故障處置最典型的成功案例之一。

舉國歡騰之時,我們的心才落了地

「入得光芒北鬥星」,從一顆星到滿天星,「中國星座搭建」背後是無數個平凡的日日夜夜。

北鬥的建設過程雖然漫長。而對於北鬥人來說,每天感受到的只有分分秒秒。

「北鬥三號從2017年組網開始密集發射,截至2018年的11月底,發射了19顆星。有的衛星連續發射,不少成員就一直待在基地。」陳忠貴說。在四川大涼山西昌衛星發射中心,團隊多的時候70多人,最少的時候40多人,大家有一個技術流程大圖,上面寫著每天的工作, 「每完成一個工作,我們就會給他貼上一個小紅旗。這樣從上到下,所有的人都能知道進度,按部就班往前走。」

今年春節,臘月二十六,陳忠貴的妻子從北京趕到了基地,和他一起留守基地。「每天主要是檢查下衛星的數據和狀態,還有一些特殊設備需要定期監測和保障,還要注意防範電纜溝可能會有小動物闖入……」對於陳忠貴來說,守著這顆GEO-2軌道衛星過年讓他覺得安心。

6月23號上午,北鬥三號「壓軸」衛星成功發射,舉國歡騰。「放鬆,心落地了,沒有問題,對我們技術負責人來說就是莫大的幸福。」陳忠貴沒有停歇,和幾個團隊成員一起乘飛機感到西安測控中心,監測衛星入軌工作的最後一段路程。「當天衛星還沒有進入最終運行的軌道,我們要控制衛星自主進入距地球3.6萬公裡的同步軌道。」陳忠貴說,GEO衛星始終保持在地球上空同一個位置,「我們取了諧音叫它『吉星』,經過變軌、在軌測試和試驗評估後交付用戶使用,我們的工作才算完成了。」

北鬥三號全球衛星導航系統組網開通,在他看來更是一個開始。「反正接下來還需更加精心。」陳忠貴笑著說,他們要保證北鬥系統接下來的長期穩定運行,包括今後北鬥技術的不斷提升。

「北鬥三號按照10-12年的設計壽命,預計在2030年到2035年左右將是一個替換期,需要重新研製。在這期間,我們要打一些備份星,保證這個系統的穩健性。我們還要繼續發展新的導航技術,使北鬥的精度越來越高。」陳忠貴說,目前我們北鬥的服務範圍還只在地球表面附近範圍,還沒有覆蓋中高地球軌道和深空,包括室內、地下、水下等很多需求還有待我們進一步的技術攻關。

萬眾一心,讓天上的星星參北鬥

「萬眾一心,祖國才會繁榮富強。」「要自主創新,超越自我。」在當天畢業典禮的時候,陳忠貴充滿感情地表示,北鬥精神融入到建設者的血液中,他也希望能傳遞給更多的年輕人。

只有靠自己,才能不受制於人。陳忠貴對此深有體會,北鬥一號、北鬥二號實現了七成左右的國產化,到北鬥三號就實現了全部國產化,通過艱辛的努力,長期依靠進口的行波管放大器組件、微波開關等關鍵產品實現了全部國產化,這些技術對我們國家現代工業水平的提高有很大帶動作用。「比如南京一家企業做的行波管功率放大器,功率從過去100瓦到現在的200瓦,性能達到國際先進水平,以前連續工作壽命只有500小時,現在因為衛星系統的要求一下子達到了25年。」

2007年4月14日,北鬥二號衛星導航系統建設計劃中的第一顆組網衛星發射成功。按照國際電聯的相關規定,頻率資源申請的獲得是有時限的,過期作廢。北鬥二號導航系統必須在申請得到認可的七年之內完成衛星導航信號在軌向地面發播,否則就取消導航頻率的優先使用權,需要重新申請頻率和開展相關國際協調,實際上就是失去了我國發展全球衛星導航系統的最佳機會。

面對緊迫的研製任務,時任衛星副總設計師的陳忠貴帶領大家奮戰8個月,不斷改進集成測試驗證方法,一周「5+2」、每天「白+黑」,奮戰8個月。2007年4月16日,在成功發射的兩天後,北京從飛行試驗星獲得清晰信號,此時距離空間頻率失效僅剩下不到4個小時——正是這次壯舉,有效地保護了我國衛星導航系統的頻率資源,拉開了北鬥區域導航系統建設的序幕。

「萬眾一心最終落腳點也是愛國,只要大家齊心協力,沒有幹不成的事情。」陳忠貴說,團隊裡有太多人默默奉獻,有個小夥子,母親做個大手術都沒告訴他。「說孩子幹的北鬥事業是個國家工程,不能分他的心。後來我們了解情況後,安排讓他去醫院探望,他母親又馬上趕著他回去。」

「都說英雄出少年,二十多歲的年輕人是最有創新優勢的。」陳忠貴堅持「以老帶新,積澱傳承」的團隊建設理念,和年輕人打成一片,被試驗隊隊員們親切地稱為「貴總」。工作間隙,他會和年輕人一起踢足球、打籃球。「我是前鋒、後衛,什麼位置都可以。」陳忠貴有點小自豪,有時候他也會應年輕人要求唱個歌,「我一般就喜歡唱劉歡的歌,特別有精氣神,其實歌詞跟我們北鬥還是挺有關係的,天上的星星參北鬥嘛!」

交匯點記者 楊頻萍

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