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            北斗的成長之路,每一個瞬間都很硬核!

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            從20世紀80年代我國開始摸索建設自己的衛星導航系統,到2020年北斗三號系統面向全球提供服務,這30多年的建設歷程,在成功的背后,到底經歷了多少波折和驚險時刻?


            一個罕見的畫面

            有收看北斗三號收官之星直播的朋友應該都有留意到這樣一個畫面,星箭分離后,衛星的太陽翼像衛星的兩個翅膀一樣展開的全過程。北斗一號總設計師范本堯提到,星箭分離以后看到太陽翼展開,這個畫面我們也是第一次看到,以前都拍不著。

            據了解,太陽翼是衛星的主要部件之一,又叫太陽能帆板,它是衛星上收集太陽能的裝置,也就是衛星的能量來源。以往,北斗衛星上的太陽翼都是在火箭與衛星分離30多分鐘后才打開。到那時,衛星獨自遨游在太空,地面的人根本無法看到太陽翼展開的全過程。 

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            圖源丨央視新聞

            而我國掌握衛星太陽翼展開的技術,要從40多年前說起。彼時中國剛開始改革開放,北斗工程尚未開始立項,我國的衛星事業更時處于在與國際合作中慢慢積累經驗的水平。經歷了技術封鎖以及認識到了技術差距,我國的科研人員增強了追趕世界先進水平的緊迫感。 

            從2006年開始做國產化替代研究,2014年在北斗第一次使用。如今,將近40年過去了。在航天科技集團五院所屬的529廠,我們開始批量生產國產的衛星太陽翼了。

            一次“驚險”的攻關

            茫茫太空看似無邊無際,但由于人類的技術水平和開發運行成本的限制,適用于衛星導航的軌道和頻率資源實際上是有限的。為了規范太空秩序,各國發射導航衛星之前必須向國際電聯申請各自的頻段。

            這時,為建設北斗二號,我國向國際電信聯盟申請新的太空頻率資源。國際電聯規定,各國均有權申請頻率資源使用權,但必須在7年有效期內發射導航衛星,并成功接收傳回的信號,否則占有頻率的權利便自動失效。而2007年4月17日24點,是發射首顆北斗衛星并回傳信號的最后期限。

            七年的發射倒計時開啟,北斗人面臨的是艱巨的科研攻關任務:

            1.如何解決無法在全球范圍內建立地面基站的問題;

            2.如何攻克原子鐘技術,并實現國產化? 

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            其中原子鐘的問題非常重要。國產原子鐘在真空狀態下能不能正常工作?如何保證它的穩定性?都需要經過反復實驗。距離頻率失效的最后期限越來越近,時間緊迫,當年測試環節自動化水平還很低,測試人員必須連軸轉,需要不眠不休地緊盯著相關的數據進行人工記錄。 

            2007年4月8日,隨著包括銣原子鐘在內的許多技術難題被一一攻克,北斗二號首發星迎來了預定發射的日子!但在臨近發射還有8天時,科研人員在最后一次衛星和火箭聯合檢查時發現,衛星上的一臺應答機出現了問題。經過3天的慎重研判,應答機從衛星上被拆下,之后,經過72小時的修復和檢測,問題得以徹底解決。不過,火箭發射的時間因此被推遲到了2007年4月14日。此時,距離我國申請的太空頻率資源失效的日期僅僅相差3天時間。 

            2007年4月17日20時許,北京清晰地接收到來自這顆衛星的信號。那一刻,距離頻率失效的最后期限4月17日24時已經不到4個小時。中國北斗驚險地拿到了進軍全球衛星導航系統俱樂部的“入場券”!

            一次苛刻的技術篩查

            任何技術的創新和實現都離不開硬件的支持。在北斗建設的歷程中,衛星的重要部件以及元器件的國產化水平不斷提高。事實上,科研人員起初對于進口產品在心理上都存在著某種依賴,但隨著北斗工程的國際影響日益擴大,國外的技術封鎖也在加劇,重要部件實現國產化勢在必行。 

            在國產化不斷提高的過程中,為衛星上的元器件把好質量檢驗關就顯得尤為重要。為此,航天科技集團五院于1984年成立了宇航物資保障事業部,它成為中國最早成立的宇航元器件質量保證的專業機構,如今,它每年為上千萬只航天元器件提供質量保證。

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            圖源丨央視新聞

            航天科技集團五院宇航物資保障事業部宇航元器件應用驗證副總指揮孫明向記者展示了他們對一款國產芯片采用的近乎苛刻的“基因篩查”技術:我們把芯片中的一只打開帽,開帽后,先用16倍放大,然后接著放大,在100倍的時候,可以看到一些明顯的缺陷。再往下,進入內部缺陷的查找,對容易出問題的一個點進行250倍的放大,再到750倍、2200倍、20000倍,最后看到有一個孔洞,有一個裂紋。這種缺陷在工作一段時間后,就有可能造成它的短路。

            如今,全國30多萬北斗建設的參與者所走過的奮斗歷程已被歸納成“自主創新、開放融合、萬眾一心、追求卓越”的新時代北斗精神,成為了鐫刻著時代烙印的精神財富。




                              

            本文轉自 今日北斗

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