来源:滚动播报
(来源:上观新闻)
凡遇大事喜欢写诗直抒胸臆,提及团队成员常动容哽咽,北方大汉林宝军有着非常感性的一面。
这位北斗三号卫星系统总设计师、中国科学院微小卫星创新研究院学术委员会主任,4月2日在中国科学院上海分院第14期报国讲坛以《北斗问天》为题作报告,当PPT呈现出他与美国GPS之父布拉德福德・帕金森的两张合影时,这位航天人难掩心中感慨:“2011年5月18日初见,他是难以企及的大师级人物。2025年10月20日再聚,北斗的各项性能已与GPS不分伯仲,这种感觉无法用语言形容。”
美国的GPS曾一度是“导航系统”代名词,而北斗并不是“中国版的GPS”,它走出了一条与GPS完全不同的技术路线。从2020年国际GNSS服务组织评估认证北斗性能跻身世界前列,到2024年美国太空新闻官网直言在卫星导航领域曾是“王者”的美国正输给中国。30年深耕,中国北斗用硬核实力完成了从跟跑到并跑、领跑的跨越。而这一跨越的背后,是林宝军与中国航天人始终不渝的坚守与创新。
【喝掉一箱红牛,达成创新共识】
“这个技术外国都没有,我们做得出来吗?”与北斗三号相伴的15年,这是林宝军被问得最多的问题。在他看来,最大的困难并非单纯的技术难题,而是实现颠覆性突破所需的跨越创新理念,为此他定下一个创新框架:没有框架,不走寻常路。
航天领域素有不成文规定,卫星采用新技术的比例一般不超过30%,而北斗三号首发星的新技术占比超过70%,这在当时曾引发诸多争议,就连团队内部也出现过质疑声:“创新点已经不少了,能否再稳当点?”但林宝军始终坚信,新技术不等于不可靠,只要符合客观规律、具备成熟工艺,且经过地面充分验证,就不必被传统规则束缚。
林宝军带着团队开了整整一周的会,喝掉一箱红牛,最终达成创新共识。这支由81人组成、平均年龄仅31岁的年轻队伍,自此踏上攻坚克难的创新之路,用3年零3个月的时间,完成了GPS从第二代到第三代20年的发展历程,将诸多“不可能”变为现实。而北斗三号首发星也创下了六个“前所未有”:技术指标要求之高、研制进度之紧、研制难度之大、研制团队之新、自主可控技术要求之高、星上三分之二单机新研,更成为中国导航系统从区域走向全球的里程碑。
【从传统十米级,跨越到厘米级】
共识之下,创新力被激发,也让北斗三号走出了独属中国的技术路线。
卫星在轨出故障,能否直接在星上修改软件?这一如今的常规操作,在当年很多人“想都没想过”。北斗三号在国际上首个实现卫星自主诊断、隔离和修复,无需地面干预即可完成故障处置,彻底改变了以往系统更新换代只能靠发射新卫星的模式。即便是新的用户需求,也能在北斗三号卫星上直接赋能。
相比以前的卫星平台,北斗三号卫星平台“瘦身”一半。卫星平台如同拉着载荷的货车,过去“车”的重量往往大于“货物”,北斗三号研制团队独创功能链概念,剔除不同设备中的重复功能,将原本十几个分系统所需的20多台控制计算机,优化整合为1台;功能链带来的模块化设计,让卫星研制如同“堆积木”,各模块可独立作业再拼装集成,显著提升了生产效率。
全球组网的核心瓶颈,也被北斗团队的原创技术破解。传统导航系统需在全球部署大量地面站实现连续测控,而团队另辟蹊径在全球首创的星间链路技术,如同给北斗三号卫星搭建了一个“聊天微信群”,让卫星之间信息互通,将卫星测控覆盖率提升至100%,充分保障高精度导航能力。
导航的核心是时间,时间的连续稳定是核心中的核心。研制团队突破星载时频无缝切换技术,仅用20皮秒(1皮秒等于一万亿分之一秒),即可在用户没有任何察觉的情况下,自主完成主用钟和备用钟的“无缝切换”。这也使得北斗三号空间信号精度从传统十米级跨越到厘米级。
【不能只盯着“卡脖子”问题被动跟跑】
曾经不止一次有人跟林宝军说,“你们太拼了!”
2009年9月18日,一纸调令下达,有着15年神舟飞船研制经验的林宝军,毫无犹豫来到上海担任北斗三号卫星系统总设计师。此后,北京的家便成了出差途中顺便看看的地方,而北斗三号成了他最大的牵挂。
北斗三号的研制之路,是团队成员用超常规的付出铺就的。按每天8小时工作量计算,团队一年的工作时长相当于400多天,扣除节假日,几乎是一年当作两年用。就连出租车司机都说,不管什么时候载客到微小卫星创新研究院,卫星厂房的灯总是亮着。技术攻坚时,行军床就放在办公室,累了躺一下,醒了接着做。
正是这份拼劲,让北斗三号提前半年完成全球组网。而身为北斗三号卫星系统总设计师,每一次卫星发射,林宝军都会守在发射现场。
如今,北斗已是名副其实的大国重器:2023年中国卫星导航与位置服务产业总体产值达5362亿元,北斗成为数字经济发展的重要支撑。
在林宝军看来,北斗的成功,印证了中国创新的核心要义——打破思维定势,树立创新自信。他直言,国内科研领域长期养成了“仿-试-改-再试”的思维,原创成果偏少,难谈引领国际发展;不少原创思想遭遇质疑时,团队往往缺乏坚持的勇气,决策者也难下决心,这正是中国创新亟待突破的瓶颈。
他勉励青年科研工作者,做事要有逻辑、有思想,如同研制卫星,要将其当成作品、赋予灵魂,而非简单拼凑,唯有如此,面对困难才不会轻言放弃。而找到真问题,更是创新的关键:不能只盯着“卡脖子”问题被动跟跑,也不能仅仅聚焦工程问题浅尝辄止,要从工程实践中提炼重要科学问题,才能实现真正的原创突破。
今年63岁的林宝军,正牵头研制下一代北斗系统,推动导航、通信和遥感技术一体化发展,同时担任地月空间远距离逆行轨道工程总设计师。偶尔,他会想起那个上大学时不满15岁的自己——身高仅151厘米、体重40千克,像一棵瘦弱的豆芽菜,却怀揣着对航天的无限憧憬。从神舟问天到北斗组网,再到地月空间探索,林宝军的脚步不曾停歇。而未来,还有更多的航天征程,等待着他与中国航天人一同奔赴。
原标题:《北斗三号卫星系统总设计师林宝军:创新的框架,就是“没有框架”》
题图来源:黄海华 摄
来源:作者:解放日报 黄海华
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