11月19日凌晨2時(shí)07分,長征三號乙運(yùn)載火箭(簡稱“長三乙火箭”)與遠(yuǎn)征一號上面級在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火升空,,成功將北斗三號工程第18,、19顆組網(wǎng)衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。至此,,今年北斗三號衛(wèi)星高密度發(fā)射任務(wù)圓滿完成,,這也標(biāo)志著北斗三號基本系統(tǒng)已建成。該系統(tǒng)包括18顆中圓地球軌道衛(wèi)星和1顆地球靜止軌道衛(wèi)星,,可服務(wù)“一帶一路”國家和地區(qū),。
△長三乙火箭點(diǎn)火起飛
本次任務(wù)是北斗三號工程的第10次發(fā)射,10次發(fā)射均由長三乙火箭完成,,充分驗(yàn)證了火箭的可靠性,。本次發(fā)射也是火箭院2018年第20次宇航發(fā)射,刷新了年度宇航發(fā)射次數(shù)紀(jì)錄,。
△火箭轉(zhuǎn)場
近年來,,長三乙火箭實(shí)行“去任務(wù)化”設(shè)計(jì),大大提高了火箭的適應(yīng)性,,火箭狀態(tài)也較為穩(wěn)定,。西昌衛(wèi)星發(fā)射中心是長三乙火箭的“主戰(zhàn)場”,火箭在這里執(zhí)行過多次發(fā)射,,此次任務(wù)對于長三乙火箭來說也是“輕車熟路”,。
△火箭吊裝
據(jù)遠(yuǎn)征一號上面級總體副主任設(shè)計(jì)師周佑君介紹,此次任務(wù)是遠(yuǎn)征一號上面級今年的收官之戰(zhàn),。去年年底以來,,遠(yuǎn)征一號上面級與長三乙火箭九度攜手,以“一箭雙星”方式發(fā)射18顆北斗三號中圓地球軌道衛(wèi)星,。本次發(fā)射的衛(wèi)星與此前相比,,增加了若干載荷設(shè)備,雙星總重量增加40公斤,,創(chuàng)上面級歷史任務(wù)衛(wèi)星重量之最,。為此,型號隊(duì)伍開展了一系列改進(jìn)工作,,提高上面級運(yùn)載能力:采用能量密度更高的衛(wèi)星供電鋰離子蓄電池,,減輕上面級的結(jié)構(gòu)重量,;精準(zhǔn)分析衛(wèi)星的質(zhì)量特性變化的影響,通過上面級軌道優(yōu)化與制導(dǎo)姿控仿真分析,,優(yōu)化上面級推進(jìn)劑加注量,。
△星罩組合體轉(zhuǎn)場
除了重量更重,此次發(fā)射的衛(wèi)星個(gè)頭也更大,,雙星之間,、星罩之間的間隙較以往更小,對接安裝衛(wèi)星的操作難度更大,,火箭飛行過程中以及衛(wèi)星分離時(shí),,星罩之間、雙星之間發(fā)生碰撞的風(fēng)險(xiǎn)更大,。對此,,型號隊(duì)伍通過模擬裝配、精細(xì)化的衛(wèi)星分離仿真分析及遠(yuǎn)場分析等,,控制風(fēng)險(xiǎn),,確保了衛(wèi)星的安全。
△星箭對接
本次發(fā)射是長三甲系列火箭第94次執(zhí)行發(fā)射任務(wù),,長征系列運(yùn)載火箭第291次發(fā)射,。
從起步開始,北斗三號就注定是不凡的,。在北斗工程的“大棋局”中,,“三步走”的戰(zhàn)略既符合我國國情,又富于創(chuàng)新性和預(yù)見性,,為世界導(dǎo)航領(lǐng)域的技術(shù)路線貢獻(xiàn)了中國智慧,。回顧我國北斗工程建設(shè),,北斗一號實(shí)現(xiàn)了中國導(dǎo)航衛(wèi)星從無到有,,使我國成為繼美、俄之后第三個(gè)擁有導(dǎo)航衛(wèi)星的國家,,北斗二號突破了區(qū)域混合導(dǎo)航星座構(gòu)建,、高精度時(shí)空基準(zhǔn)建立等關(guān)鍵技術(shù),躋身國際衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)四大服務(wù)商,,啟動(dòng)于2009年的北斗三號站在前兩代系統(tǒng)的肩膀上,,總結(jié)了跟跑和并跑國外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn),開始嘗試沖刺和領(lǐng)跑,。
在正樣設(shè)計(jì)之初,,北斗三號就把服務(wù)精度設(shè)計(jì)目標(biāo)設(shè)定在尚未發(fā)射的第三代GPS導(dǎo)航衛(wèi)星及伽利略導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)之上,。為此,,研究院率先提出國際上首個(gè)高中軌道星間鏈路混合型新體制,,形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的星間鏈路網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、自主定軌,、時(shí)間同步等系統(tǒng)方案,,解決了全球布站、衛(wèi)星境外監(jiān)測的難題,;研發(fā)國內(nèi)首個(gè)適于直接入軌一箭多星發(fā)射的“全桁架式衛(wèi)星平臺(tái)”,,在載荷平臺(tái)重量比、平臺(tái)功率質(zhì)量比等方面達(dá)到國際先進(jìn)水平,;構(gòu)建了新型空間時(shí)頻基準(zhǔn)和導(dǎo)航信號完好性監(jiān)測方案,,采用了更為可靠的載荷重構(gòu)技術(shù);衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命由8年提升至10-12年,,在軌運(yùn)行工作可靠性有了大幅提升,。此外,北斗三號衛(wèi)星還配置了新一代原子鐘,,通過提升原子鐘指標(biāo),,提升了用戶體驗(yàn)。
相繼發(fā)射的十九顆北斗衛(wèi)星中,,不論是全身披掛“新神器”的試驗(yàn)星,,還是可以“自我診斷”、長壽命,、高可靠的首發(fā)雙星,,亦或是新增國際搜救功能的老十三、老十四,,以及懷揣多項(xiàng)絕技的“吉星一號”老十七,,再到剛剛發(fā)射成功標(biāo)志著基本系統(tǒng)收官的雙星……北斗三號衛(wèi)星不斷挑戰(zhàn)自我、深化認(rèn)識,、尋求突破,,在比肩世界一流的征途上穩(wěn)步前進(jìn)。
大格局:快速布網(wǎng),,高效,!
“到2020年建成全球?qū)Ш较到y(tǒng),為全球所有國家和地區(qū)提供高精度,、高可靠的定位,、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)”,,承諾的背后,,是北斗三號快速組網(wǎng)的空前挑戰(zhàn)。即便是曾創(chuàng)下3年發(fā)射14顆北斗二號衛(wèi)星佳績的研究院,,如此快的批產(chǎn)速度也無疑是最嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),。
連續(xù)作戰(zhàn),,隨時(shí)切換,天上,、地面,、單機(jī)、系統(tǒng),、在軌,、在研,干著發(fā)射場的星,,管著天上飛的星,,操心正在做的星——這就是研究院北斗人的工作模式。一年之內(nèi)完成基本系統(tǒng)建設(shè)的奇跡,,不是依靠“人海戰(zhàn)術(shù)”實(shí)現(xiàn)的,。和“前輩”相比,北斗三號在前方發(fā)射場的衛(wèi)星試驗(yàn)人員數(shù)量減少了近一半,、全流程時(shí)間縮短了近三分之一,。后方北京的在研情況也是一樣,不論是人員還是研制周期都大為縮減,。
“我們非常注重以科學(xué)的管理加強(qiáng)衛(wèi)星地面試驗(yàn)驗(yàn)證”,,中國空間技術(shù)研究院北斗三號衛(wèi)星總指揮遲軍道出了秘籍。研究院首次在北斗三號衛(wèi)星測試中采用遠(yuǎn)程測試的方法,,西昌北京實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng),,充分發(fā)揮后方判讀專家的保障作用,從而提高了發(fā)射場測試效率,,大幅減少了發(fā)射場人員數(shù)量,。此外,研究院還在優(yōu)化發(fā)射場測試項(xiàng)目,、開展無線測試等方面做了許多嘗試,。
流程的優(yōu)化,新方法,、新技術(shù)的采用,,體現(xiàn)了研究院在空間技術(shù)方面的自信。近年來,,研究院不斷提升“宇航智造”能力,,在高質(zhì)量、高效率,、高效益研制方面積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn),,練就了“更快、更高,、更強(qiáng)”的造星本領(lǐng),。研究院針對北斗衛(wèi)星批量研制特點(diǎn),,打造出AIT研制脈動(dòng)式生產(chǎn)線、數(shù)字化車間,、采用智能檢驗(yàn)裝配、三維總裝等新技術(shù),,帶來了研制效率的革命性提升,;通過采用高性能運(yùn)算單元、中心管理單元等先進(jìn)技術(shù),,實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星至少60天的完全自主運(yùn)行能力,;高模量碳纖維太陽翼基板國產(chǎn)化攻關(guān)成功、桁架結(jié)構(gòu)主承力結(jié)構(gòu)升級,,打造出“更強(qiáng)壯”的中國星,;新一代國產(chǎn)高精度銣原子鐘和新型導(dǎo)航信號在北斗三號衛(wèi)星上的成功應(yīng)用,頻率穩(wěn)定度和信號質(zhì)量較北斗二號區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)大幅提高,,推動(dòng)導(dǎo)航水平達(dá)到“米級精度”,。
同時(shí),立足中國航天系統(tǒng)工程管理理念,,研究院開創(chuàng)了導(dǎo)航組網(wǎng)衛(wèi)星研發(fā)管理新模式,,實(shí)現(xiàn)了“一支隊(duì)伍,多個(gè)任務(wù),,協(xié)調(diào)統(tǒng)一”項(xiàng)目群管理的技術(shù)和方法全面創(chuàng)新,,堅(jiān)持“思想上有凝聚力,管理上有創(chuàng)新力,,行動(dòng)上有執(zhí)行力”,,最早形成并實(shí)踐了中國航天產(chǎn)品工程的理論和方法,建立健全了可持續(xù)發(fā)展的導(dǎo)航衛(wèi)星研究與管理體系,,樹立了我國宇航產(chǎn)品工程管理的典范,,有力托舉了北斗導(dǎo)航衛(wèi)星組批生產(chǎn)和密集發(fā)射。
中國星:自主可控,,擔(dān)當(dāng),!
作為響當(dāng)當(dāng)?shù)膰仄鳎倍啡柍浞掷^承了兩代“前輩”的拳拳愛國心,,在技術(shù)上做到了自主可控,。“在北斗三號前期論證中,,我們就明確提出元器件和器部件國產(chǎn)化自主可控的目標(biāo),,科學(xué)制定實(shí)施方案,全力以赴抓落實(shí)”,,北斗三號工程副總設(shè)計(jì)師,、衛(wèi)星首席總設(shè)計(jì)師謝軍說:“從長遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展來看,,必須堅(jiān)定地走國產(chǎn)化的道路,做到核心在手”,。北斗三號在“前輩們”國產(chǎn)化的基礎(chǔ)上,,又實(shí)現(xiàn)了長足進(jìn)步。目前北斗三號衛(wèi)星上所有使用的部件,,全部實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化,。“關(guān)鍵技術(shù),、核心技術(shù)掌握在自己手中,,最重要的是我們要有這方面的決心和意志!”中國空間技術(shù)研究院北斗三號衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師王平斬釘截鐵地說,。為此,,研究院北斗研制團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了進(jìn)度、質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)等極大的壓力,,付出了艱辛的努力,。為了確保新技術(shù)和國產(chǎn)設(shè)備的可靠性,團(tuán)隊(duì)用了超過一般衛(wèi)星3倍多的時(shí)間反復(fù)驗(yàn)證,、測試,、迭代。研究院甚至?xí)鲃?dòng)幫助生產(chǎn)廠家改進(jìn)技術(shù)和管理流程,,毫無保留地傳授經(jīng)驗(yàn),。王平坦言,“我們不斷地在風(fēng)險(xiǎn),、質(zhì)量等各種因素之間權(quán)衡,、決策,但即便是在最艱難的時(shí)候,,也從未動(dòng)搖過國產(chǎn)化的信心和決心,,因?yàn)橐蛟焓澜缫涣鞴こ獭?shí)現(xiàn)航天強(qiáng)國夢,,離不開國產(chǎn)化”,。
讓人欣喜的是,在北斗衛(wèi)星工程的牽引和培育下,,國產(chǎn)化元器件眾多的生產(chǎn)廠家不斷提升技術(shù)能力和工藝水平,,全面支撐了工程需求,形成了全國大協(xié)作的良好局面,?!氨倍坊A(chǔ)產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)歷史性跨越,國產(chǎn)北斗芯片實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用,,總體性能達(dá)到甚至優(yōu)于國際同類產(chǎn)品”,,中國空間技術(shù)研究院北斗三號衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師陳忠貴評價(jià)道。國產(chǎn)化作為北斗系統(tǒng)工程的一個(gè)重要縮影,,對我國基礎(chǔ)工業(yè)有極大的推動(dòng)和牽引作用,,同時(shí),國家工業(yè)基礎(chǔ)的進(jìn)步也保證了北斗工程的發(fā)展,,兩者互相促進(jìn),,充分展現(xiàn)了我國的綜合實(shí)力和創(chuàng)新能力。此外,,研究院通過北斗系統(tǒng)的研發(fā)工作直接促進(jìn)了應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈的形成,,已成為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)的“助推器”和“倍增器”,。
航天報(bào)國心,,北斗導(dǎo)航情。目前,,北斗三號系統(tǒng)某些關(guān)鍵指標(biāo)已優(yōu)于國際其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),,中國空間技術(shù)研究院正在持續(xù)提升北斗三號連續(xù)性、穩(wěn)定性和可用性,,堅(jiān)決保證服務(wù)不間斷,。面對全面建成全球?qū)Ш较到y(tǒng)的目標(biāo),研究院承擔(dān)著更加艱巨的任務(wù),。面向未來衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展,,研究院發(fā)揚(yáng)“自主創(chuàng)新、團(tuán)結(jié)協(xié)作,、攻堅(jiān)克難,、追求卓越”的北斗精神,開展了一系列衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域核心技術(shù)論證,,為“更加泛在,、更加融合、更加智能”的國家時(shí)空體系建立提供了重要支撐,,為未來衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展謀篇布局,,貢獻(xiàn)更多的研究院方案和中國智慧。