北斗設計謝軍16年送出43顆星

謝軍身上透著股「前浪」的淡定勁兒,不疾不徐地接受采訪,雲淡風輕地回憶自己的航天夢,羞赧地回應被視爲新晋「偶像」這件和《環球人物》記者聊著聊著,辦公區的廣播休操時間到了,廣播聲傳來,他還提醒,是不是暫停一下采訪,耐心等這一段過去。

北斗三號「收官之戰」圓滿落幕,這項令舉國振奮的科技巨制,在眼前這位說話慢悠悠的長者面前,在他這間沒有半點科技感的辦公室裏,突然接地氣了很多。

2020年7月31日上午,北斗三號收官之星成功發射一個多月後,北斗三號全球衛星導航系統建成暨開通儀式在人民大會堂舉行。中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平宣布:「北斗三號全球衛星導航系統正式開通!」

深邃夜空,鬥轉星移。從2000年10月北斗一號第一顆試驗衛星成功發射,到今年6月23日北斗三號最後一顆全球組網衛星升空,20年來,44次發射,中國先後將4顆北斗試驗衛星,55顆北斗二號、三號組網衛星送入太空,開啓了中國「星網」導航全球的時代。

作爲北斗二號衛星總設計師,北斗三號工程副總設計師、衛星首席總設計師,謝軍參與北斗項目的16年間,經手的衛星多達43顆。手心手背都是肉,沒有哪一顆讓他「省心」過。

「即使順利上天了,要操心的事兒還是很多。」說起衛星,謝軍完全一副慈父模樣。

星箭分離之後,太陽翼展開,衛星入軌變軌,然後回傳信號,就算這套流程都順利通關,衛星在天上還有10到12年的工作壽命,這期間稍有差池,就是麻煩事兒,解決起來也比在地面上難多了。

在謝軍心裏,培育衛星就像養孩子,從生、養、育,到讀書、成家、立業,孩子走多遠,老父親都少不了牽掛。「唯一不同的是,孩子離家了還能常回來看看,衛星的屬性決定,它們一走就不會再回來,聯繫就只能通過無綫電信號。」

「最後一棒」不容許有意外

6月23日北斗三號收官之戰的成功,來之不易。倒不是因爲它的技術難度。北斗三號共計30顆衛星,包括24顆地球中圓軌道(MEO)衛星、3顆傾斜地球同步軌道(IGSO)衛星、3顆地球靜止軌道(GEO)衛星。收官的這顆是GEO衛星,屬於功能最複雜的一種,但因爲之前已經成功發射過兩顆,所以技術不是問題。

大家對收官之星滿滿的期待,才更是一種壓力。中國人講究圓圓滿滿,前幾次都成功了,絕不能在最後一棒上出意外。

而技術成熟遠不是成功的保障。航天界流行的一句話——一次成功不代表次次成功,別人的成功不代表你能成功。謝軍的解讀更爲苛刻,他說:「成功是差一點的失敗,失敗是差一點的成功。有人常說,‘差一點我就成功’,但差一點也不行。」

「差一點的成功」在上半年密集出現。3月16日,新一代運載火箭長征七號甲首飛失利;4月9日,長征三號乙發射印尼PALAPA-N1通信衛星失利。

別人的産品出了問題,謝軍就舉一反三地「糾察」自己的。他們有一套相當嚴格的核查機制——「四查兩想」,即四次複查,加上對過去的回想和對下一步的預想。一套流程下來,基本能堵住所有可能出現的紕漏。

可即使再嚴格,需要緊急堵漏洞的時刻,謝軍這些年也沒少經歷。

2007年4月北斗二號首顆衛星的發射,是謝軍的「北斗史」上最驚心動魄的一次。當時的衛星擔負了兩項任務,一是由北斗一號有源定位到北斗二號無源導航的技術跨越,是一次全新嘗試;另外,在2000年我們已經向國際電聯申請了北斗二號在太空的導航信號頻段和軌道,也就是提前占好了一個「坑」,却遲遲沒有衛星發射上去,「坑位」有效期就保留到2007年4月17日。

匆忙上馬的衛星果然出了問題。

衛星已經跟火箭對接,被送上了發射塔架,進入按天倒計時階段。箭在弦上之時,衛星上的應答機突然出現了問題,這意味著上天後的衛星可能面臨「失聯」的風險。所有的搶救工作都是在高空塔架上完成的,工作人員將衛星整個拆開、檢查、重裝,就像醫生踩在鋼絲繩上做手術。檢修工作日夜不停,最終這顆衛星在4月14日成功發射,兩天後發出信號時,距離最後的有效期限只剩不到半天時間。「風險太大,這樣的情況在整個中國航天史上也不常見。」提起那次經歷,謝軍還有些激動。

還有一次,謝軍在接收供應商産品時,發現一台非常重要的星上設備出現了1納秒的不正常跳動。1納秒是什麽概念?1納秒是10的負9次方秒,假如一個時鐘每天變化1納秒,300萬年之後才會累積變化1秒。聽起來微不足道,但對於高精度的衛星導航系統來說,是致命的。「這一納秒的誤差,在回傳信號時,可能被放大一倍,導致原本10米的定位精度變成20米,使整個系統的服務大打折扣。」沒有商量的餘地,謝軍果斷打回重做。

「幹航天,質量是要命的事兒。」這樣的例子謝軍隨口能舉出四五個,正是這樣的「錘打」,讓航天人對「質量」執念很深,「非常不願意碰到有質還問題,但是每一次出問題,都感覺還是工作沒做到位。」

今年北斗收官之星經歷的波折也不小。首先需要在符合疫情防控要求前提下調撥人員到西昌發射中心。其次,在6月16日因爲搭載衛星的運載火箭出現問題導致延遲發射,也讓好事多磨了一次。

火箭在重新檢測的過程中,身在西昌發射中心待命的謝軍也沒有坐等,繼續重檢衛星。就像考生只要沒上考場,總感覺沒有準備充分。僅僅一個星期之後,經過檢修的火箭,搭載著北斗三號的收官之星,順利升空,完成北斗三號的全面組網工程。

「安利」北斗需要奇思妙想

大衆對北斗的最初印象,可能源於2008年汶川地震。當時的新聞報道中,第一次提到北斗導航系統如何幫助失去信號的震區開展搜尋工作。

但在謝軍看來,汶川出手只能算北斗的一次非正式見面,真正讓北斗「名正言順」走向前臺的日子,他終生難忘——2012年12月27日,也就是國務院新聞辦公室召開第一次北斗衛星導航區域系統建成新聞發布會的日子。

這次對北斗的「公開正名」,讓謝軍的自豪和振奮之情溢於言表。不過,這是榮耀也是壓力,「公開宣布相當於對公衆許下了承諾,我們下一步只能走得比這一步更好更穩。」

北斗之名,橫空出世,背後是一段恢宏磅礴的「中國星座」建造史。

全球衛星導航系統被窗爲「人類在太空中的眼睛」,誰擁有了這雙「眼睛」,就能更準確地看清這個世界以及自己的位置。上世紀90年代,美國GPS導航系統24顆星就已全部部署完成,同時俄羅斯的格洛納斯、歐洲的伽利略系統也投入運營。

1993年,中國商船「銀河號」在公海航行的過程中,GPS信號無故被中斷,導致擱淺了近3周。這讓中國人意識到,作爲航天大國,必須要有自己安全獨立的時頻基準系統,一定要把衛星導航系統搞上去。

說搞就搞,第二年,北斗一號系統就正式啓動建設。

從北斗一號數年研製1顆星,到北斗二號3年研製15顆星,再到北斗三號1年發射18顆星,「一顆星」變「滿天星」,北斗的「問天」之路堪稱神速。

北斗閃耀,澤沐八方。

面對階段性的勝利,謝軍絲毫不敢鬆勁兒。除了要對在軌衛星進行定期檢修,繼續備用星的研製和發射之外,謝軍現在的一個新身份是一推銷員。

中國的北斗,相對於國外的幾個衛星導航系統,有許多獨特之處。除了擁有一般衛星導航系統的導航定位和授時服務之外,北斗還具備短報文、通信位置報告、星基增强等功能。爲了物盡其用,謝軍希望更多的企業用戶可以認識北斗、體驗北斗。

接受《環球人物》記者采訪時,只要一說到應用層面,謝軍就抓住一切機會「安利」北斗。

「北斗的應用需要想像力,比如小學生的定位手錶、寵物的軌迹巡查,還有現在70%的國産智能手機都裝載了北斗導航信號的接收和處理芯片。我剛知道共享單車的電子圍欄用上了北斗,也是一個奇思妙想。」

2020年的北斗格外活躍,疫情中火神山、雷神山醫院的修建,源於北斗爲複雜地形地貌實現高精度定位、精確標繪;5月,中國登山健兒再登珠穆朗瑪峰峰頂,同樣以北斗數據爲主;在工業互聯網、物聯網、車聯網等新興領域,北斗沒有一樣缺席。

用謝軍的話說,衛星離你雖然很遠,但是實際上跟空氣一樣,無形中人們就已經離不開它了。

沒有時間「仰望星空」

從事航天事業37年,謝軍一直說,是自己趕上了中國航天事業高速發展的快車,所以這一路才走得特別順。

1982年,畢業於中國國防科技大學電子技術系雷達專業的謝軍,入職中國航天科技集團五院(簡稱五院)504研究所。在那裏,他從鑽研天綫的天綫設計師做起,逐漸走入數字信號、通信衛星領域。

2003年9月,兩個來自北京的電話改變了謝軍的人生。打第一個電話的是時任五院院長袁家軍。他對謝軍說:「院裏決定調你擔任北斗二號的技術總師。」

時任504所所長的謝軍知道這份工作的重要性,還有些猶豫。幾天後,謝軍的老領導、五院常務副院長兼北斗二號總指揮李袓洪的電話來了:「你別猶豫,現在北斗二號的任務很緊迫,難度很大,趕緊來。」

當年12月,北斗二號項目成立,謝軍走馬上任,開啓了與北斗的16年之緣。

現在說起來,他形容自己仿佛是「掉到一個坑裏了」,北斗二號完結,還有三號,三號以後可能還有更多任務等著他。漫天星海,無窮盡也。

航天事業既嚴謹又浪漫。探月的工程叫「嫦娥」,爲人類導航定位的命名「北斗」,探測火星的又援引屈原的詩句稱之爲「天問」……每一個名字都是隔著漫漫的歲月而來,有著只手摘星辰的豪情。

而航天人的這份浪漫可能僅限於工作中。一頭扎進衛星的星海,謝軍就開啓了他的「996」模式。他基本不坐單位的班車,因爲就沒有按時下班的時候。

他常跟單位的年輕人說,「埋頭苦幹的同時,別忘了抬頭仰望一下星空」,但也只嘴上說說,自己很少有機會抬頭。

有段時間,他跟妻子約定,每個周末選北京一個沒去過的公園遛一圈,結果沒堅持幾個回合,他就投降了,原因是「犯懶」。

航天工作的高强度和高集中性,讓謝軍珍惜點滴可以油身的時間,「在我們這種工作氛圍裏,不由自主就會對生活犯懶,能歇一會的時候,還是窩在家裏舒服。」每天工作之餘,癱在沙發上看看「騙人」的老套電視劇,修剪一下花花草草,這就是他最放鬆的時刻。

謝軍多年來一直有個去雲南瀘沾湖走一趟的心願,因爲聽說那裏的水像天一樣澄澈,至今這個心願也沒實現,他就敷衍著一句「去不了瀘沽湖,去別的湖也行罷」。

就這樣,他推著北斗大步向前,又被生活在背後推著走。在衛星的世界,他嚴苛慎行,在自己的世界,他「得過且過」。

謝軍說,這麽多年感到最無力的時候,就是「時間緊任務重,但又一丁點都不能降低要求」,這是一個矛盾。在出現疑難問題時,我們是停下來打亂既定日程,還是帶著風險往前走,這也是一個矛盾。衛星升天,沒有萬事大吉,反而可能是另一個麻煩的開啓,亦爲一個矛盾。

燦爛星空,北斗閃耀。衛星的終點是浪漫瓊宇,謝軍的終點又是起點。

(陳佳莉、范雨瑩/文)