北鬥閃耀,澤沐八方(fāng)。2020年6月23日,我國在(zài)西昌衛星發射中心成功發(fā)射第55顆北鬥導航(háng)衛(wèi)星,標誌著我(wǒ)國建成了獨立自主、開放兼(jiān)容的全球(qiú)衛星導航係統。衛(wèi)星裝載(zǎi)有航天科工二院二〇三所研製的氫原子鍾,該原子鍾的優良性能進一步增強了(le)北鬥衛星導航係統的定位精度和自主運行能力(lì)。
習(xí)近平總書記在北鬥三號(hào)全球衛星導航係統建成暨開通儀式(shì)上指出:“26年來,參與北鬥係統研製建設的全體人員迎難而上、敢打硬仗、接續奮鬥,發揚‘兩彈一星’精(jīng)神,培(péi)育了新時代北鬥精神。” 二〇三所的原子(zǐ)鍾研(yán)製團隊就是這(zhè)樣一支踐行新時代北鬥精神的團隊,四十(shí)餘年間,他(tā)們接續奮鬥,砥礪奮(fèn)進,先後攻克多項關(guān)鍵技術,創造了在軌原子鍾100%穩定(dìng)運行(háng)的傲人成績,走(zǒu)出了一條(tiáo)自主(zhǔ)創新的(de)發展道路。
起步(bù),實現零的突破
原子鍾為衛星導航係統(tǒng)提供高穩定的時間頻(pín)率基準信號,被譽為衛星導航(háng)係(xì)統(tǒng)的“心髒(zāng)”,決定著導航係統的導航定位、測速及授時精度。原子鍾的工作原理(lǐ)涉及量子物理、電學、機械和熱力學等多個學科,各項技術指標要求相當嚴苛。我國原子鍾技術基(jī)礎非常薄弱,星載原子鍾產品曾完全依賴進口。在北鬥二代導航係統中,原子鍾屬於研製難度最大的產品之一,被譽為“可歌可泣”的產品。
二〇三所從二十世紀80年代就開始進行原子鍾(zhōng)技術探索研(yán)究,是國內“老牌”的(de)原子頻標研製單位。老一(yī)代原子鍾人艱苦奮鬥,無私奉獻,與國內高校、科研單位合作開(kāi)展原子頻標課題研究工作,掌握了研製原子(zǐ)頻標的多項關鍵技術,鍛煉(liàn)培養出一支技術精湛、作風嚴謹的科研隊伍,多(duō)項(xiàng)課題獲部級科(kē)技進步獎。“外(wài)國人能做到的,我們也一定能做到”,正是(shì)這個信念支撐著科研團隊在自主研發的道路上(shàng)一路披荊(jīng)斬(zhǎn)棘。
進入新世紀,我國導航衛星有八大關(guān)鍵技術亟需突破,星載原子鍾技術就是其中之一。在前輩的“傳幫(bāng)帶”下,一批剛剛踏出校門的大學生投(tóu)身航天事業,投身於星載原子(zǐ)鍾的研(yán)製工作中。
當(dāng)時國內有幾家單(dān)位同步開展星載原子(zǐ)鍾研製工作,銣鍾團隊的老郭回憶:“各(gè)家都(dōu)憋著一股勁,生怕(pà)掉隊,我們也下(xià)決(jué)心(xīn),一定要把203所的(de)鍾做到最好。”
做鍾要靜得下心,耐得(dé)住寂寞。調試原子鍾(zhōng)需要耗費大量時間,僅調試日(rì)穩定度(dù)這一項,“每調一改錐”就要等上15天才能看出效果。
在階(jiē)段性測試驗收節點(diǎn)前,團隊核心成員三天三夜沒合眼,反複調整、測(cè)試、修(xiū)改,手裏的活兒(ér)一直不停。“那(nà)種眼皮如(rú)同墜鉛(qiān)的感覺記憶猶(yóu)新,都(dōu)不知道當時是怎麽撐(chēng)過來的。”五室王主任感慨。
經(jīng)過反複摸索、仿真、驗證(zhèng)、調試,團隊終(zhōng)於研(yán)製成功我國第一台符合要求的星載原子鍾。團隊研製的銣鍾隨(suí)我國北鬥導航衛星(xīng)發射升空的那一天是(shì)團隊成員永遠銘記的時刻,這是國內自主(zhǔ)研製銣鍾的首次搭載發射。“中國人終於有了自己的原子鍾!”
團隊的每一名成員(yuán)都(dōu)流下了激動的淚(lèi)水。
上星,大塊頭要“瘦身”
氫原子鍾具有優(yōu)良的中短期頻率穩(wěn)定(dìng)度,但(dàn)體積大(dà)質量(liàng)重,要上星,氫鍾必須“瘦(shòu)身(shēn)”。203所生產的氫鍾已經(jīng)在其他(tā)行業落地(dì)應用,但星載氫鍾相對地麵鍾而言,性能指標要求更高,使用的環境也更苛(kē)刻,總體設計、產品的可靠性、熱設計、抗輻射、環境適應性、壽命等各全麵都要通盤考慮考慮。
“向國際一流看齊”,研製團隊來不及慶祝勝利,就又踏上(shàng)了(le)氫原(yuán)子鍾研製的(de)新征(zhēng)途(tú)。
北(běi)鬥導航係統總(zǒng)師孫家棟院(yuàn)士(shì)曾親(qīn)自到二〇三所指導星載氫鍾驗收。孫老(lǎo)總的到來,使項目團隊備受鼓舞,更感到了(le)無(wú)形的壓力。 “這是個熬(áo)人的工作。”氫原子鍾技術專業李副總師說,他經常(cháng)和團隊成員(yuán)連夜調試數據,測試間的幾張(zhāng)行軍床就(jiù)是給他們準備(bèi)的,李副總師開(kāi)玩笑:“當時都不敢生病。”
“有時在(zài)夢裏都在聯調”,李副總師回憶,好幾次夢裏得解,睡醒(xǐng)後趕緊翻身下(xià)床,按照夢中的步驟付(fù)諸實踐,還(hái)真的奏效。從分階段開(kāi)展(zhǎn)研製工作,到鑒定(dìng)件實驗,到整(zhěng)鍾重要指標突破,再到正樣研製(zhì),經過重重考核,最終,203所實現關鍵技術、工藝自主化,成功實現氫鍾減(jiǎn)重。
2015年9月30日,203所研製的(de)星載氫原子鍾發射升空,實現了二〇三所首台氫(qīng)鍾上天。通過近2年的在軌性能驗證,星載氫鍾實現了跨越式發展(zhǎn)。
成功,矢誌不(bú)渝“中國心(xīn)”
在北鬥三號係統3顆傾斜地球同(tóng)步軌(guǐ)道衛星全部發射(shè)成功之際,中國衛星導航係統管理辦公室主任冉承其到(dào)清(qīng)華(huá)演講,並帶去了二(èr)院203所研製的一(yī)台銣(rú)鍾。
冉主任舉起(qǐ)銣鍾,對台下(xià)的清華(huá)學子說:“我們下定決心,從零起步,舉全國(guó)之力,矢誌攻關,成功實現了原子鍾國產化,精度達到了世界(jiè)先進水平。”北鬥三號(hào)係統工程啟動後,二院203所自(zì)主研發了高精度和甚高精度兩代星載銣原子鍾和星載氫原子鍾,完全滿足北鬥三號(hào)的應用需求。
“時至今日,經過大量衛星在軌運行狀態的(de)檢驗測試,可以說,國(guó)產的原子鍾已經達到國際先進水平。”北鬥(dòu)係統工程副(fù)總設計(jì)師、北鬥三號工程衛星係統總師謝軍曾這(zhè)樣評價。
從上世紀開展原子鍾研(yán)究,到(dào)2020年北鬥三號組網成功,無論科研攻關曆程處於順境還是逆境,203所曆(lì)任所(suǒ)領(lǐng)導班子對研製工作都給予了鼎力支持;老一代技術專家默默(mò)奉獻、甘為人(rén)梯,為原子鍾事業打下堅實基礎;前赴(fù)後繼的年輕人勇挑重擔,接過前輩手中的火炬,把它燃燒得更加光明燦爛……203所曆經幾代人的傳承,最終實現了中國星、中(zhōng)國“心”的目標。
“我們幹航天就是為了國家榮譽。”王主任總結,同事們都曾經有機會選擇薪資更高的工作,但責任感使他們留下來,所謂幹一(yī)行就盡職盡責,團隊成(chéng)員互相鼓勵(lì),共同為航天事業貢獻力量。“203所的原子鍾技術還將應(yīng)用於低軌互聯網星座、遙感衛星,從北鬥產品延(yán)伸出新應用,適應更複雜多樣的環境(jìng)。”王主任介紹。
在203所,“科技強軍 航天報國”八個熠熠生輝的大字鐫刻在(zài)大門的牆壁上,更深深烙印在每個人心中。二院(yuàn)203所(suǒ)原子鍾團隊用過往四十餘載的(de)實際行(háng)動,為新時代北鬥(dòu)精神寫下最好的(de)注腳。在(zài)這裏,他們的事業還在傳承,他們的夢想還在繼續,必將為(wéi)打造更強(qiáng)的中國“心”發揮更大力量(liàng)。
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