我（wǒ）們的“中（zhōng）國心（xīn）”為世界時間定位

——航天科工二院203所北鬥導航星載原子鍾研製發展記

　　中國航天事業經過60多年的發展，取得了輝煌的成就，而在世界航天大國的篇章中，一定會有那麽一小段記錄下為（wéi）我（wǒ）國北鬥衛星導航事業（yè）研製星載原子鍾的故（gù）事。探索浩瀚宇宙的路將（jiāng）永無止（zhǐ）境。今後，航天科工二院203所奮鬥的（de）腳步（bù）不會停止，將研製更（gèng）加精準的原子鍾，向更高科技高峰邁進。北鬥在高高的太空中遨遊，地上的原子鍾人（rén）卻很少有時間抬頭去（qù）仰望星空，他們（men）的驕傲都在身旁——低頭躬身於（yú）眼前的（de）美麗原子鍾。不久的將來，北鬥導航係統建立完畢後，每個（gè）國人將會切身感（gǎn）受到祖國的強大。

技術人員在測試

　　在（zài）2017年1月8日舉行的2016年度國家科學技術獎勵大會上，北鬥二號衛星工程榮獲2016年國家科技進步特等獎，中國（guó）航天科工二（èr）院203所作為北鬥二號衛星工程核心（xīn）載荷產品——星載原子鍾的配（pèi）套單位，研製的高精度原子鍾已達到（dào）了世界一流水平，實現了關鍵技術自主可控打破國外壟斷，成為本次國家（jiā）科技進步獎特等獎獲獎單位之一。

　　作為國內唯一一家同時研製氫（qīng）、銣、銫三種傳統原子鍾的單（dān）位，203所原子（zǐ）鍾團隊用16年的堅守與執著，在科技前沿取得了（le）重大突破。該所研製的（de）星載原子鍾已廣（guǎng）泛應用於北鬥導航係統, 截止目前，這個團隊已經順利交付多台星載原子鍾產品,裝載於北鬥導航衛星中。隨著一次次原子鍾搭載發射的（de）成功，標誌（zhì）著我國已經完全掌握了星（xīng）載原子鍾的研製技術，完全擺脫了國外導航原子鍾的束縛，也標誌（zhì）著我（wǒ）國已經成為完全自主建立導航定位係統的國家。

擁有信念，超越自我，承載著（zhe）國家重大任務的使（shǐ）命和擔當

　　原子鍾是北鬥衛星導航（háng）定位（wèi）係（xì）統的心髒，其為衛星係統提供高穩定的時間頻率基準信號，決定了導航係統的導航定位、測速及授時的精度，是一個國家能（néng）否具備獨立發展導航係（xì）統能力的（de）核心技術之（zhī）一。

　　原子鍾是利用“磁共振”技術鎖定的超精細能級躍遷頻率來實現基準頻率輸出的，其工作原理涉及量子力學、電學、熱學以及光學等學科，指標要求相當苛刻，在航天係統中屬（shǔ）於（yú）研製難度最大的（de）產品之一，向來受到（dào）“特殊（shū）關照”，被北鬥導航衛星總師稱之為“可歌可（kě）泣”的產（chǎn）品。

　　從北鬥導航係統工程研製開始，203所作為傳統的原子鍾研製單位就瞄準國際一流的高性能高可靠的星載銣原子（zǐ）鍾（zhōng）。李春景作為北（běi）鬥二代導航衛星高精度星載銣原子鍾研發課題的負責人，也是整個團隊中的靈（líng）魂人物，這（zhè）個已經在（zài）原子鍾戰線上奮戰了14個（gè）年頭瘦瘦的“大個子”一談起北鬥銣鍾，他的話（huà）匣子就打開了（le）：“要搞全球導航，首要條件就（jiù）是要有原（yuán）子鍾！原子鍾產品隻有自己幹一條（tiáo）路可走（zǒu）！所以從一開始（shǐ）原子鍾的自主研發就成了北鬥係（xì）統總師關注的焦點。” 

　　攻（gōng）關難度大，挑戰異常艱巨，特（tè）別是在仿真和設計能力上，前進的道路困難重重。為了達到技術指標，203所原子鍾團隊從立項之初，項目團隊帶著必（bì）勝的信念，帶著敢於擔（dān）當和攻堅克難的勇氣（qì），反（fǎn）複（fù）摸索進行方案論證、技術攻關、試驗驗證，一（yī）路上困難重重，總體方案和電路（lù）一再調整優化（huà）。他（tā）們展開頭腦風暴，開拓創新，通過不斷技術創新和改進優化，實（shí）現了整機高信噪比信號的輸出，實現（xiàn）了微波信號低噪聲、高穩定性，達（dá）到了銣鍾輕量化、小型化指標要（yào）求，並使得產品壽命大大提高，滿足十幾年的使用壽（shòu）命要求……

　　一項項（xiàng）關鍵（jiàn）技術攻關、一個個技術創新，終（zhōng）於研發出了我國第一台（tái）符合要求的星載原子鍾，擁有自主可（kě）控技術的星載（zǎi）銣原子鍾並實現在軌工作，中國人終於有了自己的星載原子鍾！

　　相比銣原子鍾，星載氫原子鍾（zhōng）是一個難（nán）度更大的產品，因為它的結（jié）構和原理更複雜，但是氫原子鍾在重要技（jì）術指（zhǐ）標，如頻率穩定（dìng）度、頻率準確度及日漂移率等方麵具（jù）有明顯優勢，可（kě）使北鬥導航係統實現更高的定位精度、全球覆蓋及較長的自主導航能力，顯著降低北鬥導航係統全球應用時的校時壓力，是其可與世界其它三大導航係統相媲美的必要條件。星載氫鍾負責人李晶是被年輕同誌笑稱為（wéi）氫鍾研製的“鼻祖”，他在（zài）技術上（shàng）較真且追求完（wán）美，正是他這種對技術永無止境的追求才研（yán）製出與國外媲美（měi）的高（gāo）性能（néng）高可靠（kào）的（de）星載氫鍾。從星（xīng）載被動氫鍾（zhōng）關鍵技術攻關、電性件研製、鑒定件直到正（zhèng）樣的定型，他帶領項目團隊用了近十年的時間，相繼解決了一（yī）係（xì）列技術難題；溫控係統的（de）參數優化，電磁兼容性的（de）改善，使星載氫鍾長期頻率穩定度大幅提（tí）高，增強了整機（jī）的環境（jìng）適應性。最終攻（gōng）克了包（bāo）括指標優化，整機小型（xíng）化（huà）、輕量化（huà）技術研究，空（kōng）間環境適（shì）應性、可（kě）靠性（xìng）與長壽命技術研究等關鍵技術難題。2015年9月30日7點13分，星載氫原子鍾跟隨北鬥二代二（èr）期試驗（yàn）衛星在（zài）西昌衛星發射中心成功發射，成為中國北鬥導航衛星發展史上一個新的裏程碑。

　　目前，203所研製的星載氫鍾在（zài）技術性（xìng）能及（jí）可靠性上均達到（dào）國際同類產品水平，將首次大規模正式應用於北鬥導航工（gōng）程，為北鬥三（sān）號新一代導航衛星的高性能、長壽（shòu）命要求提供了有力保障。 

集智攻關，攻堅克難，大幅度（dù）提升北鬥導航性能指標

 　　2012年，203所研製的（de）高精（jīng）度（dù）銣原子鍾已達到了世界（jiè）一流水平！但為了提高北鬥導航定位精度和實現導航係統的長期自主運行能力（lì），2015年，國（guó）內首台星載氫原子鍾（zhōng）順利交（jiāo）付（fù）衛星總（zǒng）體並隨衛星成功上天且在軌運行正常，可使北鬥係統的導航定位性能（néng）能力大幅提升，是我（wǒ）國（guó）星載原子（zǐ）鍾領域和導航領域的又一個（gè）裏程（chéng）碑！

　　“銣原子鍾在軌運行過程中會受（shòu）到衛星軌道環境溫度波動影響，將會直接影（yǐng）響導航係統定位精（jīng）度所以要（yào）讓原子鍾對溫（wēn）度變化（huà）的敏感度降低。”“要控溫，研發人員必須了解鍾的全部特性，摸（mō）清它的‘脾氣’。”目前的銣鍾項目負責人楊同敏如是說。到整機調試階段，需（xū）要有足夠經驗的設計師親自（zì）“操刀”調試。

　　與（yǔ）生產（chǎn）其他電子產品不同，比如生產手機（jī），有（yǒu）調試工人，按照工藝文件調（diào）試就可以了。銣原子鍾調試則還需要工作人員掌握原子鍾電路（lù）和物理係統的脾氣， 知道怎麽綜合調整才能造（zào）出最好的銣原子鍾，調試過程中從電子信（xìn）號中看到物理本質，設（shè）計師掌握的技術細節越多，產品（pǐn）質量越好。到目前為止，星載銣（rú）原子鍾每台鍾都要從每（měi）個參數開始（shǐ）精細調試，尤其是真空環境下的調試（shì），原子鍾一旦上天，加（jiā）電運行就（jiù）直到它“壽終”，要求必須絕對（duì）可靠。原子鍾比瑞士的鍾表更加精細，原子鍾是當之無愧的高科技含量的工藝精品，需要具有工匠精神（shén）的工程師精心打造。”李春景如是說。

日夜兼程、刻苦攻（gōng）關、奮戰在研製原（yuán）子鍾戰場上

　　星載原子鍾，這個從開始立項就（jiù）瞄準了打破國外壟斷、步入世界（jiè）前列的重點任務，無論是誰剛接（jiē）手時都（dōu）會有（yǒu）些撓頭。麵對研製中織亂如麻的問題，團隊成員雖說早有心理準備，但還是沒有預料到攻關居然會如此艱難，很多難（nán）題以前從未遇到，沒有經驗可（kě）借（jiè）鑒（jiàn）。

　　理頭緒，做實驗，數不清多少個寄予期（qī）望的開頭，也記不住多少個沒（méi）有結果的（de）結（jié）尾，產品交（jiāo）付進度（dù）節點必須保證， 日夜兼程的調試，大家（jiā）就像上了發條的（de）鍾一樣不知疲憊（bèi）。銣鍾項目負責人李春景對自己團隊的經（jīng）曆如數家珍：“為了（le）搞定技術難題，團隊白天黑（hēi）夜連軸（zhóu）轉進行實驗、驗證（zhèng）；環境（jìng）試驗時，團隊成員多班倒，進行日夜守護和記錄（lù）數據。大家都有過這樣的神（shén）奇經曆，做夢經常會夢到（dào）原子鍾聯調的情景：如何接線、如何搭電（diàn）路（lù），甚至示波器上如何（hé）顯示，如同真實的工作場景一般。有時，技術人員一覺醒來，立馬翻身下了行軍床，趕緊將夢中的情境付諸現實，困擾多日的問題（tí）終於解決（jué）了。李（lǐ）春景說道，對於我這個在學校都坐（zuò）不住凳子的人，能這樣玩命專注地幹一件工作，我自己都是難以想像的（de）。

氫鍾測試

篤誌大我，舍棄小我，鐫刻著原（yuán）子鍾人的堅毅和無悔

　　國產原子鍾取得的成績是令人矚目的，榮譽背（bèi）後，203所原子鍾人（rén）的一腔堅毅和無悔，無私奉獻和持之以恒（héng），閃耀出一道又一道感動的光（guāng）芒。

　　為了保證工作時間，李春景從剛剛入住的寬敞明亮北五環外（wài）的霍營新家，搬到了（le）單位附近28平（píng）米的筒子樓。他安（ān）撫好妻（qī）子的強烈反對，帶著尚未入托的孩子，李春景自己倒是自我感覺良好，坦然說道：“反正我（wǒ）經常加班，28平米夠她們娘倆住的了。”小春景入了托，開始懂事了，看著不（bú）少小朋友經常是爸爸接送，爸（bà）爸陪玩，他終於忍不住向幼兒園老師告自己爸爸的狀。當小春景（jǐng）哭訴的內容（róng）傳到李春景耳中的時候（hòu），這個“不負責任”的爸爸眼角不禁有些濕潤。“兒子，等我們的銣原子鍾（zhōng）性能完全超越國外產（chǎn）品，我一定帶你好好出去玩！”

　　作為加班狂人的李晶，節假日的多數時間，他的（de）身影總會在辦公室和調試間出現，十多年如（rú）一日。李晶經常和大家開玩笑說：“現在我都不敢生病，即（jí）便生了病也不（bú）敢請（qǐng）假（jiǎ）。”的確，休假對李晶來說真的是一件挺（tǐng）奢（shē）侈的事，因為氫原子鍾馬上要上星，北鬥導航係統需要他。妻子臨產前，李晶和平日一樣，上班前向妻（qī）子扔下一句（jù）“晚上不回來吃飯了，自己湊（còu）合吃點，如果有（yǒu）情況就給我打電話”，就匆匆趕到單位。孰不知妻（qī）子當天身體就不太舒服，特別希望李晶（jīng）能多陪陪她，委屈的一（yī）天沒吃飯，眼淚還（hái）是沒忍住流了出來。等李晶再次回（huí）到家裏，看著昨日桌上一點沒少的（de）飯菜，心中心疼不已，好（hǎo）一頓（dùn）安慰勸解才使得妻子破涕為笑。

　　銣鍾項目負責人楊同敏，也是蠻拚的（de）。為了加班方便，楊（yáng）同敏一家三口從長陽新房搬到了單位附近二十來平米簡陋破舊的（de）平房，一（yī）住就是好幾年。別人問為他為什麽，他的回答（dá）很簡單：“住的近方便。”然（rán）而，像楊同（tóng）敏這樣的航天人，靠的就是可敬的家國情懷和無私奉獻（xiàn）的航天精神，他們克服了工作和（hé）生活（huó）中一個又一個的困難。

　　現任星載氫鍾負責人部英男一直就是大家眼中的“科技達（dá）人”，平時大家有什麽電子產品的技術問題解決不了第一（yī）個想到的就是找他，他這種對技術（shù）天生的敏感和愛好成了科研中的一個（gè）優勢，當起項目負責人（rén）得心應手。麵對研製中紛繁複雜的技術難題和管理難題都（dōu）被他睿智（zhì）地解決了。作為家中的（de）獨子，在（zài）父親生病（bìng）住院期間也隻請幾天（tiān）假陪（péi）陪父親，回來便一頭紮（zhā）進實驗室。

　　在原（yuán）子鍾研製團隊中，幾乎所有成員都（dōu）有長期加班的經曆（lì），每個人（rén）都多多少少都有些經典的故事發生：有人把妻子不（bú）小心反鎖在洗手間，有人忘了孩子看病的（de）時間，有人（rén）約好的相親（qīn）由於加班被推掉，有人避堵車練成了長跑健將……隻（zhī）是這些故事的背後免不了都有些辛（xīn）酸（suān）。