北斗三号卫星首席总设计师谢军详解:北斗100%国产化靠啥

来源:《中国科学报》2021年04月28日

“北斗系统走到今天,一直坚定不移走国产化道路,靠的是什么?”

4月24日,第六个“中国航天日”之际,北斗重大专项工程副总设计师、北斗三号卫星首席总设计师谢军在北京市科学技术协会主办、北京科技记者编辑协会承办的科学传播沙龙活动中与公众分享北斗成果时表示。

2020年6月,北斗卫星导航系统最后一颗卫星发射成功。当年7月底,经过一个月的在轨测试,北斗最后一颗卫星测试合格,全球组网正式启动,使我国拥有了覆盖全球、全面自主可控的卫星导航系统。

如今,北斗三号完整的系统已经开始为全球提供定位导航授时、全球短报文通信、国际搜救等多种服务。基本导航服务的定位精准水平优于6米,测速精度优于0.1米/秒,授时精度优于10纳秒。

北斗核心部件和核心技术实现了100%国产化,令国人无不为之骄傲和自豪。

对此,谢军指出,北斗是国之重器,涉及到国家安全、国民经济发展,代表着国家科研实力和工业基础实力。“坚定不移走国产化道路,完全得益于国家基础工业和基础科学研究的不断增强。”他表示,“同时北斗也带动和引领了一些相关领域的科学研究。”

例如,材料曾制约北斗的研发。一个想不到的难题竟然是原子钟里的玻璃泡。“不管是铷元素还是氢元素,原子钟里有一个最简单的结构就是玻璃泡。这个玻璃泡如何制造才可以使它的厚度和透光性最优?这对材料的刚性、韧性和硬度都有要求。于是,攻关过程中科研人员试验了大量玻璃材料,包括含碱的、中性的,最终才攻克了这个小小的玻璃泡制造难题。”此外,科研人员还针对卫星结构轻量化的研制特点,突破了国产复合材料等关键技术,实现了桁架式卫星结构的设计和生产。

在谢军看来,除了材料,北斗还代表和提高了我国航天基础设施的试验能力。“做出来的产品,怎么能够证明在地面和在天上是一致的?”

因此,航天系统将“每一个上星的部件都要验证”视为“生命线”。“北斗三号的‘收官之星’原本是要在2020年6月16日发射的,但因为发射前火箭阀门出现了裂纹,为确保飞行任务万无一失,不得不改变计划,延期发射。”对此,谢军直言“感到幸运”。“如果在地面不发生问题,等点火了以后在天上发生问题,就意味着这次任务的失败。而地面发生问题后造成的任务推迟,对我来讲都是可以接受的,只有任务成功才是硬道理。”

近来,网传“北斗掉线”事件引起关注。对此,谢军认为,北斗卫星导航系统是国家的基础设施,工程建设完成后,要尽快建立相关的政策法规及管理机制,按照国家“十四五”规划纲要深化北斗系统推广应用,让老百姓感受到北斗系统带来的便利。“正如孙家栋院士所言,‘天上要好用,地面要用好’,后一句话‘地面要用好’指的就是地面北斗系统的应用建设。”

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