中国北斗传（报告文学）

黄传会

引子 我们的北斗

北斗——准确的全名应该是“北斗卫星导航系统”。

2020年7月31日，中国向全世界郑重宣告：中国自主建设、独立运行的北斗三号全球卫星导航系统已全面建成，中国北斗自此开通高质量全球服务。

北斗的“孕育”，远非人类的“十月怀胎”可比，它更漫长，也更艰难、更传奇。当它从中国航天事业滚烫的“母腹”中降生的那天起，便肩负着神圣的使命。

有人说：现在已经进入人人都需要北斗、须臾都离不开北斗的时代。

有人不服气：北斗有那么神吗，我怎么没感觉呀？

北斗究竟有多厉害，以我本人一天的经历为证——

“滴铃铃，滴铃铃……”清晨6时，这是北斗当天第一次通过授时功能向我的手机发送信号，提供叫醒服务。昨晚写作“开夜车”到凌晨，要不是北斗叫醒，可能就睡过头了。

6时50分，洗漱完毕，我到地下车库，在驾驶室里打开百度地图，搜寻从七里庄到位于北二环黄寺大街置业大厦的中国报告文学学会办公室的路线，手机显示路况通畅，只要35分钟，约在7时30分到达目的地。

随着北斗服务能力不断提升，导航软件根据定位结果输出位置，并为用户提供各项增值服务，如地图的智能定位、通行时间预估、精准规划路线等。无论是在城市还是乡村，开车变得轻松多了。

我在“饿了么”平台上点了一份早餐，约定7点45分送到办公室。

“饿了么”平台，也应用了北斗提供的技术服务。因为有了定位功能，外卖小哥就知道去哪家餐馆取餐，送到哪里；而客户也知道外卖小哥的实时动向。

发动汽车，导航显示此时到黄寺大街有两条出行路线：一、从西三环经北三环到目的地；二、从西三环经西二环、北二环到目的地。两条路线，第一条红绿灯少，时间最短，我当然选择第一条。

车子在西三环疾驰，经过六里桥、航天桥等一座座立交桥。如今，每座立交桥的桥身上，都装有北斗桥梁形变监测预警系统，可以看到桥梁厘米级甚至毫米级的形变，对桥梁的运营安全提供保障。

此时，路边一辆清扫车引起我的注意，洒水、吸尘、收集垃圾样样精通。原来，它是由北斗高精度定位赋能的无人清扫车，可以按规划的路线自主完成作业。

打开车载音响，新闻频道正播送北斗定位国家一级保护动物藏羚羊的新闻特写：入夏以来，藏羚羊迁徙的壮观景象被中央电视台跟踪报道。鲜为人知的是，藏羚羊的迁徙路线是由北斗卫星记录和传送的。科考队员给捕捉到的藏羚羊戴上安装着北斗系统专用芯片的项圈，藏羚羊的位置信息瞬间便传回北京，藏羚羊的保护变得容易多了。

7时32分，我到达黄寺大街置业大厦。

防疫期间，大楼管控措施严密，进入大厦人员必须扫“健康码”。

北斗承担了“健康码”定位服务的重要角色。

进了办公室，刚刚泡好茶，“饿了么”骑手将早餐送达，比预定时间提前两分钟。

上午9时，由中国报告文学学会主办召开的一部报告文学的研讨会准时开始。

这是一部反映广西贫困山区脱贫攻坚的报告文学作品。作品讲述了一个名叫九道湾的小山村精准脱贫的故事。九道湾交通不便，土地贫瘠，村民们长年在贫困的泥泞中挣扎着。脱贫攻坚战打响后，驻村工作队带领村民，依靠电商平台销售九道湾的土特产脱贫致富。作品生动诠释了“网络改变生活，知识改变命运”的主题。

近几年，电商平台快速发展，北斗功不可没。北斗导航解决了偏远地区的路径导航问题，促使发达的城市物流延伸到了农村以及偏远地区，“打通了最后一公里”，为各类电商销售土特产提供了良好的物流保障。

北斗为电商平台助力，北斗同样为脱贫攻坚助力！

中午，刚进家门，从老家苍南快递来的一盒海鲜到了，带着熟悉的海风气息。海鲜昨天下午从苍南启程，通过顺丰快递，十几个小时就到北京了。

北斗系统的应用使快递行业管理更加智能化，特别是北斗系统与5G对接后，运行速度更快，使用也更便捷。除了为快递车辆提供导航定位、跟踪防丢、人机对话等服务，北斗还可以对重要快件进行跟踪定位，高端快递服务可以借此得到进一步发展。

下午3时，我去附近的工商银行办理一笔购书款项。金融行业的计算机网络时间同步，涉及国家政治经济民生安全，北斗应用势在必行。金融管理部门通过使用北斗授时功能，实现金融计算机网络时间基准统一，确保每一笔交易分毫不差，保障金融系统安全稳定运行。

从银行出来，我骑了辆共享单车去莲花池公园。

共享单车环保、便捷。但前几年，在一些人口密集区，却形成了新的交通阻塞点。对于共享单车的治理模式，不同城市、地区采取多种管控手段，如设置固定停车架、摄像头、地感线圈等，但效果一般。随着北斗卫星导航系统的不断发展和完善，基于北斗的电子围栏系统，通过高精度卫星定位测量技术，监督单车是否停放在指定的电子围栏区域内，这样一来整治效果明显。

京城六七月，莲花开正好。漫步莲花池畔，和风清爽，荷香沁心。忽然，一位同事焦急地通报：刚刚听到消息，我们共同认识的一位作家朋友“走丢了”！

这位享誉文坛的老作家，近年不幸患了阿尔茨海默病。下午，他从家里出走，天黑了还没回来。

幸亏家人给老作家佩戴了装有北斗定位功能的老年手表，通过终端集成的互联网或移动通信功能，将其位置信息发送给监管服务中心，家人通过安装在手机终端上的App找到了他。

吃过晚饭，坐在电视机前收看《天气预报》——今年的异常天气频繁出现，风雨连着民生，让人牵挂不已。

北斗的开通，提升了天气预报的准确度。对水汽的观测频次由过去的每日2次增加到每日24次以上，为突发性灾害天气和极端天气的预警预报服务，提供了重要的参考依据。

临睡前，打开手机浏览当天新闻，屏幕蹦出了“北斗开通一周年寄语”视频：

北斗三号工程首任总设计师孙家栋：北斗系统开通一年以来，性能指标世界一流，实现了规模化的应用。北斗应用走进千家万户，真正实现了“天上好用，地上用好”。将来，我们还要建设国家综合时空体系，用强大的北斗建设强大的国家。

北斗三号工程总设计师杨长风：北斗系统的建设开通，是在中国共产党坚强领导下、在全国人民鼎力支持下取得的成果。

中国工程院院士杨元喜：北斗卫星导航系统的建设，一方面促进了相关技术的进步，另一方面也促进了相关学科的进步，促进了人才的成长。

中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其：如今，北斗系统已在全球超过一半的国家和地区开通应用，向亿级以上用户提供服务，成为中国对外开放交流的亮丽名片。

这是他们对北斗开通一周年的总结，也是对北斗未来的期许。

我明晨还得早起，又在手机里设定了闹钟叫醒服务。

我们每一天的生活、工作，处处离不开北斗。而这些只是北斗性能中极小的一部分。北斗的应用真是只有你想不到，没有它做不到。

目前，北斗可提供定位导航授时、全球短报文通信、区域短报文通信、国际搜救、星基增强、地基增强、精密单点定位共7类服务。

持续运行的北斗卫星导航系统，正为保护国家战略安全、推动经济社会发展、保障人民幸福生活默默而紧张地工作着。

对于一位写作者来说，遇到一个好题材，无异于掘金者发现了一个富矿。当有幸走近“北斗人”，并深入他们之中时，我强烈地感受到中国北斗的故事，是中国故事中最精彩的篇章之一。“自主创新、开放融合、万众一心、追求卓越”的新时代北斗精神，是值得大书特书的“时代之变、中国之进、人民之呼”。

《中国北斗传》讲述的是北斗的种种传奇，探索的是北斗背后的内在理由，礼赞的是“北斗人”的精神风采……

第一章 北斗前传

1.导航卫星

科学家有两种，一种是“飞鸟型”的，一种是“青蛙型”的。

英国皇家学会院士、著名数学物理学家费里曼·戴森在其《飞鸟与青蛙》一书中诠释：“有些数学家像飞鸟，而另外一些像青蛙。飞鸟翱翔于高空之中，游弋于数学的广袤大地之上，目及八方。他们着眼于那些能够统一我们思考的概念，时常将领地当中不同区域的分散问题联系在一起。青蛙则栖息于泥沼之中，所见不过是附近生长着的花朵。他们着眼于特殊目标的细节，每次只解决一个问题。数学领域是丰富而优美的，飞鸟使它宽广，而青蛙则使它精致入微。”

戴森进一步论证：“17世纪伊始，两位哲学家，英国的培根和法国的笛卡尔，宣告了现代科学的诞生。笛卡尔是一只‘飞鸟’，培根则是一只‘青蛙’。他们各自描述了对于未来的洞见。他们的洞见是非常不同的。培根说：一切都依赖于将目光盯在自然的事实上。笛卡尔说：我思故我在。”

这让我想起了共和国勋章获得者孙家栋，60多年来，孙家栋主持我国第一颗人造地球卫星东方红一号为代表的近百颗卫星的研制和发射，创建了中国航天史上多个“第一”的辉煌；主持了我国月球探测、北斗导航重大航天工程，是我国人造卫星技术、深空探测技术和卫星导航技术的开创者之一；为我国突破人造卫星技术、卫星遥感技术、地球静止轨道卫星发射和定点技术、卫星导航组网技术和深空探测技术做出了重大贡献。

如果说当年在研制东方红一号、实践一号等卫星时，孙家栋还是一名“青蛙型”的科学家，那么，经过三十几年的历练，他已经成为一名“飞鸟型”的航天科学家。

更准确地说，孙家栋是一位“飞鸟”和“青蛙”两者兼有的科学家。多年来，他形成了一种具有战略性远大目光和战术性精准实施的独特的思维方式。当他在做战略规划时，总是充满着前瞻性、预见性，顺应国家整体发展的趋势；而在实施每一项具体计划时，又总是脚踏实地、严肃认真、缜密周到、精益求精。

共和国70周年华诞，全国人大决定授予于敏、申纪兰、孙家栋、李延年、张富清、袁隆平、黄旭华、屠呦呦共和国勋章。八位功勋，国之脊梁，世之楷模。2019年底，浙江人民出版社为此策划出版一套“共和国功勋丛书”，我受邀书写孙家栋，由此与孙家栋院士相熟。因为孙家栋，我得以走近北斗。

我还记得第一次采访孙家栋的情景：

2020年4月，历经76天的武汉疫情防控阻击战，取得了阶段性的胜利。

4月8日，离汉通道再次开启，珞珈山的樱花绽放出笑脸。全国人民都暂时松了一口气，我立即联系上了孙家栋院士。在中国航天科技集团公司大厦里，我见到了仰慕已久的孙院士。

见我戴着口罩，孙老问：“还戴口罩吗？”

我说：“您是国宝级人物，为了保护您，得戴。”

“戴口罩说话，您会很累的……”孙老关切地说，“不过，戴口罩是北京市的规定，咱们还是按规定做吧。”

戴着口罩采访同样戴着口罩的被采访人，非常时期的非常之举。

我们的话题从北斗卫星导航系统开始，孙老说，北斗工程事关国家战略安全，事关国家建设和经济发展，事关老百姓生活。从北斗一号1994年立项开始，到2020年6月北斗三号建成，历经26年，几百个单位、几十万人参与其中。他还说，打了那么多颗卫星，北斗是最难的；当了那么多项目和型号的总师，北斗是最累的。因为北斗不仅“天上用好”，还得“地下好用”。

通过孙老的讲述我才得以了解，北斗卫星导航系统是中国近30年来最艰难、最伟大的工程。北斗已成为中国最闪亮的“国家名片”之一。

北斗的故事或许应该从灯塔一号讲起，孙家栋还记得那座尚未点燃便被熄灭的“灯塔”——

1957年10月，苏联成功发射第一颗人造地球卫星“斯普特尼克”，震惊世界。

在对这颗苏联卫星进行跟踪观察的过程中，美国约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室数学家比尔·盖伊和物理学家乔治·威芬巴赫，对卫星信号的多普勒效应产生灵感：利用多普勒频移效应，如果知道卫星的位置，反过来便可以确定接收机所在的位置。这一偶然的发现，开创了人类利用人造卫星进行导航定位的新纪元。

1958年，美国北极星潜艇服役，为解决潜艇的导航问题，美国开始启动研制子午仪卫星导航定位系统，1964年正式投入使用。该系统用5至6颗卫星组成的星网工作，每天最多绕地球15次，为陆、海、空三军提供实时、全天候和全球性导航服务，并用于情报搜集、核爆炸监测和应急通信等一些军事目的。1967年7月解密部分电文供民用测量部门使用。子午仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验，并验证了由卫星系统进行定位的可行性。

我国科学家钱学森、赵九章敏锐地预见到导航卫星将关系一个国家的战略安全和空间技术的发展。1978年12月，钱学森在《现代化、技术革命与控制论》一文中写道：

航天技术提供了一种理想的天上无线电导航台——导航卫星，从天上直接给飞机、船舶、潜艇传递导航信号，大大提高了导航系统的紧急性、可靠性和精确性。卫星导航技术的最新发展，将可以提供全球性的、连续性的、高精度的导航业务，定位误差不超过10米，测速精度为每秒3米，比地面无线电导航提高近100倍。

1968年初，经钱学森提议，灯塔一号导航卫星开始研制。

中国工程院院士范本尧参加了当年灯塔一号的研制工作，是卫星结构的技术负责人。他告诉我：

“这件事情最早是由使用船舶单位提出来的。他们提出了对卫星通信和卫星导航系统的使用要求。要求通信和导航实现全球性、全天候、高精度、高可靠和不间断的工作。钱学森高度重视，组织科学院和空间研究院进行认真研究，他认为要完成这一重大任务，无论在技术指标还是在进度要求上，都存在着较大的差距。”

1969年1月，有关部门在天津召开“关于卫星导航使用要求论证会”。经过论证，会议认为，由于技术原因，近期内可先发展水面卫星导航系统，以解决用户的急需。

1970年11月，七机部在北京召开了卫星导航系统技术协调会。钱学森对五院提出的导航卫星技术方案进行了深入细致的审查，并建议将我国的导航卫星命名为灯塔一号。

钱学森将这项任务交给了孙家栋。其时，孙家栋是东方红一号卫星总体负责人，东方红一号尚未发射，孙家栋正忙得焦头烂额。灯塔一号的任务又压了下来，钱学森让孙家栋主持水面导航系统方案论证。孙家栋带领技术人员在进行导航卫星的总体方案设计时，对导航卫星的技术途径等提出了两种思路。一种思路是分两步走：第一步，利用现成的东方红一号卫星备份星，拿掉短波发射机、《东方红》乐音装置等仪器，换上双频测速导航系统，快速研制出一颗试验导航卫星。第二步，边试验、边研制应用导航卫星。另一种思路是两步并作一步走，不经过试验导航卫星阶段，直接按用户要求研制应用卫星，可以减少投入，加快研制周期。

钱学森对孙家栋说：“此事欲速则不达，搞导航卫星应该采用试验星、应用星两步走的方式。我们曾经有过研制导弹的重要经验教训，搞科学必须符合客观规律，要分阶段、按部就班地循序渐进，搞卫星和搞火箭一样，都要按研制程序办事。”

钱学森强调，导航卫星是关系到国家战略防御和空间技术发展的重大问题，涉及火箭、舰艇、远洋测量船等多项国家重大工程的全局。导航系统的高度综合性和技术复杂性，依靠空间技术研究院一个部门是难以胜任的，必须依靠国家的力量，依靠全国各有关部门和地区的协同支持。

1972年7月，中国空间技术研究院（简称“五院”）完成了灯塔一号模型星的工作。1974年1月，在星载各分系统逐级联试的基础上，完成了第一次电性星桌面联试工作。1974年6月至1975年7月，完成了温控星和结构星的总装，以及温度环境和力学试验的模拟试验，全面检验热设计和结构设计。1975年10月，开始了电性星联试。由此，加上之前完成的温控星热试验和结构星力学环境试验得出结论：灯塔一号导航卫星的温控性能、结构性能及电性能基本上达到原设计指标，卫星的方案是可行的。1977年6月，灯塔一号转入模样研制阶段；随之进入初样研制阶段；1978年完成正样。

遗憾的是，1980年12月31日，有关部门正式通知，撤销灯塔一号卫星的研制任务，从1968年年底开始研究、历时12年的导航卫星研制计划中止。灯塔一号生不逢时，灯塔尚未发光，就被熄灭。

范本尧分析说：“灯塔一号导航卫星计划中止，主要有两个原因：一是卫星本身性能不够先进，它只能为海面船舶提供二维定位，平均定位时间间隔达3—4小时，限制了应用的广泛性，导航定位精度也低于当时美国子午仪导航卫星的水平。而且，由于美国于1967年就解密了子午仪卫星导航资料，世界各国都可以使用。当时国内许多用户在我国导航卫星上天遥遥无期的情况下，通过各种渠道购买了子午仪卫星接收机。二是发射导航卫星的入轨精度要求较高，需要发射精度较高的运载火箭，而由于研制经费不足，火箭研制计划搁浅，也严重影响了灯塔卫星计划的实施。”

灯塔一号虽然没有点亮，但我国的卫星导航科研队伍得到了锻炼，积累了技术经验和技术储备。各系统特别是星上设备和地面跟踪测量设备，均获得一些有价值的成果，其中有些成果填补了国内空白，为后来北斗卫星工程的上马和其他型号的研制，打下了基础、提供了借鉴。

历史将记住中国卫星导航工程的先驱——灯塔一号，也将记住那些曾为之奋斗开拓，付出巨大心血的老一辈航天人。

2.“双星定位”

山重水复疑无路，柳暗花明又一村。

苏联发射的“人造地球卫星一号”居高临下，以每95分钟绕地球一周的速度，趾高气昂地从人类的头顶掠过。卫星上安装的两架无线电发射机，持续不断地发出无线电信号。

这种通过短波收音机接收到的“哗哗”蜂鸣声，一般人会认为是一种噪声。但中科院电子学研究所第四研究室主任陈芳允听了，既感到十分陌生，又觉得非常新奇，他甚至隐隐约约捕捉到了某种信息。

陈芳允带领几位同事做了一台接收无线电信号的装置，对这颗卫星进行无线电多普勒频率的测量。根据接收到的遥测信号，测出卫星的多普勒变化，获知卫星运动的速度，从而算出卫星的运行轨道。

陈芳允和张志诚以及天文台的人卫站一起记录、分析，计算出了卫星的轨道参数。这些宝贵资料，成为天文台对人造卫星无线电观测的基础，并成为此后我国发射人造卫星所采用的跟踪测轨技术参数的重要依据。

陈芳允是浙江黄岩人，1938年毕业于清华大学物理系，在成都一家军用无线电厂做技术员。14年抗战，他看透了国民党政府的腐败，无心为其服务。1945年恰逢英国工业协会来华招收留学生，陈芳允以优异的成绩被录取。在伦敦A.C.Cossor无线电厂研究室从事电视和雷达研究，参与了英国第一套海洋雷达的研究，取得多项科研成果。1948年春回国，陈芳允不愿为国民党政府出力，托病休养。新中国成立后，陈芳允便参与中国科学院电子学研究所的筹备工作。

中国的航天技术当时还是一片空白，此时在中国科技界甚至还没有“航天”这个名词。然而，陈芳允却有某种预感：卫星在宇宙空间的活动，不仅可以利用、开发太空以及地球以外的天体，而且，还将有利于广播、通信、气象等科学技术的发展。

陈芳允一直在关注着导航定位问题，一直希望解决利用卫星对地球上运动物体的定位导航。美国的子午仪卫星导航定位系统，虽然开了卫星导航的先河，但该系统又存在对潜艇和舰船导航的巨大缺陷，美国陆、海、空三军及民用部门都迫切需要一种新的导航系统。

20世纪70年代，美国国防部成立卫星导航定位联合计划局，领导陆、海、空三军及交通部、国防制图局等单位，联合研制新一代卫星定位系统，用12到18颗卫星组成1000千米高度的全球定位网，GPS计划由此诞生。从1978年至1984年，GPS共发射了11颗试验卫星。1989年第一颗GPS工作卫星发射成功，宣告GPS系统进入工程建设阶段。

GPS甫一出现，便引起陈芳允强烈的震撼：美国人又跑到前面了！他意识到卫星导航关乎国家经济发展和国防命脉安全。但用18颗以上的卫星满足全球定位，对于当时的中国而言，无论是技术还是财力都达不到。

1983年，中国已经掌握地球同步卫星技术。此时，陈芳允正担任东方红二号卫星工程测控系统总设计师，也是洛阳跟踪与通信技术研究所的副所长，他一方面觉得国家搞这么一颗卫星要举全国之力、耗资巨大，只用来通信心有不甘，能不能一星多能、发挥更大效益；另一方面，他对GPS念念不忘，希望能快、好、省地建成我国的卫星定位系统。一天，他突发奇思妙想：用两颗地球同步通信卫星，以卫星与用户之间的距离为半径，形成两个虚拟的球体，其中一个便是用户的位置，再利用地面中心的计算，形成地球中心至用户之间为半径的第三个虚拟球体，得到准确的位置。这就是双星定位的基本理论，研究所敏锐地认识到这是一个重大发现，迅速成立了以刘志逵为组长的论证组，何平江、曹绍鹿、王学义、易远泗、钱卫平、王莉等先后加入，将此设计思想具体化成技术方案，并持续开展论证与技术攻关，这里就成了北斗的发源地。这个充满睿智、光芒四射的理论，与美国普林斯顿大学教授奥尼尔同一时期提出的利用地球同步轨道卫星来测定地面和空中目标位置的设想，异曲同工，不谋而合。8月，陈芳允参加国际宇航联（IAF）会议后回国，向雷达与空间电子技术专家张履谦介绍了双星定位原理，设想如果采用“双星定位系统”，加上简短的报文通信，我国有望实现区域性的导航定位通信。

双方一拍即合，用东方红二号卫星平台，研制两颗卫星，在卫星上安装一部宽波束天线，采用450-1微波统一测控C频段收发设备进行导航信息交换，再在地面配上计算机，研制用户终端，实现定位功能。

专家在技术上持续论证，管理层也越来越认识到建立中国卫星定位系统的紧迫性。然而这个先进却又超前的设想，当时未引起有关部门重视。

1985年4月，我国测绘专家卜庆君应邀参加在华盛顿举办的“GPS全球定位系统国际应用研讨会”。会上，美国军方人员毫无隐讳地对来自世界各国的专家透露了一条信息：GPS编码分为军用和民用两种，在特殊情况下，为了保证国家安全，美国军方可以采用降低对方导航精度、随时变换编码、区域性管理等方式，限制国外用户对GPS的应用。美方的发言，让卜庆君一震，既感到吃惊又引起高度警惕。当时，卫星导航系统全世界只有GPS一家，把它装到飞机、轮船、汽车或是武器装备上，便意味着有一根无形的绳索，永远控制在美国人手中。回国后，他立即起草报告，建议跟踪GPS发展和应用，并尽快建立中国卫星导航应用系统。这引起了决策层的关注。

10月，全国测地会议在南京紫金山天文台召开。会上陈芳允再次提出“双星定位系统”，他强调“双星定位系统”用星少，精确度高，既可定位、定时，还有通信功能，技术相对简单且成本低廉，可较快地解决中国卫星导航的有无问题。

陈芳允的设想引起航天系统著名专家孙家栋和王希季的关注。他们建议航天工业部五院根据陈芳允的设想开展相关研究。但是，当时不少专家对我国发展卫星导航系统表示疑虑：GPS美国研发了20多年，耗资上百亿美元。正处于改革开放之初的中国，需要花钱的地方太多，一下子不可能拿那么多的钱来做这件事。且卫星导航系统技术难度极大，我国在这方面的技术储备不足。再则，既然美国承诺将即将建成的GPS向全球免费开放，我们为何不“坐享其成”？如果能尽快验证双星定位技术的工程可行性，就可以推动决策层支持立项。一支新生力量加入进来了。

童铠，我国卫星测控和卫星应用技术专家，一位思维缜密、思想超前、善于解决技术难题的科技帅才，1984年任东方红二号450-1微波统一载波测控系统副总设计师兼总指挥。在考虑研制团队未来科技发展方向时，童铠认为，我国是一个大国，应该拥有自己独立、先进的卫星导航系统。受国力与技术水平限制，研制类似美国GPS体制的卫星导航定位系统尚不现实。但可以利用已有的和正在发展的地球同步通信平台，先发展双星定位的简易导航系统。这样投资少、见效快，待条件具备时，可再拓展为全球性导航系统。1985年4月，童铠、陆文福、唐建民、叶俊峰联名向航天工业部科技司申请名为“开发GPS，Geostar用户设备以及我国卫星导航定位系统和保密数据通信体制及其发展途径的论证”的预研课题，他们在课题论证中写道：“一个卫星导航系统从研究到投入使用，一般要用10—15年或更长时间，如果从现在开始研究，到2000年我国可望有自己的卫星导航系统。”航天工业部科技司组织专家对该课题进行评审，最后予以批准。这是航天工业部第一个自主的卫星导航预研课题。此后，课题组积极有序地开展调研、分析、论证。

1986年2月，北京卫星信息工程研究所（503所）成立，隶属五院，童铠出任首任所长。五院正式将“双星定位系统”的方案论证工作交由503所承担。

童铠与陈芳允进行多次交流，认为双星快速定位原理是可行的，但尚有一些根本性技术问题有待解决。恰逢改革开放国门打开，寻求国际合作也成为一种选择。1985年11月，童铠获悉，美国Geostar公司向我国有关方面表示，愿意与我国合作，询问能否在我国设立Geostar系统的一个中心站。考虑到该系统与我方的双星定位系统十分相似，双方多次往来交流。1987年11月，童铠赴美就双星定位系统对Geostar公司进行技术考察，双星定位系统的关键性技术“用户入站突发伪码信号快速捕获”是考察的重点内容。然而，美方对核心技术严密封锁，若想咨询必须交出一笔令人瞠目的高昂咨询费，双方最终未能签订实质性合作协议。之后，与美国Geostar的合作不了了之。1991年，Geostar公司破产。

同年，航空航天部副部长孙家栋率中国航天代表团出访加拿大、巴西和美国，在美国高通公司参观时，了解到该公司用两颗静地轨道卫星建立通信系统，为汽车、轮船等交通工具提供通信服务。尽管该系统主要是满足地面移动用户通信服务，并非卫星导航服务，但还是令人眼前一亮。

晚饭后，在宾馆小公园里散步，孙家栋对团员们说：“今天开了眼界，收获很大。‘双星定位系统’发射两颗卫星就够了，有创意，技术起点也比较高。关键是工程建设相对简单，不需要太多经费。咱们国家财力有限，经济基础薄弱，航天发展必须符合中国国情。”

今天看来，像我们这样一个快速发展的大国，早一天拥有自主知识产权、独立自主控制的卫星导航定位系统，对国家安全、军队保障非常重要，其价值和利害关系是无法用普通数字衡量的，对民间应用市场的经济价值也是难以估量的。而既要考虑技术的可行性，又要考虑科研投入的可行性，让科学家既搞科研又精打细算，实在是当时国力使然。

回国后，孙家栋立即组织专家听取陈芳允汇报，并向决策层建议加大经费支持力度。

与此同时，洛阳（后改为北京）跟踪与通信技术研究所的“双星定位”论证组组织成都电子部10所、计量科学院等单位，对方案的可行性论证不断深入。确定物体的空间位置，必须具备三维数据。现在天上有了两颗卫星，有了第一维度和第二维度；那么，寻找定位方程的第三维度，成了“双星定位系统”论证的关键。经过多次的推倒重来，最后确定以国家数据高程模型数据库提供的数据作为第三维度。

陈芳允看到验证小组的计算公式和计算结果时，兴奋地说：“我们的路子走对了。”

1988年3月7日和12月22日，我国先后成功发射了两颗东方红二号甲实用通信卫星，定点于赤道上空东经87.5度和110.5度，为开展“双星快速定位系统”演示试验创造了条件。

1989年8月，在充分论证的基础上，团队在北京利用这两颗卫星开展了“首次双星快速定位通信系统”演示试验。

经多方协调、精细调度，北京某地面站在一个临时机房里，设置了信号接收机和定位计算中心，并腾出凌晨1时至5时这个时间段，以供进行“双星定位系统”对接演示。

9月4日凌晨4时，所有参试人员的目光全部盯视着显示屏。只见演示操作员手指轻轻摁下信号发射键，经计算机处理参数，1秒钟后显示屏上便出现用户的精确地理位置，与档案记载的误差在20米以内，双向定位精度20纳秒，该系统同时还可以进行简单的报文通信。

如同在茫茫荒原上行走的中国航天人，忽然看见了从云彩中露出的北斗星，终于找到了前行的方向！

新华社为此发布消息：“利用两颗卫星将快速定位、通信和定时一体化并获得理想的试验数据，这在国际上还是首次，快速定位精度达到了国际先进水平。这项卫星应用尖端技术，标志着我国独立开发利用卫星通信资源有了新的突破。”

历史不容假设，但历史又往往让人禁不住要假设——如果不是陈芳允提出“双星定位”设想，中国的北斗工程能否取得今天这样的巨大成就，还很难说……

而说到陈芳允，熟悉他的人又常常要提到两件“很夸张”的事情：一是他的头发从来都是自己理的，他觉得去理发店太浪费时间，经常一等就是个把小时，自己理既节约时间，还不用花钱；二是他的衣服破了，都是自己补的，他的祖父是一位有名的裁缝，从小他便学会了缝缝补补。到了古稀之年，他仍能将细线穿进小小的针眼。

我们想象一下：一位大科学家拿着推子、对着镜子给自己理发，戴着老花镜在灯下缝补衣服……那会是怎样的一幅温馨的画面？

或许，这也是中国科学家的一种“特质”，甘于清苦和平淡，科研和日常融为一体，高精尖的思考之中对略显清苦的人间烟火也甘之如饴。

3.刻不容缓

1990年8月，GPS第8颗工作卫星发射升空。

紧随而来，美国发动“沙漠风暴”行动，对伊拉克发起进攻。GPS尽管尚未“发育成熟”，美军却果断地提前将它投入使用。美军指挥部好像开了“上帝视角”一样，对整个战场形成了彻底的掌控。联军飞机和导弹给予伊拉克精确打击，精确制导的导弹，后一枚甚至可以钻入前一枚炸出的缺口。美攻击直升机在沙漠上打击伊拉克坦克，居高临下，弹无虚发，让对手无处逃遁。而伊拉克的指挥官，如同被蒙上双眼，甚至找不到对手在哪里，只有被动挨打的份儿。这场本来被全球军事学家预测为僵持模式的战争，在短短的42天后，就基本宣告结束。美军和盟军共出动6.5万架次飞机，连续进行了38天轰炸，只损失飞机38架，不及0.06%。伊军伤亡超10万人，而美军阵亡仅148人。拥有120万人员的伊拉克军队，被美国非常轻松地摧毁了。

这场彻头彻尾的单方面屠杀，实际上是GPS的胜利。美国《军事评论》杂志直言不讳地宣称：“谁能掌握卫星导航优势，谁就掌握了战争主动权。”

卫星导航系统，第一次在全世界人民面前露出凶狠的一面，一出手就震惊世界！

那些日子，每当荧屏上播放海湾战争的视频消息时，孙家栋的神情便会变得凝重，他思考的是另一件事情：一个国家假如没有自己的卫星导航系统，等于把国防拱手送给他人；如果借用他人的，又等于将高楼大厦建在他人的地基上，无异于将命运的绳索交给他人。

中国必须要有自己的导航卫星。

三年后发生的“银河号事件”更是刺痛了孙家栋的心，一种紧迫感倏然而至。

孙家栋白天事情太多，似乎有永远开不完的会议，永远解决不尽的问题，常常赶不上看《新闻联播》。他一般看夜里的晚间新闻。

那天夜里，一打开电视，孙家栋便被一条新闻紧紧地吸引住了——

1993年7月7日，中国远洋运输（集团）总公司万吨级集装箱船银河号从天津新港起航，搭载782个集装箱货物，计划跨越印度洋，驶向中东。

万里迢迢，乘风破浪。

7月23日，美国驻华大使馆突然紧急约见我外交部国际司官员，声称：美方获得确切情报，中国银河号载有违禁化学品，正运往中东地区。美国政府要求中国政府立即采取措施，制止这一行为。否则，美国将按有关法律对中国实施制裁。8月3日，美方悍然要求中国政府命令银河号返航，或由美国人登船检查货物，或停留在某地，听候美国发落。

岂有此理！

1993年1月13日，包括中国在内的130个国家，在巴黎联合国教科文组织总部共同签署了《禁止化学武器公约》，该公约规定，对可以制作芥子气等化学战剂的硫二甘醇和亚硫酰氯，其转让应受控制。而中国政府早在1990年就对这两种化学液体的运输和买卖，实施了严格限制措施。

对美国大使馆的无理要求，中国外交部断然拒绝。但为避免事态进一步恶化，中国有关方面指示银河号暂时锚泊在距离霍尔木兹海峡11海里的公海上待命。

8月4日，中国外交部和交通部、中国远洋运输（集团）总公司再次就有关银河号载货情况进行认真核查，并向美方通报，指出美方所称银河号载有硫二甘醇和亚硫酰氯情况完全失实。

美国对中方的澄清置之不理，派出军舰阻止银河号靠港。银河号被困于公海上，水、食品和燃料严重短缺，急需补给。8月4日晚，经多方协调，阿联酋当局慨然相助，派出一艘拖船，为银河号补给。

为澄清事实、向国际社会说明真相，尽快解决银河号受阻问题，避免中方和各方货主蒙受更严重的损失，中国政府向美方提出，由第三国与中方一起，对银河号进行检查。当时情况别无选择，如果中方拒绝检查，恰恰授人话柄。经多方努力，沙特阿拉伯王国政府愿意接受银河号货轮进入其达曼港，由中国检查组与沙特代表一道进行检查，美国派专家作为沙特方面的技术顾问参加检查。

8月26日，银河号靠泊达曼港。同一天，中国、沙特和美国三方检查人员抵达达曼。

8月28日9时20分，沙方检查组7人和美方检查组10人登上银河号。美方人员中既有化工专家，又有防爆专家，还有海运专家。美方领队是美驻沙特使馆的马克尤姆，为适应长时间的检查工作，他竟身穿内有微型冷气机的防暑衣，显然是有备而来，志在必得，一定要找出违禁品。

中方检查组负责人是外交部国际司副司长沙祖康，他说：“拒绝，窝囊，我们就要背黑锅；同意检查，某种程度上我们也受到侮辱，也窝囊。但两个窝囊中，选择了第二个。只能等水落石出，谣言不攻而破，那窝囊的就是他们了。”出发前，他亲自对银河号所载货物进行全面、周密的调查，给所有厂家打了电话。心里有底，坦荡自信。

10时10分，美方人员头戴防毒面具，手提各种仪器，急不可耐，猫腰钻进船舱。运往伊朗的第一只集装箱被打开，里面是一桶桶铅封的黑漆罐。美方人员喜形于色，以为这就是他们要找的两类化学液体。中方告诉他们，那里面是固体燃料。美方坚持要打开检查，待漆罐打开，美方人员愣了：里面装的果然是五颜六色的燃料。

美方不死心，推翻三方原先的协议，毫无理由地提出要检查船上的全部货物，包括发自第三国的货物也得开箱检查。中方一忍再忍。

9月4日，银河号货轮上最后一个货箱检查完毕，其结果与前面781个货箱完全一样，根本没有搭载所谓的违禁化学品。同日，中、沙、美三方代表在全部货物的检查报告上签字。报告写道：“通过对银河号货轮上全部货箱的彻底检查，结果断然表明，船上根本未载有硫二甘醇和亚硫酰氯两类化学品。美国政府承诺将上述检查结果通知中国货轮银河号预定停靠港的各国政府，并努力确保银河号顺利进入有关港口卸货。”

9月5日，中国外交部发表声明，正式公布了银河号所载货物检查结果。9月24日0时25分，历尽艰辛的银河号返回天津新港。至此，这场长达两个月的美国企图栽赃于中国的丑剧，画上了句号。

看到新闻那晚，孙家栋彻夜难眠。

第二天早晨，孙家栋走进办公大楼，走廊里，几位年轻人正在热烈议论，孙家栋停下步子，悄悄站在一旁。

“听说美国关闭了那片海域的GPS，导致银河号无法定位，找不到航线，在公海上漂泊了一二十天。”

“从理论上说，只要设置好程序，让某几颗卫星在特定的时间内关闭服务，就可以对特定区域进行限制。但为了一艘银河号去关闭整个区域服务，是不是有些小题大做了？”

“美国永远奉行霸权主义，它想干，什么事情干不出来？银河号上根本没装载什么违禁化学品，它却栽赃于我们。”

这时候，有人发现了身后的孙家栋，马上说：“孙部长来了，听听孙部长的意见。”

孙家栋眯缝着眼，微微笑着：“大家不是都说了吗？”

“部长，你认为船上是不是有终端机？美国当时是不是关了那片海域的GPS?”

孙家栋说：“银河号上有没有安装终端机，美国是不是关闭了GPS，还不能确认。重要的是我们自己没有GPS。作为一个主权国家，没有自己的卫星导航定位系统,将永远受制于人。也许这次人家不关闭，但谁敢保证下次不关闭？”

孙家栋已经离去了，忽然，又收住脚步，回过身来，目光坚定地说：“关键的是我们必须要有自己的卫星导航定位系统！”

每每国有安危之时，孙家栋便会挺身而出。

进了办公室，孙家栋拨通了主管领导的电话，陈述了自己的意见，并说：“此事不解决，我们将永远受制于他人！”

主管领导立马表示支持：“咱们想到一块儿去了。”

“和平时期，我们当然可以用别人的。”孙家栋说，“可一旦出现不可控局势，别人将信号给你掐断了，我们所有相关的军民设施将全部失灵，后果不堪设想。”

“对！历史已经多次证明，凡是事关国家核心利益的东西，没人会白送给你，必须靠自己去创造。中国人决不会因为困难而止步不前！”

孙家栋说：“事不宜迟，刻不容缓！”

主管领导朗声应道：“好，我们全力支持！”

卫星导航定位系统工程在申请立项时，还有个插曲：

北斗一号申请立项的时候，国家“八五”计划正式在航天科技系统规划了东方红三号、风云二号、资源一号等应用卫星，即涉及国家安全的三型四星（其中包括两颗导航卫星）。三型四星工程总经费到位了，可主管部门一算，这笔经费只够两种型号卫星的研制和发射。

测绘专家卜庆君听说北斗一号可能会因为经费不足转为预研的传闻时，心急如焚，向主管部门领导慷慨陈词：“北斗一号不能再搞预研了，五院已经做了快十年的工作，再搞预研等于把这个项目搞黄了。我们国家的卫星导航系统，又不知道要拖到哪年哪月？”

孙家栋四处游说，力争上北斗。航天工程建设一直有“备份星”的惯例，一颗首星，再准备一颗相同型号的“备份星”。万一首星失利，“备份星”再派上场。经过多方协商，主管部门打破惯例，决定取消其他两星的“备份星”，将节省下来的经费用于导航卫星。最终，北斗一号得以幸存。李祖洪说：“此事如果不是孙老坚持，有关部门大力支持，一拖，一个周期过去，一耽误就是几年甚至十几年。”

万般期待，热切呼唤，终于传来佳音。

1994年1月10日，国务院、中央军委批准双星快速定位系统工程立项。此工程称为“北斗一号双星导航定位系统工程”。

从双星定位理论的提出到工程立项建设，蹚出了一条符合中国国情的研制之路。

北斗星，自古以来就是中华儿女指明方向的坐标。而今，中国航天人将用自己的智慧和心血，为太空建造一颗“新北斗”。

中国北斗工程——正式启动了！

8月3日，孙家栋被任命为北斗一号工程总设计师。

北斗一号工程各大系统分两条指挥线人员：卜庆君为工程应用系统总指挥，单克民、吴瑞楦为副总指挥；童铠为工程应用系统总设计师，谭述森、李贵琦、谢有才为副总设计师。李祖洪任卫星系统总指挥（后又任北斗工程副总设计师）；范本尧任卫星系统总设计师，崔骏业任副总设计师。

多年后，孙家栋还清楚记得那天晚餐时，他跟夫人魏素萍要酒。”

女儿魏红不解地问：“爸爸，今天又不是什么节日，喝酒干什么？”

孙家栋微笑着说：“庆祝一下！”

儿子孙中亮也好奇地问：“什么喜事？”

孙家栋解开了“包袱”：“咱们国家准备上北斗工程了。”

“北斗工程？这是什么工程？很重要吗？”孙中亮又问。

“太重要了。”孙家栋说，“它关系到一个国家的战略安全，同时又具有前途无量的民用价值。”

女儿闻言举起了酒杯，说：“爸爸又要带兵去攀登高峰了，祝贺祝贺！”

是夜，蔚蓝色的苍穹明净如水，广阔无垠。一钩弯月银光淡柔，几多星星若隐若现。

酒后微醺的孙家栋站在书房外的阳台上，久久地仰望着星空——他的眼睛眯缝成了一条线。我们习惯于用浓眉大眼来描摹英雄，按这个标准，这位航天科学家似乎有点逊色，但他不大的眼里又分明闪烁着最亮的光。眯缝眼是孙家栋家族的基因遗传，或者说是他们家族的一个徽记——他的祖辈、父辈和晚辈，都是眯缝眼。不过，当年钱学森最先发现，这位年轻人的双眼虽然平时有些眯缝，但关键时刻睁大了，便顿时闪闪发亮，敏锐犀利。

不知从什么时候开始，孙家栋有了仰望星空的习惯。夜半，夫人醒来，发现身旁的老伴儿不见了，就连忙起来，见他又在阳台上仰望星空呢。此时，北斗七星正像一把银勺似的悬挂在正北的太空上，闪闪烁烁。夫人摸透了老伴儿的脾气，这时候绝对不能打扰他，劝他休息。你一劝，平日里好脾气的他，立即会跟你急。夫人只能蹑手蹑脚地给他搬张椅子，又取来件衣裳轻轻披在他的身上，不敢打乱他的思绪。他就这样一直望啊、想啊，直到天际泛白，星星和月亮悄悄隐去。夫人这时才敢在一旁打趣道：“看见北斗、嫦娥了？看到牛郎、织女了？这回满意了吧？该吃早点了！”

孙家栋坦言，自己最初的天文知识，除了太阳和月亮，最早认识的便是北斗七星。至今他依然记得一则民间谚语：“斗柄指东，天下皆春；斗柄指北，天下皆夏；斗柄指西，天下皆秋；斗柄指南，天下皆冬。”

民间谚语，是劳动人民在长期实践中获得的智慧结晶。通过北斗七星斗柄的变化，感知四季更迭，少年孙家栋曾为之折服。当然，彼时的孙家栋做梦都没有想到，自己后来会成为中国北斗卫星导航系统工程的总设计师。

北斗星，过不了多久，中国人会为你创造一个伙伴，它与你同名，在太空与你相伴……

第二章 北斗一号

4.“买星”与“造星”？

如果将北斗一号的“两总”看作是一支交响乐团的话，那么，孙家栋便是乐团的指挥，组织各种人马，协调各方力量、集中各种智慧，完成了北斗一号技术路线论证和总体设计，描绘出了一幅北斗未来的蓝图：

提出双星定位模式下时差测量定位方法，实现了“双收单发、单收双发”多模式双星定位模型，为仅利用两颗卫星，实现覆盖中国及周边地区大范围快速定位、精确授时应用奠定了基础。

制订了出入站测距信号体制与地面集中式定位处理方案，解决了在一秒内实现快速定位报告的难题，使北斗一号系统成为国际上用时最短的定位报告系统。

创建了北斗系统集群用户应用及指挥型用户机设计方法，将用户定位、位置报告、跟踪监视等多功能融为一体，实现了指挥机关对所辖用户的指挥控制，有效提升了北斗系统的应用效能，成为北斗系统一大特色。

北斗一号工程的总体蓝图展现了北斗一号的三大功能：一、快速定位，为服务区域内的用户提供全天候的实时定位服务；二、精确授时，精度达20纳秒；三、短报文通信，一次可传送120个汉字信息。

作为卫星系统总设计师，范本尧遇到的首要问题是，北斗一号卫星用什么平台？

我们不妨将时间推得更远一些，从尼克松访华说起——

1972年2月21日上午11时30分，美国总统尼克松乘坐的“空军一号”专机降落在北京机场。

机舱门打开了，尼克松在悬梯上停留了片刻。他用热切而又好奇的目光看着眼前景象，似乎想印证一下一直被西方称为“红色中国”的国土是否真的是赤色；也许他在思考，即将面对的是怎样一批共产主义信仰者……

尼克松携夫人走下舷梯，向前来迎接的中国总理周恩来伸出双手。中美两国领导人的手握在一起。尼克松称“这是跨越太平洋的握手”。

当晚，周恩来在钓鱼台宴请尼克松，尼克松却反客为主，帮助周恩来脱掉呢子大衣，这个镜头曾轰动一时。周恩来与尼克松一起观看当天活动的录像回放，刚看了几个镜头，尼克松就对周恩来说：“总理阁下，现在美国人民也坐在电视机旁观看我们今天的活动呢。”周恩来略为诧异：“是吗？”尼克松笑了，指着身旁安保人员拎着的“黑皮箱”说：“从我踏上中国领土起，我每时每刻的活动便全部由它‘记录在案’，然后再通过我们天上的卫星，实时传回美国。”

宴毕，周恩来向有关部门询问“黑皮箱”的奥妙，中央电视台随即介绍那是卫星地面站的终端。周恩来不无感慨地说：“可惜，天上还没有我们中国的通信卫星。”

此时，美国已发射了多颗通信卫星。尼克松北京之行的视频，通过太平洋上空美国通信卫星的实况转播，仅0.3秒就能将信号传输回去，美国本土一亿多的观众便可以目睹这些具有历史意义的场景。

中国人开了眼界，通信卫星竟然有如此之魔力！

通信卫星是无线电通信的太空中继站，具有通信距离远、容量大、质量好、可靠性高和机动灵活等优点，在远距离通信、数据网络、电视教育、数据采集、电子邮件、政府行政管理、应急救灾、航海通信、航空通信等各种领域都可以广泛应用。

早在1968年，钱学森为空间技术制定规划时，就提出了中国卫星发展初期“三步走”的构想：第一，能上去；第二，占领同步轨道；第三，能回来。在我国历次修订的空间技术发展规划中，通信卫星都被列为重点发展的应用系列。

钱学森多次主持召开方案论证会，提出关键项目的研究课题，但是由于“文革”干扰，研制工作举步维艰，进展缓慢。

1974年5月19日凌晨，病中的周恩来看到一封来信摘要：《关于建立我国卫星通信的建议》。邮电部的三位年轻人在信中阐述了我国发展通信卫星的意义，又对我国发展通信卫星的现实性、必要性和可能性做了论证，建议由国家统一组织，安排我国通信卫星研制。

兹事体大，周恩来脑海里不由得回想起两年前尼克松访华的情景。他在信上批示：计委、国防科委联合召开一个会议，先将卫星通信的制造、协助和使用方针定下，然后再按计划分工做出规划，督促进行。

1979年8月，七机部任命孙家栋为东方红二号通信卫星总设计师。

作为总设计师，孙家栋既要考虑东方红二号技术上的先进性、可靠性，还要考虑它的经济性和合理性，为今后各种应用卫星发展明确原则和方向。

东方红二号通信卫星主体为圆柱形，直径2.1米，高3.1米，质量420千克。设计寿命为4年，有4个C波段转发器，可以传输4路彩色电视和2400路双向电话信号。可以每天24小时对电视、广播、电话、电报、数传、传真等各种模拟和数字通信信息进行传输，同时解决军队和远洋舰船的通信问题。

1983年10月，东方红二号的五大系统具备了发射试验的条件，与长征三号运载火箭一起运抵西昌卫星发射基地。

西昌卫星发射基地位于四川西南部的凉山彝族自治州境内。

钱学森1963年就建议，等大西南铁路修好后，应在大西南建设卫星发射中心。因为发射地球同步轨道卫星（或称静止卫星），在西南比在酒泉基地要节省很多燃料，而地球同步通信卫星是我国航天发展的重点之一。几经选址，最后定下西昌。1970年9月，酒泉基地的数千名官兵，从大西北向大西南秘密转移，经过十几年的苦战，终于打破了大小凉山的闭塞，于1982年在一条名叫“赶羊沟”的荒凉大峡谷里，修建起了我国第一个专门发射高轨道卫星的基地。

1984年1月29日16时，长征三号运载火箭载着东方红二号通信卫星，呼啸着飞向太空。

岂料，当火箭飞行至940秒时，第三级氢氧发动机第二次启动，仅仅过了3秒钟，推力消失，未能将卫星送入预定的大椭圆转移轨道，只进入了近地点200千米、远地点6000千米的椭圆形轨道，无法正常工作。

这如同一个马拉松运动员，体力跟不上，只跑了半途便停了下来。

面对失败与挫折，航天人没有畏惧和退却。“零差错”——这甚至有些违背科学规律的挑战极限，成为他们孜孜以求的目标。

1984年4月8日19时20分，长征三号运载火箭终于托举着第二颗东方红二号通信卫星，在巨大的轰鸣声中，腾空而起，直插苍穹。

4月16日18时27分57秒，卫星成功定点于东经125度赤道上空——中国有了自己研制的第一颗通信卫星！

东方红二号定点成功后，有关部门开展了电视和广播节目的传送，进行了图片、文字传真和数据传输等多种应用，开通了北京至乌鲁木齐、拉萨、昆明三个方向的数字电话线，大大提高了通话效果和信息传输的安全性、可靠性，初步改变了我国边远地区通信落后的状况。从此，中央电视台开始用卫星对新疆、西藏、云南等边远地区传送电视、广播节目。通信卫星成功发射，具有里程碑意义，它标志着我国运载火箭技术和卫星通信技术跨入了世界先进行列——原来，我们日常生活中感受到的变化，离不开一群技术精英的创造。

到了1990年代初期，东方红二号通信卫星的设计寿命很快就要到期了。此时天上已经没有国产的通信卫星及国产转发器能够投入使用，而在役的运载火箭又没有能力发射高轨道重型通信卫星，国家电视、广播、通信事业面临严重危机，看来只能动用巨额外汇，租借国外的中星五号卫星，缓解当时紧张而又尴尬的局面。

邮电部门非常着急，拟以租用方式购买外国卫星，既快还保险。于是紧急派人出国考察，并向美、德、法等外国公司招标。

航天人更着急，我国通过东方红二号通信卫星的研制，已经建立起了一支具有相当水平的研制队伍，相信不用太长时间，一定能够造出性能更加先进的通信卫星。一旦全面启动“买星”计划，国产卫星的研制必将遭遇空前打击，甚至许多空间技术发展机遇都可能丧失殆尽。这时，孙家栋挺身而出，明确表示：要以“我”为主，尽快拿出通信卫星。

“买星”还是“造星”？时任国务院副总理李鹏主持召开国家电子振兴领导小组会议，一番争论过后，意见还是难以统一。最后国务院下发文件，明确通信卫星要靠“中国造”。

范本尧告诉我：“作为东方红三号卫星的总师，面临的是一场硬仗，非常难！当时航天部的领导在国务院领导面前拍了胸脯：一是卫星一定达到国外水平；二是一定要接上即将到期的1988年发射的那两颗通信卫星；三是经费与买国外的卫星一样。我作为卫星总师，压力特别大。有的领导对这颗星还是不放心，提出能不能总体方案与国外公司合作，我们坚决不同意，总体方案相当于人的大脑，‘大脑’都合作了，还不如买颗外国星算了。又是一番论证，最后才定下自己搞。”

东方红三号是我国首次使用三轴稳定技术的中等容量的新一代通信卫星，可承载220千克的有效载荷，星上配置了24台C波段转发器，其中6台是16瓦中功率转发器，用于传输电视信号；其余18台是8瓦低功率转发器。服务区域包括中国内陆及近海岛屿，主要用于电视传输、电话、电报、传真、广播和数据传输等业务，可连续向全国同时传输6路彩色电视和8000路双工电话信号（采用频带压缩传输技术后能传送更多），设计工作寿命为8年，达到国际同类卫星的先进水平。

范本尧说：“‘东二’只有4个转发器，所采用的技术比较落后。‘东三’要在此基础上开发24个转发器，技术继承性只有20%—30%；而国外开发新星的技术继承性一般为70%左右。技术继承性越低，意味着开发的风险越大。”

经过可行性论证、方案设计、初样研制、正样研制，第一颗东方红三号卫星在完成各项检测和地面试验后于1994年9月出厂。

同年11月30日，长征三号甲火箭升空，1419秒后，星箭分离，东方红三号卫星被准确送入了地球同步转移轨道。在地面卫星飞控中心跟踪和控制下，卫星经过3次变轨，进入同步轨道。但由于星上10牛推力器燃料耗尽，致使无法定点投入使用。星上其他各系统经测试和试验表明正常。

“东三”失利，如雷轰顶，让范本尧那些日子总是双眉紧锁。

“‘东三’使用了一些新技术，使用新技术是要冒风险的，同样，使用国产元器件也曾经是要冒风险的。所以，过去好些年，我们的型号、项目总师，为了保险起见，能用进口件就尽量不用国产件。尽管用进口件花钱多一些，但用了国产件，一旦出问题，压力最大的是总师。我却是能用国产件就尽量不用进口件，有人称我是‘范大胆’……”多年后回忆起来，范本尧还是如临其境。

范本尧祖籍上海，1935年出生于汕头。父亲在电信局工作。少年时代留给范本尧最深刻的印象是逃难，躲避日军飞机的轰炸。满天都是日本鬼子的飞机，像黑老鸹似的密密麻麻。只要警报声一响，便胆战心惊，这种心理创伤一辈子难以治愈。1948年父亲奉调回沪，全家人回到了上海。当时国民党大势已去，时局混乱，物价疯涨。1949年5月，上海解放。市民清晨出门看见怀里抱着枪的中国人民解放军官兵，睡在屋檐下、马路边。就在这一瞬间，上海人民认识了这支陌生的军队。正在上中学的范本尧，也第一次听说了“解放军”这个称呼。

1953年高中毕业，想起少年时代国防弱、受欺凌的情景，范本尧报考了大连工学院造船系。他认为造船与海军有关，与国防有关。在大连工学院学了两年，全国大学院系调整，大连工学院并入上海造船学院，后又并入上海交大造船系。他大四做毕业论文，是关于潜艇的。毕业前，忽然接到通知，去北京中科院参加一个工程力学研究班。这个班一共有100人，分成固体、流体、一般力学三个专业，学员享受研究生待遇。后来才知道，钱学森回国不久，看到国内科学界理论与工程脱节的状况，与钱伟长等著名科学家，提议办这个研究班，让理论与工程相融，储备人才。当时，钱学森请了国内最好的一批科学家来为他们授课，钱伟长教工程数学兼班主任，郭永怀教流体力学。

1959年，范本尧被分配到中科院力学所，当时所里正在进行卫星预研。

后来，他参与了灯塔一号、东方红二号、东方红三号的研制。1994年8月3日，他被任命为北斗一号卫星系统总设计师。

北斗一号在预研阶段采用的东方红二号平台消旋方案，这是凝结卫星系统设计师们多年心血的方案，以满足卫星的技术状态和总体技术指标为初步目标。

卫星由有效载荷、电源、测控、控制、结构以及远地点发动机等7个分系统组成，起飞重量1450千克，寿命6年。

范本尧接手时，消旋平台仍有几个关键问题无法解决，在振动试验中两次失败，方案设计面临多重矛盾。

卫星拖了工程的后腿，工程总师孙家栋着急了，又一次来找范本尧。

见范本尧面露难色，孙家栋问：“平台问题解决了吗？”

“做了很多试验还是不行。”范本尧有点歉疚。

孙家栋似乎是下了决心：“看来不能一条路走到底，得换思路，换平台啦。”

换平台？范本尧眼睛睁大了，这关系到改变研制规划，“换哪种平台？”

孙家栋反问：“你看东方红三号平台怎么样？”

“东三”平台比起“东二”平台自然是强多了，但因为前不久第一颗东方红三号卫星发射失败，此时，谁还敢提用“东三”平台取代“东二”平台？

孙家栋看出了范本尧的担心：“老范，你是‘东三’的总设计师，你说说这次失败主要原因是什么。”

“我认为‘东三’失败是卫星的质量问题，一些关键部件达不到设计要求。卫星平台本身没问题。”

孙家栋说：“既然平台没问题，那把质量问题解决了，完全可以用‘东三’平台取代‘东二’平台嘛。我们再仔细论证一下，此事不能再拖了。”

东方红三号卫星首发虽然未能定点投入使用，但在一个月的在轨飞行中，卫星平台各系统得到了考验，证明了平台方案的正确性和可行性。“东三”卫星发射失利的教训，成了陷入困境的北斗一号卫星设计队伍的“肩膀”，成了他们再起步的推力，科学研究就是如此螺旋式的进展。

范本尧和卫星总体室主任刘杰荣，很快完成了平台更改方案的论证，提出用东方红三号卫星平台取代双自旋卫星平台的建议。其主要理由有：一是东方红三号卫星有效载荷的重量可在原来的基础上增加49—59千克，功率可增加约530瓦，克服了双自旋卫星平台较大的局限性；二是卫星的技术性能可以得到改善，且卫星寿命可以由6年提高到8年，明显提高了使用性能和效益；三是可以更好地利用和发挥长征三号运载火箭的能力。

孙家栋最后决策：北斗一号卫星平台转而采用东方红三号卫星的三轴稳定平台。

路子顺了，卫星的研制进度大大加快了。

后来，范本尧深有感触地说：“多亏孙老敢于担当，平台换得太及时了！”

5.快捕精跟

又一只“拦路虎”将北斗一号挡住了！它张牙舞爪，虎视眈眈！甚至还公开与陈芳允院士叫板：“你的‘双星定位’不灵，等着看笑话吧！”

这只“拦路虎”就是一时难以攻克的“快捕精跟”难题。陈芳允焦虑万分，他比谁都清楚“快捕精跟”在北斗工程中的作用。

北斗一号“双星定位系统”运用二球交会定位原理，采用有源定位体制。它首先由地面中心经两颗同步卫星分别向用户广播出站询问信号，用户机接收到任一卫星发来的询问信号，同时向两颗卫星发出定位申请响应信号，经两颗卫星分别向地面中心转发，地面中心对入站的用户响应信号进行快速捕获和精密跟踪测量，获得用户至两颗卫星的距离，结合数字高程图，解算出用户位置，并将其嵌入出站信息，用户接收后即可获得自身的即时位置。北斗一号完成一次服务，信号要进出地面主控站三次。北斗用户数以万计，信号数据海量，连接用户和地面站的纽带——入站信号同步设备——能否实现对信号的“快捕精跟”？破解这道难题，成为决定北斗一号工程进展的关键。

那段时间，隔几日卫星系统总指挥李祖洪就要给陈芳允打个电话：“陈院士，事情进展如何？”

李祖洪说的“事情”，指的就是怎么解决“快捕精跟”问题。让孙家栋、陈芳允、李祖洪没有想到的是，此时，冷不丁杀出一支名不见经传的队伍，主动请缨攻克“快捕精跟”这道航天难题。

提起当年的那场攻关战，国防科技大学电子科学学院副院长王飞雪记忆犹新——

1995年一个偶然机会，国防科技大学电子技术系青年教员雍少为在北京出差时，听说我国北斗卫星导航系统工程启动的消息。回到学校，雍少为将这一消息告诉了王飞雪、欧钢等几位在读博士生。那时美国的GPS系统已经达到全球98%的覆盖率。年轻的博士们都懂得导航定位系统对于一个国家的重要性，我国北斗导航系统立项，他们似乎隐隐约约感觉到难得的历史机遇即将到来。

不久，王飞雪应邀参加有关部门召开的北斗工程研讨会，见到了双星定位理论的首倡者陈芳允。王飞雪记住了陈芳允讲的几句话：“‘快捕精跟’这项技术，我们组织队伍攻关快10年了，还不见成果。这道难题现在成为一个瓶颈，攻克不了，北斗工程将无法继续向前推进。”

“快捕精跟！”“快捕精跟！！”几位年轻博士跃跃欲试，渴望参与北斗导航国家重大工程。得到校领导的支持后，他们立刻向有关部门请战。李祖洪亲自给他们打电话：“欢迎国防科大年轻团队参加北斗工程攻关。”

王飞雪，1971年出生于被称为“中国最美丽县城”的福建长汀。父亲是中学校长，母亲是县医院医生。在王飞雪的印象里，小时候，每当夜里醒来时，发现父母都在灯下读书。潜移默化，王飞雪成了一个爱读书、爱思考的孩子。1988年高考前夕，由于成绩优秀，他被推荐上北京大学生物系。后来，哥哥建议他学工科，因为工科比理科能解决实际问题。当年，国防科技大学电子系研制的“银河”计算机非常出名，王飞雪查阅了招生简章，电子系还有一个“目标跟踪”教研室。“目标跟踪”，有意思，王飞雪像是找到了某种感觉。他填报了国防科大电子系的志愿，并以优异的成绩被录取。本科、硕士、博士，国防科大为他插上了知识的翅膀，同时也塑造了他勤于思考的习惯。

王飞雪喜欢一个人冥思苦索，海阔天空，奇思妙想不断涌现。忽而霞光灿烂，忽而又是乌云密布；好一阵春风轻拂，又一阵暴风骤雨。肯定，否定；再肯定，再否定。有时似乎走进一条死胡同，蓦然回首，柳暗花明又一村。一股热血涌上心头，王飞雪忽然脑洞大开——他发现“快捕精跟”之所以会成为瓶颈，关键问题出在技术路线上。兄弟单位一直走数字模拟技术路线，事实证明，此路不通，再走下去永远见不到曙光。必须将新兴的计算机技术引入卫星信号处理领域，王飞雪将它称为“全数字信号处理技术”。他取来几张纸，凭着扎实的多学科基础，飞快写出了数学模型，然后，又将它变成了数字代码。放下笔的时候，窗户外已是朝霞满天。

早上，雍少为、欧钢来了。见到王飞雪的成果，惊喜万分。

雍少为擂了王飞雪一拳：“你小子深更半夜一个人吃独食啊！你是不是想获诺贝尔奖啊……”

“哎呀，我眼皮都快粘上了……”王飞雪一边说着，一边斜靠在行军床上。

“这时候怎么能睡觉？”雍少为一把将他拉了起来。

他们又将技术论证报告内容做了补充和修订。

郭桂蓉教授看了技术论证报告，脸上露出了笑容：“从理论角度看，这一技术路线没问题。不过，还得试验，前面的路还很长。”

好在接下来的仿真试验也取得理想的效果。陈芳允闻讯后，听取了王飞雪团队的汇报，然后又亲自组织“快捕精跟”立项论证会。

王飞雪至今难忘当年的那个情景，他告诉我：“仿真演示得在电脑上看，当时电脑是个稀罕物。主办方不知道从哪儿借了台奔腾286电脑，速度比老牛拉破车还慢。三个多小时才差不多走完程序，快出结果时，‘啪嚓’一声，死机了。咳，我急出了一头汗，恨不得钻进地缝里。第二天，好不容易找同学单位借了台奔腾486电脑，重新开始走程序，只五分钟，结果就出来了。会场一下子活跃了，孙家栋、陈芳允、谭述森、李祖洪等专家非常高兴。不过，也有专家持保留态度。他们觉得我国的导航工程刚刚起步，采用全数字信号处理技术，一步登天，实在是太冒险了。最后，还是陈芳允所长一锤定音，肯定了我们的方案。”

当时，还有个小插曲：项目通过了，有关部门给了四万元经费。王飞雪想，接下来搞研究特别需要一台运算速度比较快的电脑，希望能帮助解决。有关部门答复说，给了经费不能再给电脑。王飞雪脑子一转，说：“这样行不行？你们买台电脑借我们用，三个月以后归还。”他们同意了！王飞雪兴奋地抱着台奔腾486电脑回到学校。后来，就是靠这台电脑完成了更加精准的仿真试验。

王飞雪说：“那时候年轻，脑子里没有什么条条框框，敢闯，勇于创新。”

正当国防科大的年轻人准备开始下一步技术攻关时，又一个难题将他们难住了：“快捕精跟”技术设备使用方提出，研制原理样机的120万元经费必须风险同担。也就是说使用单位先付60万元，北斗团队垫付60万元经费，待样机研制成功后，使用单位再支付余款。如果研制失败，使用单位不再另付60万元。

60万，天文数字！几位小伙子一听，半天喘不过气来，全蒙了。只好向系领导求助。

系主任庄钊文也觉得很意外，参与了多年的科研，还是第一次要求风险同担。不过，换位思考，“快捕精跟”技术尽管通过了仿真试验，但能否真正做出样机，谁也不敢打包票。对方要求风险同担，也在情理之中。

庄钊文问财务室，账上只有90多万元，风险同担等于拿走系里一多半的周转资金。他不由得犹豫了片刻，这一锤子砸下去，成功了什么都好说，万一要是失败了，如何收场？

庄钊文打量着眼前几位年轻人，神色郑重地问：“事情需要你们去做，你们想不想干？”

王飞雪迫不及待：“主任，我们想干，非常想干！”

“有把握吗？”

“百分之百不敢说，但百分之八九十肯定有！”

“好！”庄钊文痛快地说，“尽管会有一定的风险，但这件事值得我们去做。希望你们放开手脚，大胆创新。干成了算大家的，万一失败了，责任我来承担。”

做一件前人没有做过的事情，不仅仅需要魄力和勇气，还必须要有智慧和毅力。从找到正确技术路线、关键技术攻关、样机研制、工程实现，到外场联调、正样生产，团队将这些工作开展得环环相扣，有条不紊。

王飞雪告诉我：“在我的记忆里，很长一段日子，我们都是在实验室里度过的。长沙冬天冷、夏天热，那时候条件差，室内没有空调。夏天穿着跨栏背心、短裤，还满身是汗。受不了了，便跑到自来水龙头下冲个澡，有时一天要冲好几次。冬天冷，手上生了冻疮，不得不一件件加衣服。嫌去食堂吃饭太浪费时间，便把一箱箱的方便面往实验室里扛。由于很少吃蔬菜和水果，口腔溃疡是常有的事情。工程样机做出来后，又开始紧张地测试。扛着仪器，北京、石家庄来回奔波。那些日子，上级部门经常通知我们去开会，会上，一些专家还是不断有质疑。于是，我们便一次次地答疑。当时年轻气盛，觉得那些专家是有意在为难我们，甚至还戴着‘有色眼镜’。有一次，我在黑板上为专家们演示一道公式，写完了，我将粉笔头用力地甩在地下，表示自己‘气壮如山’。现在想想，那时候还是历练太少，胸怀狭窄，有理不让人。其实，面对专家答疑，那是多难得的机会啊！你要回答专家的疑问，必须自己先把原理和技术难点想清楚了、解决了。你回答了一个个疑问，等于解决了一个个难题，免得再走弯路，工程也等于前进了一大步。现在大家都忙，一个会议你想请那么多的专家，还不一定请得到呢！请来了，也不一定都跟你说真话。所以说，我们这个团队真是伴随着北斗工程一起成长的。”

那天晚上——一个极其重要的晚上，雍少为、王飞雪、欧钢等围坐在接收机前，焦急地等待着、等待着，两年的心血，就等待着这一时刻的到来——忽然，显示屏上的脉冲信号忽明忽暗地闪烁起来。

一双双眼睛睁大了，一个个心跳加快了！有人喊了起来：

“成功了！”

“成功了！！”

国防科大团队不仅成功捕获了信号，而且达到了“快捕精跟”的性能指标。

1998年春节过后，他们又开始了新一轮攻关：系统联调。

联调大厅一角，摆放着行军床、被褥、洗漱用品，还有一二十箱方便面。

王飞雪提着只纸箱子，欧钢问：“什么宝贝？”

“精神清醒液。”

“没听说过，新产品？”

王飞雪掏出一袋，在他面前晃了晃。欧钢恍然大悟：“速溶咖啡！你小子在寻找精神刺激啊！”

王飞雪笑了：“对，对，做好了精神被刺激的准备！”

一天中午，陈芳允顶着寒风，踏着残雪，找到联调大厅。

王飞雪吃了一惊，拉着陈芳允的手：“陈老，天这么冷，您怎么来了？有什么情况我们会及时向您汇报的。”

陈芳允环视一下大厅，目光落在墙角的几张行军床上，问：“你们日夜都在干？”

“陈老，我们不能给北斗工程拖后腿。”

“知道你们的条件很差，但没想到这么艰苦。”陈芳允又说，“知道你们很努力，但没想到这么拼命。”

王飞雪说：“当年你们老一辈研制‘两弹一星’，比我们还拼命。”

陈芳允感慨道：“是的，那时候真被逼急了，没有其他路可走，只有靠拼命。我记得钱学森曾经说过：‘新中国底子薄，技术基础差，但中国人敢于拼搏，外国人能做到的，我们中国人也一定能做到！’你们这么年轻、这么努力，我很欣慰。”

多少次圆木警枕，多少回冬寒抱冰。

5月，陈芳允带着十几位专家再次来到联调大厅，当见到显示屏上脉冲信号闪烁时，专家们一片赞叹。

测试获得的第一批“快捕精跟”数据，大大超过预定指标。

有人说：“北斗一号工程科技含量最高的是‘快捕精跟’。”

王飞雪则直言：“除了实现了技术路线，还有更重要的收获是我们加深了对北斗工程的理解。”

“快捕精跟”系统整体技术达到了当时国际先进水平，部分技术处于国际领先地位，对我国卫星导航工程有着重要的推动作用。它通过了有关部门组织的鉴定，获得了专家委员会的高度赞赏。

北斗“快捕精跟”技术设备，先后获得了全军科技进步一等奖、国家科技进步二等奖。

6.太阳翼

三月天，冷不冷，暖不暖；几天前还是满眼枯枝败叶，几天后便已柳梢染绿。

这是五院与德国DASA公司的最后一次谈判。

谈判安排在北京新世纪宾馆。

五院的主谈代表是副院长、北斗一号工程卫星系统总指挥李祖洪和五院总经济师王渊。

DASA公司的主谈代表是驻中国代表宁克。

北斗一号卫星改用东方红三号卫星平台之后，利用“东三”平台的指导思想，即充分继承和利用五院其他型号已通过飞行试验的技术和成果。“东三”平台星上的部分器部件是引进的，北斗一号卫星研制，也遵循继续引进的原则。

“东三”通信卫星重要供电设备太阳翼是从德国MBB公司（后MBB公司与戴姆勒·奔驰宇航公司合并，称为DASA公司）引进的。五院向国外发出了书面技术要求和询价书，经过有关专家对各公司建议书的评审，德国DASA的技术方案符合北斗一号平台的要求。五院与DASA公司已经进行了多轮谈判。

最后一次谈判时间定于上午9时。不到8时，中方的几位代表都到齐了，一律西装革履，头发梳理得一丝不乱。

王渊一见李祖洪便说：“李总好像昨晚没休息好？”

李祖洪回了他一句：“何以见得？”

“您的眼珠上有些血丝，显然是没睡好。”

李祖洪笑了：“还真给你猜对了。为了今天的谈判，看了大半夜的资料，脑子一兴奋，几乎彻夜无眠。”

王渊说：“看来李总是势在必得啊！”

李祖洪问王渊：“知道我们的谈判对手是谁吗？”

“怎么不知道？德国人。日耳曼民族热爱自由、渴望荣誉、一丝不苟、自命不凡，当然也是最傲慢的。”

李祖洪接过话茬：“你只说对了一半。就工业基础和科学技术来说，我们与德国相比，他们是大学生，我们是小学生。所以说，我们今天面对的是一位‘巨人’！”

与宁克也不是第一次打交道了，东方红三号买了他们两副太阳翼。

宁克来了，一位四十几岁的中年人，也是西装革履，夹着个公文包。一进会议室就抱怨：“北京的空气质量实在是太糟糕了，你们看看，雾霾差不多把整个城市都给吞没了，连司机都迷路了。”

李祖洪笑笑：“我们是发展中国家嘛，一切都在发展、变化之中，宁克先生需要有耐心。”

“在我们德国，一年四季连空气都是甜的。”

“既然如此，请问先生干吗不远万里跑到我们北京来受罪？”

已经在北京生活了几年的宁克，学会了北京人的幽默，说：“李先生说得对，必须有耐心，如同北京老百姓喜欢说的那样：明天的太阳会比今天更灿烂！”

言归正传。话题马上转入价格。

宁克一上来就转攻为守：“李先生，我来中国五十多次了，北京已经入列国际大都市。刚才抱怨是抱怨，但我喜欢这个城市，历史悠久、安全、有序，北京老百姓友好、礼貌。但有一点我不喜欢……”

李祖洪马上问：“请问宁克先生不喜欢什么？”

“物价，这物价涨得太快了。我们公司的房租每年在涨，雇员的工资每年在涨，生活费用也每年在涨，在我的印象中没有什么不涨的。比如说：我刚到北京那年，冰糖葫芦是五毛钱一串，现在已经涨到一块钱了……”说罢，宁克耸了耸肩，做了个无可奈何的表情。

李祖洪笑着说：“看来，宁克先生成了‘中国通’了。”

“所以，我很抱歉地告诉中国朋友，太阳翼帆板的价格也要涨。”宁克终于交底。怪不得这位老兄一见面便抱怨这、抱怨那，伏笔原来在这里呢！

李祖洪摇了摇头，说：“宁克先生，您难道没发现近几年世界的一种潮流吗？农副产品的价格虽然在涨，但工业品的价格却一直在降。随着科技的发展，工业品的价格还会降。”

“我要提醒李先生，太阳翼是高科技产品，不属于工业产品。”

“一样的。我记得电脑刚上市时，价格定到天上去，这几年不是也开始在降价吗？”

双方你来我去，一方要涨，一方要降，谁也说服不了谁。

茶歇的时候，李祖洪轻声对王渊说：“这家伙是‘铁公鸡’，看来降价是不可能了。”

王渊说：“我们是否退一步？维持原价，但涨价是绝对不能答应的。”

前几年，“东三”从DASA进口太阳翼，每颗星两副帆板价格是220万美元。来之前，五院召集各方论证了一番，根据国际行情，希望对方能降点价；实在降不了，维持原来价格。

又一个回合下来，宁克同意维持原价。

双方打了个平手。

这回是李祖洪先开口了：“宁克先生，我们花巨资买了贵国的产品，除了按协议定的需要对产品生产进行监造和验收外，还想提个要求。”

“贵方参与监造和验收，我方不是已经同意了吗？”

“还有个要求。”

“请说。”

李祖洪说：“我们订购的太阳翼必须在中国组装。”

“什么……什么？你说什么？”宁克站了起来。

李祖洪态度坚决：“太阳翼必须在中国组装！”

宁克不屑一顾：“你们有这个能力吗？”

“你应该相信我们有这个能力！”

宁克说：“这不是相信不相信的问题，连走路都走不稳，你们就想着往前跑。你们根本没有这个能力。”

李祖洪说：“你应该相信！”

宁克涨红着脸，又是皱眉，又是耸肩，忽然，他问道：“难道必须满足你们这个条件？”

“必须满足。”

“没有商量余地？”

李祖洪斩钉截铁：“非如此不可！”

宁克涨红着脸，气急败坏：“你们中国人……太、太不自量，太不讲理了……”说罢，夹起公文包，与助理一起，甩手而去。

宁克的傲慢、偏见和无礼激怒了李祖洪和王渊，李祖洪猛一拍桌子：“欺人太甚！”

第二天，五院院长徐福祥紧急召集会议。

李祖洪介绍了谈判情况，一时反应强烈。

李祖洪说：“和他们谈判，他们从来都是以‘巨人’自居的。昨天，的确被‘巨人’羞辱了一番，太气人了。‘巨人’不让我们站在他们肩膀上，你求他们也不行……”

徐福祥决心已定：“求人不如求己，看来只有我们自己干了。”

其实，当时国内对太阳翼已经开始了预研，而且拿出了一些产品。前几年，遥感低轨卫星的太阳翼帆板就是国内自主研制的。与国外产品相比较，重量重了一些，精度也有差距。

会议最终决定：太阳翼，自己干！

刚刚散会，李祖洪的手机铃声响了，电话是孙家栋打来的：“祖洪啊，听说你们准备自己干太阳翼，我支持。这件事现在不做，将来也得做；迟做不如早做。光靠买外国的先进设备，是买不来我们北斗的。”

李祖洪激动地说：“孙总，有您的支持，我们心里更有底了。”

孙家栋继续给他鼓劲儿：“中国北斗国产化的进军号已经吹响了！”

李祖洪是北斗工程一员骁将，当然是我拟定的重要采访对象之一。他是福建莆田人，1961年以优异成绩考取北京大学技术物理系。他说自己永远会记住班主任在开学时说的一句话：“你们要珍惜在北大学习的机会啊，八百个农民一年辛勤劳作，才能供养一名大学生。”于是，每当学习有惰性时，他便用班主任的这句话来勉励自己。1967年毕业，他被分配到七机部504所（现中国空间技术研究院西安分院），开启了半个世纪的航天生涯。从技术员、研究员一直升任到所长，1991年1月调任五院副院长。至今，他已经在航天领域工作了半个世纪。

李祖洪现在是北斗卫星导航系统高级顾问。虽已79岁高龄，依然精神矍铄、声如洪钟，还在为北斗工程忙碌着。

李祖洪的普通话带着莆田腔。我告诉他，自己刚入伍时在福州旁边的连江黄岐半岛当兵，那里离莆田不太远，莆田出荔枝和龙眼，还有涵江的粉干。李祖洪一下来了情绪，说：“那我们算是半个福建老乡了。”

情感上拉近了距离，采访就变得异常流畅。我提到了当年与宁克的那场谈判：“那次谈判是不是对你刺激特别大？”

“何止是刺激，简直像被人扇了一耳光。他的傲慢与无礼，像一根针似的深深刺痛了我的心，至今想起来还是历历在目。”

我说：“这也反映了西方世界对中国的一种情绪。”

“对，当时整个西方世界都蔑视中国。不过，话说回来，那时候我们的确不行，双方的差距很大，我们只能是‘望其项背’，气喘吁吁跟着跑都追不上。我们去欧洲谈原子钟进口，也遇到同样的情况。你越落后，人家越看不起你，越欺负你。后来，我才说出了‘我们希望站在巨人的肩膀上，巨人不让我们站。怎么办？唯一的办法，就是我们自己也成为巨人’。”

我赞道：“这句话太经典了，说出了航天人一致的心声。十几年过去了，从北斗一号、北斗二号到北斗三号，中国有了自己的卫星导航系统；我们还同时有了‘嫦娥’奔月，‘天问’奔火，中国也慢慢成为巨人了。”

真可谓破釜沉舟！

“你被逼急了，无路可走了，只能是绝地反击，只能是置之死地而后生。”李祖洪说，“从这点来看，我觉得还得感谢当年那个德国人宁克，如果当时他不是欺人太甚，退一步，让一让，答应我们一些条件，或许我们还下不了那么大的决心，搞太阳翼的国产化。那样的话，势必推迟整个国产化的进程。我经历的这一幕，后来在我国高铁的合作谈判中也发生过，也是因为德国人的古板和高傲，失去了一次重要的机会。国防科工局对这件事也非常重视和支持，局长明确表态：五院如果自己研制太阳翼，参照买德国的产品220万美元一套的指标不减，节省下来的经费留给你们搞技改。”

李祖洪又说：“在以后的采访中，你会感受到器部件国产化一直贯穿于北斗工程建设全过程。这里面有反复，有曲折，国产化的路走得非常艰难。就像是滚石上山一般，须竭尽全力；否则，前功尽弃。但有一点是可以确定的，无论哪个国家，无论你有多少先进优势，都不要低估中国人的民族自尊心和自信心，以及由此所迸发出的无限创造力和巨大的能量。”

太阳翼是卫星的主要部件之一，又称太阳能帆板，它是卫星上收集太阳能的装置，也就是卫星的主要能量来源。

529厂原厂长高慎斌参加过当年太阳翼的攻关。

“那天，我记得是个星期天。”高慎斌回忆说，“徐院长突然打电话把李祖洪、501部主任马士骏、赵建成设计员、我，还有我们厂的设计员，叫到他家里。刚入座，便问我们：‘祖洪跟人家谈崩了，撕破脸皮了，怎么办？咱们自己干行不行？’到这时候了，大家都觉得不行也得行，硬着头皮都得自己干。太阳翼帆板对材料的刚度要求特别高，当时我国生产不出碳纤维线，一直从日本一家公司进口，价格昂贵。而且，每次买，对方驻京办事处都要我们签保证书。”

“什么保证书？”

“要我们保证从他们那里所购买的原材料，不得用于研制核武器和生化武器。第一次我给签了；后来买，还得签。我火了：‘你们不是到我们厂参观过吗？我们厂位于中关村，中关村这个地方能造核武器吗？你们不卖，拉倒，我们去法国买。’我知道，这一定是美国指使他们这样干的。欺负人嘛！我一发火，对方软了，以后再也不提签保证书了。”

太阳翼工艺极其复杂。高厂长介绍，首先要将碳纤维线织成布，再缠绕成管件，做成帆板框架，中间填入铝蜂窝，上面铺上碳纤维蒙皮，最后再贴上太阳能电池片。

太阳翼在太空环境工作，对平面度指标要求极高。

高厂长说：“刚开始，做出来的样品根本不符合指标要求。厂里专门成立了攻关小组，一次次摸索，一次次试验，最后终于达到了指标要求。”

太阳翼驱动机构SADA如同人的肩关节，带动太阳能帆板朝着太阳的方向转动，一天转一周，源源不断地获取能源，并将能量传递给卫星内部。SADA看似不起眼，却被称为“卫星的生命线”。

502所研究员高星带领团队进行SADA技术攻关，经过上百次试验，吃了无数苦头，终于研制出首个国产长寿命高轨道太阳翼SADA。

其中太阳能电池片的生产由中电18所负责。铰链生产由539厂负责。

太阳翼帆板和SADA做出来了，必须进行低温展开试验。去哪找那么大的真空罐，又把大家给难住了。

眼看工期越来越紧，一时半时找不到真空罐，总体部热控室主任刘强着急上火。一天，他突发奇想，找一个相对密封的大房间，改造成“真空罐”，把太阳翼帆板架起来，在每个帆板的铰链上安装液氮喷头，将温度控制在零下40摄氏度，不是也可以进行展开试验吗？

刘强把自己的想法告诉设计师赵坚成，赵坚成一听，说：“现在没有其他办法了，赶紧试试吧。”

即便是“土设备”，也需要钱啊！刘强去找总指挥李祖洪，谈了自己的打算。李祖洪觉得这个创意不错，问需要多少钱，刘强说二三十万差不多。李祖洪挺爽快，立即批了25万元。

他们找了个库房，将窗户全部封死，门也做了加厚包装。一个独特的“真空罐”做成了。把太阳翼帆板架起来，温度降到零下40摄氏度时，帆板展开自如。花了几十万元人民币，用“土办法”解决了大难题。

这自然得到孙家栋的赞赏：“坚成啊，听说你和刘强用土办法解决了低温试验问题。别管它‘土’不‘土’，只要能解决问题，就是好办法，就是创新。”

那年，美国休斯公司副总裁参观529厂，看到我们自己研制的太阳翼，大为惊奇，说它不光是个机件产品，更像是件宫廷艺术品。

经过几年的努力，五院已经完成控制系统三大关键部件地球敏感器、动量轮和帆板驱动机构的研制，并通过了试验验证。不过，产品虽然做出来了，但成熟度不够，质量控制也难以达到国外的水平，一些型号总师仍然对用国产部件代替引进部件持怀疑态度。

范本尧态度鲜明：“国产部件不上天，永远不可能成熟。虽然有风险，北斗一号愿意成为第一颗‘吃螃蟹’的卫星。”

北斗一号卫星改为“东三”平台后，他提出逐步用国产部件替代进口部件的方案：星上的两个地球敏感器，国产和进口各用一个；四个动量轮，国产和进口各用两个。通过各方的不懈努力，克服了一个又一个国产化过程中的技术难题，卫星控制系统三大关键部件产品终于都安装在了北斗一号卫星上，为我国卫星部件国产化的道路奠定了基础。

滚石上山，不进即退；滚石上山，迎头追赶……

7.“太空捞针”

今夜星光明亮，今夜“北斗人”翘首以待……

2000年10月31日午夜，西昌卫星发射中心。

发射塔上整装待发的长征三号运载火箭雄壮巍峨。

“点火！”随着01指挥员一声令下，在震天动地的轰鸣声中，长征三号托举着北斗一号01星，直插苍穹。

11月5日0时02分，卫星成功定点于东经140度赤道上空。

12月21日0时21分，北斗一号02星发射成功，12月26日定点于东经80度赤道上空。

在中国航天史上，这是值得浓墨重彩书写的一笔：中国有了自己的导航定位卫星！

某部和五院共同完成了两颗卫星的在轨测试，实际测试结果与理论推算基本一致，卫星有效载荷主要性能在轨测试全部达到任务书要求，星上各分系统工作正常，推进剂满足8年寿命要求。太阳翼、动量轮等国产化产品表现良好；国产红外地平仪首飞告捷；国产天线展开驱动电机，8瓦固放，先后在轨，表现优异。

利用两颗地球同步在轨卫星实现区域导航定位的方法是世界首创，卫星数量少、建设周期短、成本低、见效快，并配有独特的位置报告功能，具有显著的中国特色。北斗一号卫星成功在轨运行，使我国成为世界上第三个拥有导航卫星的国家，实现了我国独立自主建立卫星导航定位系统的目标，在国防现代化和国民经济建设中发挥了重要作用。

北斗一号横空出世，尽管无论是体量还是技术含量，都还无法与GPS一比。然而，它如同黎明前东方地平线上那一抹朝霞，绚丽多彩，生机勃勃。

北斗一号开通后，在国土测绘、交通运输、防灾救灾、海上作业、石油勘探等领域，开始广泛应用。当时有两个例子常常要拿来宣传：一个是2008年汶川大地震，山摇地动，楼房塌陷，在地面通信完全瘫痪的情况下，最先进入灾区的抢险救灾部队指挥员，正是利用北斗卫星导航系统的用户终端短报文功能，用每条100多字的信息，第一时间向上级指挥部报告灾情，点亮了生命的信号。二是黑龙江边防线上巡逻的战士，寒冬腊月把北斗终端机捂在怀里，使用时拿出来，用完后又立即放进怀里。战士们之所以将北斗终端机看得特别金贵，是因为有了北斗，他们便可以第一时间与上级取得联系。

有人对范本尧开玩笑：“范总，您是北斗一号卫星总设计师，怎么不弄只北斗一号终端机用用？”

范本尧认真地说：“那‘宝贝’我可用不起，那是给最需要的单位和人员使用的。”

范本尧告诉我：“那些年，打一颗卫星非常不容易。因为没有统一的总装测试场地，卫星先要在中关村总装厂总装；然后，拉到北郊祁家豁子511厂进行振动试验；再拉到怀柔做热真空试验；最后，再拉回中关村总装厂做最后测试。整个运输过程也非常复杂，先要派人将经过路线上桥梁的承重量、地下通道的标高，都要勘探明了。因为是保密的，都是在深更半夜运送的，还要申请公安部门警卫。卫星用帆布蒙着，老百姓还以为是什么新式武器。打一颗星，头头尾尾一般要半年多时间。哪有现在这么好的条件，所有的试验都在唐家岭总装厂解决了。”

北斗一号04星是北斗一号导航系统装备星，主要任务是作为北斗一号01星的接续卫星，与北斗一号02、03星共同承担北斗一号第一代卫星导航系统空间段的工作，确保系统稳定可靠运行，保证地面用户正常使用，实现与北斗二号卫星导航系统的无缝过渡。

2006年12月29日，北斗一号04星整星空运至西昌卫星发射中心。

冬日的西昌，晴空万里，阳光灿烂。一个月前，李祖洪、范本尧已率领试验队提前抵达西昌。

卫星一到，试验队全体队员搬设备、扛机柜、布电缆，干了三天体力活。

紧接着，加电、加注、测试……

2007年2月3日0时28分，北斗一号04星，由长征三号甲遥十二运载火箭发射升空。

0时52分，卫星进入预定轨道。星箭分离；搜索太阳；建立巡航姿态；

……

1时37分06秒，卫星按预定程序实施太阳翼帆板展开，在最后一组太阳翼压紧点程控起爆后，测控员突然报告：“遥测信号和下行信标消失。”

在西安飞控中心，北斗一号卫星系统副总设计师、飞控试验队长杨慧的心猛地一沉，说了声：“不可能啊！”

她在计算机荧屏上又搜寻了一番，所有的遥测数据中断。

第一次遇到这种险情，杨慧不由得有些慌张。她当即要求各岗位各就各位，快速检查确认所有关联遥测信息。

李祖洪和范本尧闻讯急忙赶来。

李祖洪问：“发射一切正常，信号怎么会丢了？”

几个人在计算机前调试了几遍，依然不见04星踪迹。

李祖洪与范本尧的目光交汇在一起。范本尧说：“李总，要不要把天线切换一下？”

李祖洪问杨慧：“你说呢？”

杨慧想了一下，说：“我看行。”

李祖洪浓眉一竖：“好，立即将这个决定上报，准备切换天线。”

当时，没有马上发此指令，原因在于北斗一号04星有两副天线，一副是全向天线，对地面照射呈70度，另一副是定向天线，只有5×7度，根据当时卫星的姿态计算，考虑到定向天线张角的工作范围比较小，达不到接收信号的范围。按计算应该是早晨6至7时，定向天线才能进入接收信号范围。

7时36分51秒，在发令将卫星测控下行通道B由全向工作模式转为定向工作模式后，遥测出现，但信号断断续续。再发令进行处置，却没有效果。

9时04分07秒，卫星南、北蓄电池显示能源耗尽，整星断电，遥测信号再次中断。

04星失联！

上下震惊！

中国航天科技集团公司总经理张庆伟、五院院长袁家军等领导和孙家栋总设计师闻讯，第一时间赶到西安飞控中心。

一时间大厅里愁云密布，气氛压抑。

一见愁眉苦脸的杨慧，孙家栋问：“好像哭鼻子了？”

杨慧强作欢颜勉强地笑了一下。

孙家栋淡定地说：“航天本来就是高风险行业嘛。”

杨慧轻声说道：“孙老，真有点天要塌下来的感觉。”

“有这么严重吗？天塌下来有我们这些高个儿顶着嘛！”孙家栋一直在调整现场的气氛。抢救工作全面展开。

孙家栋、李祖洪、范本尧、杨慧和东方红三号平台控制计算机首席专家沈士岑，反复推演计算卫星在轨的姿态、轨道状态。卫星总体、测控、供配电、控制、推进等各专业人员分别从各自专业进行状态预示推演，同时协同后方工作人员，经过大量的仿真试验、计算分析及地面摸底试验，对卫星做出了较为准确的预示，并在此基础上制定了合理的飞控方案。

杨慧平日性格乐观，干起活来风风火火，忽然间，话少了，一双蛾眉紧蹙。一颗星几亿元人民币不说，它还凝聚着多少科研人员的心血，寄托着多少科研人员的厚望啊！

杨慧将试验队员召集到一起，问道：“怎么一个个都蔫了？04星就是咱家的‘孩子’啊，现在‘孩子’走丢了，还不赶紧去找！”

“‘孩子’丢了，谁不着急？”

“谁不想找呀杨总，可茫茫长空，不知道去哪找！”

杨慧说：“这两天经过各方分析，卫星姿态依据惯量轴，如果太阳翼法线与太阳有一定角度，太阳翼可以部分受照，可以恢复供电。这时候的关键点是应该考虑清楚三个预示：第一是姿态轨道预示，第二是能源预示，第三是温度预示。大家要明白，卫星在无控状态下，温度会迅速降低，预测降至零下90摄氏度。那么恢复加电的时候，卫星温度降低到了多少度？星上会不会结冰？即便恢复供电了，卫星上的设备还能不能工作？还不敢肯定。”

试验队对卫星姿态进行了分析，并通过地面测控设备连续寻找、搜索、跟踪，实施了6000多次交替加断电和超低温运行，抢救组也采取了全面的综合技术措施。

天无绝人之路。通过所有的预示、计算、试验、分析，试验队推断在发射后的第13—15天这个时间段，卫星太阳翼帆板与太阳的夹角逐渐增大，帆板逐渐受照，正在某海域执行04星测控任务的远望2号测控船，有可能在凌晨三四时，收到04星的遥测信号。

试验队员们的精神为之一振。

那些日子，几乎每天凌晨三四时，杨慧都要跟值班队员一起，目不转睛地盯视着计算机屏幕，期盼着遥测弧段出现。

杨慧每天的工作日记本记录的只有四个字：寻找！期待！

……

第8天：寻找！期待！

……

第10天：寻找！期待！

……

第13天，所有的试验队员早早地守候在飞控大厅，热切并焦虑地期待着04星在预定时间里出现。

杨慧坐在计算机前，两眼一眨不眨地盯视着屏幕……3时……4时……5时……屏幕上依然是白茫茫一片，没有显示遥测信号……

第13天：崩溃！

第14天：崩溃！

第15天：连死的心都有了！

后来杨慧说：“那是我工作后压力最大的一段日子，从来没有那么焦虑过，简直都快发疯了。如果能插上翅膀，我一定会飞上茫茫太空去寻找04星！”

大年初二，因为北斗二号试验星要出厂，李祖洪必须赶回北京。

几天来，李祖洪百思不得其解，打了这么多颗星，从来没有遇见过这种情况：一颗星说没就没了。一块石头扔到河里也会有个响声啊！临行前，他对杨慧说：“你们应该要有最坏的思想准备，实在不行的话，试验队就撤回去，海上的远望号测控船也要撤回去，不能老让它在海上漂啊。”

杨慧急了，两眼一瞪：“李总，你说什么？撤回？怎么能轻易撤回？”

李祖洪叹了口气：“你的心情可以理解，不过，干咱们这一行的，一定要经得起挫折啊！”

杨慧横下一条心：“李总，这时候试验队绝不能撤回，海上的远望号也不能撤回，找不到04星，我就死乞白赖待在这里了。”

平日里看似柔弱的杨慧，关键时刻这么坚决，把李祖洪给感动了，他表态说：“好，只要你们有信心，我全力支持你！”

已经是第16天了。天空阴沉沉的，雨像是要下又下不来似的，憋得挺难受。

杨慧进了餐厅，喝了杯酸奶，便匆匆离开了。这才过了几天，她瘦了一圈，眼窝深陷了下去，头发凌乱，连每天最喜欢戴的纱巾都不知扔哪去了。

回到宿舍，她想痛痛快快地哭一场，泪水正在眼窝里打转，耳旁却仿佛又响起了母亲说的那句话：“女人不能轻易流泪，更不能在领导面前流泪，这关系到一个人的尊严！”她咬着牙，硬是忍住了。

杨慧是“航二代”。父亲1958年从南京大学精密仪器系毕业后，一直在航天战线工作。1972年，15岁的杨慧初中毕业，从安徽芜湖跑到四川达县三线工厂去找父母。在达县念完高中，赶上知识青年上山下乡，她马上赴农村插队，成为一名下乡知青。杨慧至今仍记得她们那个知青点叫磐石公社14大队。刚下乡时，身高1米62的杨慧只有80斤重，长得像一棵豆芽菜。去河边挑水，光是两只木水桶就快把她的细腰压塌了。当地很穷，农民一年忙到头，连饭都吃不饱。知识青年原本是上山下乡接受贫下中农再教育的，没想到吃不饱饭的贫下中农根本没心思教育她们。那时候的杨慧特别爱哭，想家了哭，干活累了哭，心里有什么委屈也哭，于是，便有了母亲的那句话：“女人不能轻易流泪。”

两年八个月的插队锻炼，让杨慧从学生成为“准农民”，而其最值得炫耀的是，一顿能吃一斤的米饭；到公社送公粮，挑起一百多斤的稻谷，健步如飞。

1977年招工，杨慧进了一家军工厂。后来上大学，读研，1995年从燕山大学自动化系毕业后，经过双向选择进入五院501所。

恰逢北斗工程立项，她先是跟着范本尧干东方红三号项目，后又转到了北斗一号。2003年，出任北斗一号卫星系统副总设计师。

2月20日（正月初三）清晨，在计算机屏幕前守了大半夜的杨慧，神情沮丧，迈着沉重的步子离开飞控中心，刚刚靠在床上眯了一小会儿，忽然，传来了“砰、砰、砰……”的敲门声。

没等杨慧开门，一位女试验队员便在门外喊了起来：“杨总、杨总……6点25分46秒收到遥测信号了……”

杨慧简直不敢相信自己的耳朵！她抓过一件衣服，披在身上，夺门而出，飞快来到飞控中心，气喘吁吁地坐到计算机前。荧屏上若隐若现地显示着04星的遥测信号。在杨慧看来，那信号如同雨后挂在天空的一道彩虹，赤橙黄绿，光芒四射……

泪水就要涌出杨慧的眼眶，她咬着嘴唇，还是硬给忍住了。

忽然，杨慧想起来应该马上报告李祖洪总指挥。她拿起手机，翻找通信录，自言自语：“咦，怎么没有李总的电话号码？”一旁的试验队员提醒她：“杨总，您太激动了，你肯定存了。”

“是的，是的，肯定有，应该有……”杨慧拨通了李祖洪的电话，大声地喊了起来，“李总，找到了，找到了……”

手机里传来李祖洪兴奋的声音：“哇哈！煮熟的鸭子又飞回来了！”

喜欢古诗词的李祖洪，后来还赋诗一首：

闻抢救北斗一号04星有感

遥测中断毫秒间，杳无音讯十七天。

山穷水尽疑短路，柳暗花明电为先。

生死炼狱均有救，几经波澜志弥坚。

成败维系细微处，凤凰涅槃写新篇。

04星失而复得，有人形容是大海捞针，不，比大海捞针还难千百倍，称得上是太空捞针！

不过，此刻接收到的遥测信号还是断断续续，太阳翼帆板展开后没有转动，其法线指向卫星+X方向，帆板与太阳夹角为25度左右，星上充电时间短，电量不足以支撑持续遥测，卫星处于断续供电状态。每天接收到遥测信号必须具备两个条件：一是太阳翼受照，二是天线对准测控站。完全满足这两个条件，往往只有短短几分钟。

04星由于之前绝大部分时间都处于无电状态，整星温度极低（星内设备最低达零下70多摄氏度）、氧化剂已经冻结、部分设备受到不同程度的损伤，很多加热器无法使用。

爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏。此时，全国人民正在欢度一年一度的新春佳节。

顾不上和家人团圆，孙家栋率领专家团队根据卫星遥测数据，进行地面模拟验证和状态复查，发现卫星所处轨道每天都在下降。孙家栋对范本尧说：“必须赶快变轨。”果断决定提前对卫星实施点火变轨。

卫星接收指令正确，准确完成变轨，成功进入新的轨道，避免了坠入大气层的危险。

经过航天科研人员和西安卫星测控中心人员两个多月精心“养护”，3月5日完成卫星推进器系统解冻，3月7日卫星恢复了自主控制，并建立了安全的巡航姿态。

4月3日，开始组织对星上有效载荷进行检测。由于卫星供电系统故障依然存在，部分功能和运行寿命受到一定影响。当时卫星剩余燃料约225千克，预计使用寿命也受到较大的影响。

04星在入轨发生故障，频繁出现新问题的情况下，成功定点运行，创造了卫星抢救成功的又一奇迹，实现了多项技术突破，积累了极其宝贵的经验。它在轨工作了两年，在仅有一个电池、一个太阳翼的状态下顽强地“活”着。北斗一号飞控队员日夜监控，像照顾婴儿似的呵护着04星。在最大地敏期间，断加热器把功率释放出来供载荷使用。由于四个地敏坏了一个，控制难度很大。他们攻克了地球敏感器太阳、月亮干扰保护的难题，使卫星仍能维持姿态的稳定；同时，还采用了多种方法克服由于质心偏移给姿态轨道控制带来的困难。

2007年4月27日，有关部门完成北斗一号04星有效载荷在轨检测工作，给出了04星平台工作基本稳定、有效载荷工作基本正常的结论，正式交付用户使用。

范本尧曾半开玩笑半认真地问杨慧：“杨慧啊，打04星你一共哭了几回？”

杨慧一下子变得认真起来：“范总，向毛主席保证，对于我个人来说，这次的最大成功是一回都没哭！”她笑着，眼窝里溢满了泪珠儿，差点儿滚落下来……

第三章 至今热血犹殷红

8.“两弹一星”

2021年9月22日，中国科学院院士、著名物理学家杨振宁99岁生日。按中国民间“过九不过十”的传统，这就是百岁寿辰。

是日，清华大学、中国物理学会、香港中文大学联合主办“杨振宁先生学术思想研讨会——贺杨振宁百年华诞”。杨振宁发表了《但愿人长久，千里共同途》的讲话，深情地回忆起50年前的一段往事：

……

1971年第一次访问新中国——那是我人生中非常重要的一段，使得我对新中国第一次有了一点认识，而这个认识对于我的50年人生轨迹有非常大的影响。

那次访问除了看望住院的父亲以外，还见了很多亲戚和朋友，其中最重要的就是邓稼先。中国原子弹爆炸后，美国的报纸很快有种种消息。说是设计中国原子弹的人物里头有邓稼先。邓稼先是我中学、大学、在美国期间的知心朋友，所以对于这个消息我当然十分注意。我也注意到另外一个消息，说毛主席派飞机到陕北把美国物理学家寒春接到北京，帮助中国制造原子弹。我与寒春曾经在芝加哥大学同一个实验室工作了20个月。

我很想知道中国的原子弹是不是中国人自己造出来的，有没有外国人帮忙。离开北京时邓稼先送我，陪我一直走到飞机的舷梯下。我实在憋不住了，问他寒春有没有参加中国原子弹的设计。他说觉得没有，不过他要跟组织上认证一下才告诉我。

组织告诉他没有外国人参加原子弹的制造，除了在最先的时候略微有一些苏联人的帮助，后来都是中国人自己做的。邓稼先写了一封信，第二天派专人送到上海。在信的最后，他这样给了一个期望：“但愿人长久”，他把“千里共婵娟”改了一下，变成“千里共同途”，当时我没有看懂这句话。“千里共同途”是什么意思？后来想了想，知道这是一个很深的意思。我觉得五十年之后的今天，我可以跟邓稼先说：稼先，我懂你“共同途”的意思了，我可以很自信地跟你说，我这以后五十年是符合你“共同途”的瞩望，我相信你也会满意的。再见！

时钟拨回1971年，中美两国之间那扇沉重的大门尚未打开。因此，1971年7月，诺贝尔物理学奖获得者、美籍华人科学家杨振宁回国访问，成为破冰之旅，轰动一时。

在杨振宁开列的师友名单中，回国后第一个想见的就是邓稼先。

邓稼先和杨振宁是世交、少年朋友，还是西南联大物理系同学，杨振宁比邓稼先高三届，在学习上常帮助他。

1948年，邓稼先考取美国普渡大学，苦读深研，只用两年便完成了博士学业。此时，朝鲜战争爆发，他怕夜长梦多，拿到博士学位后的第九天（1950年8月29日）便毅然登船回国。

邓稼先被安排到中国科学院近代物理研究所工作，在彭桓武教授领导下从事原子核理论研究。

面临帝国主义的核讹诈、核威胁，中国和苏联签订了《国防新科技协定》，苏联承诺向中国提供原子弹数学模型与图纸资料。但是，事情才刚刚开了个头，1959年苏联方面单方面撕毁协定，随后撤走在华的核工业系统的全部专家，停止供应一切技术设备和资料。

情势所迫，中央决定自力更生研制核武器。一天，二机部副部长刘杰找到邓稼先，说“国家要放一个‘大炮仗’”，征询他是否愿意参加这项绝密工作。邓稼先马上明白“大炮仗”是原子弹，没有丝毫犹豫。回家后，他对妻子只说自己“要调动工作”，不能再照顾家庭和孩子，通信也困难。他坚定地说：“今后我的生命就献给未来的工作了，做好了这件事，我一生就过得很有意义。就是为它死了也值得。”从此，邓稼先的名字在报刊和对外联络中消失，他的身影只出现在戒备森严的深院和大漠戈壁。

1964年中国第一颗原子弹爆炸成功，世界震撼了。远在美国的杨振宁也是激动万分，不由得想起自己的挚友邓稼先，隐隐约约感觉他一定参与其中。

原子弹研制成功后不久，“十年浩劫”开始，历尽千辛万苦，1967年，中国第一颗氢弹爆炸成功。邓稼先和科学家们依然像牛一般负重前行……

邓稼先长期工作在核武器研制基地。基地位于海拔3800多米的高原地区，缺氧加上物资极度匮乏，他熬干了心血，透支了身体，刚过甲子，却形如耄耋。1985年，被确诊为癌症晚期。一年后，邓稼先离世，享年62岁。临终前念兹在兹的是“不要让人家把我们落得太远”。

杨振宁说：假如有一天哪位导演要拍摄《邓稼先传》，我要向他建议，背景音乐要用“五四”时代的一首歌，我是儿时从父亲口中学到的：

中国男儿、中国男儿，

要将只手撑天空。

长江、大河，亚洲之东，峨峨昆仑，

古今多少奇丈夫，

碎首黄尘，燕然勒功，至今热血犹殷红。

除了邓稼先，王淦昌也是一位值得后人铭记的“两弹一星”元勋。当邓稼先1941年考入西南联大时，王淦昌已是卓有成就的名教授。后来与杨振宁同获诺奖的李政道，就是他在浙江大学任教时的得意门生。

王淦昌在《关于探测微子的一个建议》的论文中，通过轻原子核俘获K壳层电子释放中微子时产生的反冲中微子的创造性实验方法，在物理界产生了很大影响。

1956年，王淦昌奉命赴苏联杜布纳联合核子研究所研习，主攻基本粒子研究，他领导的三人小组发现了国际公认的重要成果：“反西格玛负超子”。其间，恰逢国内遭遇自然灾害，他将自己省吃俭用节约下来的一万四千卢布，托大使馆转交国内赈灾。

1960年，王淦昌回国，倾力于基本粒子研究。

1961年，二机部副部长刘杰约谈王淦昌：“组织上想让您做一件重要的事情，请您参与领导原子弹的研制工作。帝国主义要卡我们，中国人要争这口气！”

王淦昌感到有些突然，他望着刘杰，静静地听着，蓦地，他站起来，毫不犹豫地说：“我愿以身许国！”

三天后，王淦昌到核武器研究院报到，担任副院长，主管核武器爆轰物理试验。从此，王淦昌改名“王京”。

从1961年到1978年，在世界物理学界各种学术交流活动中，再也看不到王淦昌的踪影；在物理界学术刊物中，王淦昌的名字也销声匿迹。

王淦昌的夫人都不知道丈夫从事什么工作，在哪里。她只知道一个“信箱”代号，家里靠这个“信箱”与他保持联系。

王淦昌长年累月在北京、青海、罗布泊之间奔波着，妻子只觉得他的背慢慢驼了，白发一年比一年多。

1978年，“王京”才又改回原名王淦昌。17年更名连他自己都不习惯了，多次签名都签成了“王京”。

也是在1941年，郭永怀从加拿大多伦多大学应用数学系硕士毕业，进入美国加州理工学院，与钱学森一起成为世界气体力学大师冯·卡门弟子。在校期间，他与钱学森合作，最早在跨声速流动问题中引入上下临界马赫数的概念。他们发现，对高速飞行真正有实际意义的是上临界马赫数，而不是以前大家所关注的下临界马赫数。郭永怀还发展了奇异摄动理论中的变形坐标法（即国际公认的PLK方法）。

郭永怀虽在海外留学，却一刻也没有忘记祖国，始终拒绝加入美国国籍。1956年，他在康奈尔大学晋升为正教授，不久就收到了已经归国的师兄钱学森的信，钱学森邀请他回国，并叮嘱道：快来！快来！

11月，郭永怀毫不犹豫地放弃了优厚的待遇和工作条件，毅然决定携夫人李佩和女儿回国。回国后，任中科院力学所副所长。1957年当选中科院学部委员。

1959年，郭永怀临危受命，与王淦昌、彭桓武组成中国核武器研究最初的“三驾马车”。爆轰物理试验，是突破原子弹技术的重要一环。为了取得可靠的爆炸模型，郭永怀带领队员反复试验。他提出的“两路并进，最后择优”的方法，为第一颗原子弹爆炸确定了最佳方案，这种方案后来应用于中国第一代核武器研制全过程。

1968年12月4日，郭永怀在青海基地的试验中发现了一个重要线索，需回北京汇报和研究，当天只剩下一班夜航班机，同事们担忧夜航不安全，劝他换成第二天的航班。但郭永怀坚持要走，其实同事们有所不知，当天他获知了一个揪心的消息，夫人李佩被中科大的“造反派”关进了“牛棚”。他万箭穿心，恨不能即刻飞回北京，了解详情。万没料到，次日凌晨，飞机在降落至距离地面约400米时，突然偏离跑道，扎向1公里外的苞米地后爆炸。当人们从飞机残骸中找到郭永怀遗体时，吃惊地发现他和警卫员紧紧地抱在一起。烧焦的两具遗体被分开后，中间掉出一只完好无损、装着绝密文件的公文包。在生命的最后瞬间，郭永怀用自己的身体保护了重要的科研资料。

一个民族总是有为它奉献、牺牲的精英，一个国家总是有为它奋斗、拼搏的英雄！

为了摆脱帝国主义的核威胁、核讹诈，参与“两弹一星”的科学家和科技工作者，远赴大漠深处，以板房帐篷为家，与戈壁黄沙相伴，甘做隐姓埋名人。在当时国家经济、技术基础薄弱和工作条件十分艰苦的情况下，自力更生，发愤图强，完全依靠自己的力量，用较少的投入和较短的时间，突破了原子弹、导弹和人造地球卫星等尖端技术，取得了举世瞩目的辉煌成就。

“两弹一星”的研制成功，成为新中国社会主义建设伟大成就的重要标志，充分显示了中华民族的创造能力，在国内外产生了巨大而深远的影响。它有力地推动了国家经济建设，大大增强了国防实力，促进了我国科学技术的发展。它打破了超级大国的核讹诈和核垄断，奠定了我国在国际事务中的重要地位，提振了国威、军威，极大地鼓舞了中国人民的志气，增强了中华民族的凝聚力。“两弹一星”的研制成功，培养和造就了一大批能吃苦、能攻关、能创新、能奉献的科技骨干队伍，为我国高新技术及相关产业的发展打下了坚实的基础。在“两弹一星”研制过程中积累的丰富经验和科学管理方法，已广泛应用于我国社会、经济和科研发展等各个领域；在“两弹一星”研制者身上体现出来的“热爱祖国、无私奉献、自力更生、艰苦奋斗、大力协同、勇于攀登”精神，已经成为全国各族人民宝贵的精神财富和不竭的力量源泉。特别是改革开放以来，在一代又一代科技工作者的不懈努力下，从研制“两弹一星”开始创立起来的我国高科技事业取得了长足的进步。

而这些为发展我国核武器和人造卫星，呕心沥血、筚路蓝缕的英雄们，到了中华人民共和国成立50周年之际，才第一次集体走到幕前。

1999年9月18日，党中央、国务院、中央军委隆重表彰为我国“两弹一星”事业做出突出贡献的23位科技专家，并授予他们“两弹一星功勋奖章”。

23位“两弹一星功勋奖章”获得者是（以姓氏笔画为序）:于敏、王大珩、王希季、朱光亚、孙家栋、任新民、吴自良、陈芳允、陈能宽、杨嘉墀、周光召、钱学森、屠守锷、黄纬禄、程开甲、彭桓武。王淦昌、邓稼先、赵九章、姚桐斌、钱骥、钱三强、郭永怀7人，在授勋前已经去世。

他们是真正的民族英雄，国家精英。在他们心中，国为重，家为轻；科学最重，名利最轻。

一部“两弹一星”史，让我们读懂了什么是一个国家和民族的精神，什么叫一代知识分子的品质和风骨。

“两弹一星”是矗立于祖国大地上的一座丰碑，它为中华民族留下了一份厚重的精神财富！

70岁的孙家栋是获奖者中年龄最小者。当党和国家领导人将那枚金光闪闪的金质奖章佩戴在他胸前时，他心潮澎湃，这是一种无上荣光，更是一种责任和使命。

让孙家栋深感痛惜的是，这个庄严而隆重的仪式，最应该站在主席台领奖的王淦昌、邓稼先、赵九章、姚桐斌、钱骥、钱三强、郭永怀7位功勋，却为中华民族的复兴，耗尽了最后一滴心血，永远无法来领受这份国家和人民授予的崇高荣誉了。而自己的恩师钱学森则由于身体原因未能出席当日的表彰会。

孙家栋这一代航天人，均得益于老一辈科学家的传帮带——一张图纸一张图纸地教，一个型号一个型号地带。在钱学森大师麾下幸运地工作了16年，钱老耳提面命，孙家栋机会最多、获益最大、感悟最深。于是，也便有了后来他自己的志向：“国家需要，我就去做！”

由于年事已高，当时钱学森不再过问航天的具体工作。但他的心一直牵挂着航天事业。

孙家栋平时不忍心打扰钱老，参加完表彰会后，他却有个强烈的愿望——见见钱老。两天后，秘书联系好了看望时间。

钱学森一直住中关村中科院1960年盖的那幢老式红砖房。他的职务从五院院长、七机部副部长到国防科委副主任，每次单位要给他调房，都被他拒绝了：“我现在的住房条件比和我同时归国的那些人都好，这已经脱离群众了，我常常为此感到不安，我不能脱离一般科技人员太远。”

那幢老式红砖房，孙家栋很熟悉，从东方红一号研制开始，他就经常往这里跑。

初秋，碧空如洗，银杏翠绿。

孙家栋望着车窗外的街景，想起第一次见钱学森的情景，时间如白驹过隙，一晃40年过去了……

1958年4月20日。孙家栋从苏联茹科夫斯基空军工程学院毕业回国不久，即被分配到国防部第五院一分院（中国运载火箭研究院前身）导弹总体设计部。那天，他特意穿了一套新军装，意气风发，迫不及待地赶到总体部报到。

中午，孙家栋与同事去食堂打饭，在小四合院走廊里，迎面走来一位四十来岁的中年人，个子不高，宽脸庞，前额发亮，鼻梁挺拔，微微蹙着双眉，像是在思考问题。

同事问他：“知道刚才走过的是谁吗？”

孙家栋摇了摇头。

“钱院长啊！”

“哪个钱院长？”

“钱学森院长啊！”

孙家栋收住脚步，急忙回头张望，嘴里轻声说着：“钱院长……他就是钱学森院长……在照片上见过，怪不得有些面熟……”

在苏联学习时，孙家栋他们留学生听说钱学森回国的消息，兴奋异常，学航空专业的谁不知道钱学森！没想到，今天竟与钱院长擦肩而过。

孙家栋埋怨道：“你怎么不早说呀，太遗憾了，刚才没能打声招呼。”

同事笑了：“以后见面机会多了。”

几天后，室主任让孙家栋给钱学森送份图纸。

到了钱学森办公室门口，孙家栋声音洪亮地喊道：“报告！”

孙家栋将图纸递上：“钱院长，这是室主任让送给您的。”

办公桌后的钱学森抬起头，打量着眼前这个小伙子，一米八五个头，身板笔直，留着个寸头，标准的军人形象，问：“你是孙家栋吧？”

“是的，院长。”

钱学森微笑着说：“听说你在苏联学得不错啊，都获‘斯大林奖章’了！”

孙家栋有点不好意思地笑了，一笑，眼睛有些眯缝。

“好啊，新中国的导弹事业刚刚起步，正需要你们这些年轻人。知道自己的任务了吗？”

孙家栋点了点头，“室主任布置了。”

蓦地，钱学森神色变得有些严峻起来，说：“你们正年轻，又经过专业学习，干我们这一行的，要有一种献身精神。我们将面临难以预料的困难和险阻，我们必须用百倍的信心和勇气，攻坚克难，去完成党和人民交给我们的重托！”

孙家栋抑制不住内心的激动，双腿一并，大声回答道：“首长，坚决完成任务！”

钱学森记住了这个喜欢眯缝着眼睛的年轻人。

1929年4月8日，孙家栋出生在辽宁盖县草甸子村。孙家栋的父亲孙树人垂髫之年，便被爷爷送进私塾启蒙。后来，孙树人入读沈阳师范学校。毕业后受聘于盖平师范学院，六年后升任校长。孙树人为儿子取名“家栋”，期盼他将来成为孙家的顶梁柱。老人未曾料到，半个世纪后，儿子会成为国家的栋梁、共和国的功臣。1932年，孙家全家迁往哈尔滨。1942年，孙家栋入学哈尔滨第一高等学校土木系。后来，孙家栋曾说：“小时候，最大的愿望是将来能成为一名土木建筑师，幻想可以亲手修路造桥。”

战乱容纳不下一张书桌。1945年冬，学校停课，孙家栋回到草甸子村。此时，父亲已去辽宁海城师范学校任教。孙家栋找到父亲，急切地期望能继续求学。父亲托人帮忙，他进了锦州大学先修班。

1948年9月，孙家栋考入由苏联代管的哈尔滨工业大学预科班。入学不久，新中国成立，哈工大交由中国政府管理。

1950年元宵节，学校通知：中国人民解放军空军将从哈工大挑选一批优秀学生去空军航校，有意者自愿报名接受挑选。参军！他向往已久。当晚，孙家栋便向学校递交了申请书，第二天即获批准。

孙家栋被分配到刚刚组建不久的沈阳空军第四航校。学校组织了一次考试，他的俄语成绩名列前茅。当时，航校刚来了一批苏联航空教官，孙家栋被分配给教官当授课翻译。我国空军的第一批飞行员，如赵宝桐、张积慧、王海、刘玉堤等都是从这所航校毕业后奔赴抗美援朝战场的。

新中国刚刚成立，为迅速改变贫穷落后的面貌，毛泽东高瞻远瞩，决定向苏联派遣留学生，学习先进的科学文化和管理经验。1951年7月，经过层层选拔，孙家栋被选派到苏联茹科夫斯基空军工程学院飞机设计维修及管理专业学习。

六年零八个月的深造，孙家栋以优异的成绩毕业，并且荣获最高苏维埃颁发的“斯大林奖章”——那一年，全苏联军队院校毕业生，仅有13名获得这一殊荣……

那是充满艰难困苦的岁月，也是个激情燃烧的年代。

1955年，钱学森回国后，赴哈尔滨军事工程学院参观时，陈赓院长坦率地问他：“钱博士，中国人搞导弹行不行？”

钱学森想都没想，回答得很干脆：“为什么不能搞？！外国人能搞，我们中国人就不能搞？难道中国人比外国人矮一截？”

钱学森的声音不大，但在陈赓听来，却是气壮山河。

陈赓兴奋地说：“好极了，就要你这句话！”

中国导弹研制最初是从仿制苏联卖给中国的两发“P-2”地地型近程导弹开始的。1957年12月24日，苏联两发“P-2”导弹秘密运到中国。

不久，苏联又运来一堆“P-2”资料和图纸。一分院立即组织技术人员投入紧张的翻译工作，翻译出来后再进行归类，有关总体技术指标和总体技术数据还要进行验算。当时正值盛夏，酷热难忍，加上蚊虫叮咬，有些人不得不赤膊钻进蚊帐里工作。

孙家栋在苏联学习了近七年，积累了扎实的基础理论知识，干起活儿来得心应手。特别是他的俄语水平非常高，“P-2”资料里有许多专业性很强的词语，遇到难点，同事们便去找他，他都能给予准确的回答。他做事情认真、卖力、会动脑筋，于是，很快就崭露头角。钱学森对他的印象就更深、更好了。

……

中关村到了，孙家栋走进老式红砖房。

钱学森斜靠在床上，见到孙家栋，微笑着朝他招了招手。

从90年代中期起，八旬高龄的钱学森由于双侧股骨头“无菌性坏死”，行走困难，只能在家中工作、学习，坐轮椅活动。后又患上“腰椎楔形骨折”，不得不改为在床上工作。工作人员专门为他准备了一个木架，用于写作、阅读，不再参加公开活动。

钱学森说：“家栋啊，你来得正好，这两天我本想找你来坐坐呢。”

孙家栋问：“钱老，有事？”

“你们那个北斗工程搞得怎样啦？”

孙家栋汇报了北斗卫星导航工程预研、立项、上马后进行的工作，已经取得的成果，遇到的困难，等等。孙家栋说：“钱老，您在二十几年前就提出了要发展自己的导航卫星，那时候国家财力不足，技术准备也不够，现在我们正在埋头苦干往前赶。”

钱学森欣慰地说：“卫星导航系统是一个国家的安全命脉，具有重大的战略意义。我们这么个大国，必须要有自己的卫星导航系统。研制中遇到困难是必然的，我们搞了这么多年的航天，哪个项目不是困难重重。像东方红一号，现在看实在是太简单了，但当时简直比登天还难‘，上得去，抓得住，看得见，听得到’，哪个环节都很难，不是都被一一攻破了吗？中国人的卫星不是也上天了吗？”

孙家栋说：“搞航天工程已经习惯了艰难险阻。”

钱学森叮嘱道：“家栋啊，北斗工程要走的路还很长，还会遇见许许多多艰难险阻，我送大家四个字：‘独立、创新’。”

独立，创新！这是一种风骨，更是一种精神！

后来，中国航天人在建设北斗卫星导航系统工程中，又产生了“自主创新、开放融合、万众一心、追求卓越”的新时代北斗精神。

新时代北斗精神是中国航天人在建设科技强国征程上树起的又一座精神丰碑，是与“两弹一星”精神、载人航天精神既血脉赓续又增添了鲜明时代特质的宝贵精神财富。

2004年1月23日，国务院批准绕月探测工程立项，将我国第一个探月工程命名为嫦娥工程。

5月，继1994年担任北斗一号工程总设计师后，孙家栋再次被任命为北斗二号工程总设计师。

一肩挑着“北斗”，一肩挑着“探月”，75岁的孙家栋进入他人生最忙碌、最操心、最激奋的时期。

第四章 北斗二号

9.大总体

行稳致远，进而有为。

走中国特色的发展道路，中国“北斗人”从北斗诞生的第一天起，就在思考着、践行着这一方向和目标。美国全球定位系统GPS自1989年2月14日发射成功第一颗组网卫星后，到1993年，已将24颗卫星布置在等间距分布的6条地球轨道上，实现了全球任何一点均可观测到4颗以上卫星的目标。俄罗斯（苏联）全球导航卫星系统格洛纳斯（GLONASS），从1982年10月开始启动，至1996年，拥有24颗卫星的格洛纳斯开始正式运行。与GPS不同的是，它的卫星分布在等间隔的3条轨道上。

海湾战争是GPS第一次在世人面前显露威力。在这场战争中，美军发射的GPS精确制导弹药虽然只占发射弹药总量的7%，却摧毁了80%的重要目标。欧盟坐不住了，1999年宣布建设独立的全球卫星导航系统伽利略。

参与国多，技术力量强，欧盟信心满满，计划投资30多亿欧元，采取类似“众筹”方法，由14个成员国以及其他相关参与方分摊出资。出于资金、市场和政治上考虑，伽利略计划也向欧盟以外的国家开放。

欧盟关注亚洲市场，2003年邀请中国投资并参与伽利略系统建设。大型航天工程投资大、风险高，国际合作并不新鲜，也有像国际空间站、航天飞机等成功的案例。此时，中国虽然即将建成北斗一号系统，但这是一个只有三颗卫星构成的区域性试验系统，能力有限，学习欧方先进技术与管理经验也是中方的一个诉求。双方一拍即合，中国按照各参与方的标准投入2亿欧元资金，与欧盟、欧空局等相关方一起加入了专门为伽利略计划设立的监管机构。第一笔7000万欧元的款项很快打到欧方账户，中国成为参加伽利略计划的第一个非欧盟成员国，并成为伽利略联合执行体中与欧盟成员国享有同等权利和义务的一员。然而国际局势瞬息万变，欧盟突然声明只有成员国才能拥有伽利略计划的表决权和使用权。中方就此逐渐脱离了伽利略系统核心，直至完全被边缘化，最后不得不退出伽利略计划。事实上，不光是伽利略，由于技术复杂、投入巨大、影响深远，美国和俄罗斯都在卫星导航系统建设上不同程度地考虑过国际合作，也多多少少与中国有过联系，但均未进入到实质性合作阶段。

孙家栋对国际合作一直持有清醒的认识，对外开放、国际合作，有利于开阔眼界、学习先进技术与经验，他坚决支持。但多年的经历与事实证明，凡涉及核心技术的合作，特别是关乎国防核心技术的合作，成功者寥寥。他不看好这种合作，只是出于服从国家大局考虑，没有明确表示反对。

他从1999年就开始指导技术团队开展自主卫星导航系统北斗二号的设计，国内多位院士、专家提出了设计方案。随着中欧合作矛盾不断、分歧加剧，孙家栋意识到：此事不宜再拖了，应该加快建设我国自主可控的北斗卫星导航系统。

2002年8月2日，孙家栋等联名上书航天主管部门领导，阐明了他们对国家发展卫星导航系统重要意义的分析以及实施方法和途径的建议。

中央领导高度重视，北斗二号卫星导航系统工程顺利立项，并列入国家科技重大专项。有关部门成立了工程建设领导小组。

孙家栋被任命为北斗二号卫星导航系统工程总设计师，李祖洪、谭述森被任命为副总设计师。

北斗二号系统是我国第一个复杂星座组网的航天系统，也是一个面向公众服务的国家空间基础设施和时空基准，系统性、开放性、竞争性的特点非常突出。北斗建设工程规模庞大、整体性强，技术指标、可靠性、稳定性要求均远远超出其他航天系统，而且新体制、新技术多，建设难度大，决策风险高。

北斗系统涉及工程建设、应用推广、政策法规、国际协调等诸多领域，涉及国家二十余个部门；工程建设又分为卫星系统、运载火箭系统、地面运控系统、地面应用系统、测控系统、发射场系统等六大系统，建设单位数百家，参与人员数以万计，是个复杂、庞大的航天工程。如何科学地将上千台设备，构建成一个提供全球高精度定位的星座系统，是个高精尖的技术问题；如何将几百家单位、几十万人马高效组织起来，是一个复杂的管理问题。技术、管理相互耦合，本身就是一个复杂的系统工程。这个系统工程的组织者是北斗系统总体设计部（也称“大总体”）。

一般的单星系统大总体工作不多，难度也不大。简单的总体设计，一年一次协调会就解决问题了。但北斗系统总体工作的内容、范畴、要求不可同日而语，仅总体协调会的频度都是按天计的。

孙家栋提出了构建北斗系统总体设计部的建议。他一直记得钱学森对总设计师和总体设计部的关系有过一段总结性的论述：

干我们这一行，一得之见多得很，有道理，可不见得全面。但在我们这儿有一条，最后是总设计师拍板。由总设计师听了各种意见之后，经过分析平衡，最后拍板。总设计师也不是一个人，他还有一个总体设计部，还有一个大班子，用现在的话说就是系统工程的班子。他们运用系统工程，衡量各种因素，选择最优方案。总设计师听了各方面的专家意见，又看了总体设计部的报告，最后下决心拍板。拍了板，谁再有意见也不算数了。

跟随钱学森多年，加上40多年在航天工程大总体的历练，孙家栋对大总体概念有自己的独到见解：“所谓总体，就是要用最可靠的技术、最少的代价、最短的时间、最有力的配合、最有效的适应性和最有远见的前瞻性，制定出最可行的方案，保证获得最好结果的一种方法和体制。北斗大总体干什么、负什么责任？卫星、地面、用户各自的任务和指标要求谁来分配？卫星和地面设备造出来了，如果连不起来谁负责？卫星发射成功了，组不成网谁来负责？面对问题，各大系统意见不一致，谁来拍板？这里的‘谁’，就是大总体，负责主体就是总体设计部。”

孙家栋在寻找北斗总体设计部的技术负责人，这个人应该要有很好的大局观、扎实的技术功底、灵活的协调技巧和坚强的意志——30岁刚出头的郭树人进入了他的视野。

郭树人1993年毕业于西安电子科技大学，进入洛阳跟踪与通信技术研究所，随即参加北斗一号信号收发分系统指标的论证、技术调研及协调工作，经历了北斗一号立项论证到建设的全过程。他当时的主要专业，就是前文提到的“快捕精跟”技术。2000年，郭树人成为北斗系统总体技术工作的负责人。

时至今日，虽然年岁不大，郭树人却是仍在一线工作的北斗“元老”，北斗系统工程副总设计师、中国卫星导航工程中心主任、北斗总技术工作负责人。从“小郭”变成了“老郭”的他，对北斗卫星导航系统发展史烂熟于心。他告诉我：“2020年6月23日，北斗全球卫星导航系统提前半年建成，最初的预测在2022年左右建成就不错了。北斗工程横向与GPS相比，丝毫不逊色。为什么我们20年走完了西方40年走过的路，而且实现了跨越式发展、弯道超车？管理体制创新是个重要的因素。现在我们说北斗系统，很少说它的管理体制，这方面我的体会很深，如果没有管理体制创新，起码北斗工程不可能这么快就干成。”

郭树人跟随孙家栋从事北斗系统大总体工作多年，收获良多。他特别推崇孙家栋说过的两句话：“总体工作70%靠协调，30%靠技术。系统工程是协调与妥协的艺术。”

2000年，北斗的总体设计部——中国卫星导航工程中心成立，它的任务是科学描绘整个北斗的战略规划，对整体性、前瞻性的重大问题进行研究、论证、设计，将各自为战的千军万马，统一指挥，凝聚成一个有机整体。总体设计部的构建，是北斗发展史上的一件大事，是钱学森系统工程理论的实践和创新。它成为北斗科学发展、创新发展、跨越发展的智囊团、领头羊和发动机，北斗工程的面貌从此焕然一新。

为了给上级提供决策支撑，总体设计部遇到的第一个挑战，是北斗二号的路该怎么走？很多专家、院士认为，建设北斗一号时，国家财力有限，航天技术储备不足，只能搞“双星定位”。经过10年的发展，国家拿得出这笔钱了，美国GPS、俄罗斯格洛纳斯的成功也完全证明了技术路线是可行的。几位老专家、老院士上书中央，建议直接搞全球卫星导航系统。这一意见得到决策层认可。

郭树人组织中心和有关科研院所专家深入论证后，北斗圈内专家对此持不同观点，认为直接建设全球系统条件不成熟，包括孙家栋、谭述森、王莉等，建议先发展区域卫星导航系统，满足我国和周边亚太地区急需，再视情势发展为全球卫星导航系统。理由有三：一是我国经济社会发展需求与美、俄全球战略不同，区域系统足以满足需求；二是全球系统投资是区域系统的三倍以上，直接搞全球系统效益不高；三是全球系统技术难度大，以当时我国的技术和工业基础，直接搞全球系统风险极大。

建设区域卫星导航系统，如何构建星座，又是一个艰巨的挑战。此时，中国工程院院士、解放军信息工程大学教授许其凤，经过严密计算推演，提出了由静止轨道卫星和倾斜同步轨道卫星相结合的区域星座设计方案，实现了立足我国本土设站即可实现对全系统的监控，可减少投入20多亿元。

郭树人与年轻的轨道专家们，坚持独立自主的原则，在许其凤方案的基础上，经过一次次缜密推算，一次次艰难探索，为北斗二号精心打造了一款具有中国特色的星座。这个“中国星座”是世界上第一个由GEO+IGSO+MEO三种不同轨道卫星构成的“混合星座”，首次将地球静止轨道（GEO）、倾斜地球同步轨道（IGSO）、中轨道（MEO）三种卫星在平台、有效载荷上互相区别，功能上各司其职。它覆盖面积大，建设周期短，技术风险小，见效快，易管理，符合区域系统特点。“中国星座”是卫星导航系统的一种创新！

对于国内学术界，这些观点无异于石破天惊，许多专家院士表示不解和反对：

“GPS运行了几十年了，证明非常成功，为什么放着现成的成功技术不用？”

“人家就是一种轨道，我们为什么非要搞‘混合轨道’？”

“可以提倡创新，但创新不等于冒险。”

……

“全球派”与“区域派”针锋相对、各不相让，持续了4年之久。

那些日子，郭树人几乎每天都要站在答辩台上，回答院士、专家暴风雨般的质询。

孙家栋不赞同“全球派”的观点，他说：“搞航天工程，需要有气吞山河的气势，但具体制订实施计划时，必须脚踏实地，扎扎实实。就像跑步一样，你先要把中长跑跑好了，才能考虑马拉松。我国起步晚、底子薄，工业基础和科技储备不足，第一步先要解决‘有无’问题，满足国内的急需；再考虑区域；最后才能部署全球。我们在制定目标时，可以稍微高一些，但必须是跳一跳，蹦一蹦，能够够得着。如果目标定得过高，跳起来根本够不着，那便是不切合实际。一下子建全球组网系统，需要时间，得有技术支撑，还必须拥有雄厚的资金。美国的GPS和俄罗斯的格洛纳斯，均耗资数百亿美元，不符合我们的国情。所以，北斗只能一步一步往前走走，不能三步并作一步跑。当年，钱学森院长带领我们搞航天，就是这样一步一步走过来的。”

孙家栋深知不经过充分讨论、统一思想，仓促决策将后患无穷。针对各种质疑和问题，郭树人组织团队步步为营，反复论证，不断优化深化方案，直到无懈可击。

2003年11月28日的评审会是北斗发展历史上最重要的一次会议：正式确定了北斗二号的技术路线。最终确定了中国卫星导航工程实施“三步走”的发展战略：

第一步，2000年采用“双星定位”理论，首先建成卫星导航试验系统，使我国成为继美俄之后，世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家，解决我国自主卫星导航系统“有无”问题。

第二步，2012年拥有10颗以上在轨运行卫星，组成区域卫星导航网络系统，形成区域覆盖能力，开展亚太地区的正式运营，为亚太地区民众提供定位、导航、授时以及短报文通信服务。

第三步，2020年前后，拥有30颗卫星，建成全球卫星导航系统，形成全球覆盖能力。与此同时，完成全球运营管理及用户终端开发。

事关发展战略，孙家栋总是深思熟虑，像是一位高超的棋手，面对纷繁多变的局面，抽丝剥茧，分析形势，并看清了后续十年的发展历程，下出了最佳应手。

初战告捷，中心打出了名气，树起了威信。从此以后，北斗战略、规划、技术方案都出自中心。

回忆那段经历，郭树人说：“每次答辩，面对在座的领导和专家们疑惑的目光，我这个不到30岁的工程师，压力特别大。每周要参加北斗系统大大小小的会议五六个，一年365天有200多天都在开会。所有的事情就是接受问题、研究问题、回答问题。”

记得那一回，又是一次失败的答辩会，郭树人回家后，闷闷不乐。

妻子问：“树人，最近你工作变动了？”

“没呀。”

“要不职务提升了？”

郭树人望着妻子，一脸狐疑：“你是什么意思？拿我调侃。”

妻子一边切着菜，一边说：“这不得了，你工作没什么变化，职务也没提升，可你每天回家都是一身疲惫、满脸抑郁，连一点乐观主义都没有。说严重点，你们的那个什么北斗，已经干扰了我们的家庭生活了。”

郭树人忽然醒悟，觉得自己的“北斗情结”已经不知不觉地带到了家里，忙说：“对不起，对不起，以后保证一进家门，再也不想北斗的事了。”

妻子莞尔一笑：“北斗要想，日子也要过。”

“是的是的，日子一定要过好。”郭树人说。

“你们这些‘北斗人’，脑子里每时每刻都装着北斗，整天想着天上的事，好像是不食人间烟火。”片刻，妻子换了口气说，“当然，我怎么不知道北斗的重要性，国家不能没有北斗，老百姓也不能没有北斗，为了国家，为了老百姓，你们这些‘北斗人’一直在苦苦地奋斗着……”

郭树人感到有几分内疚：“批评得对啊，以后我既得顾天上的北斗，也不能忘了家里的事情。”

妻子大度地说：“行了行了，我也不过是说说而已，还是忙你的大事去吧，家里有我……”

2017年，作为北斗二号卫星工程受奖人，参加国家科技奖励大会时，听到刘延东副总理念出“国家科技进步特等奖——北斗二号卫星工程”时，他的第一个感受是，一切付出都是值得的。

郭树人还记得，每次开北斗工程会议，孙家栋坐在那里，一脸淡定，非常严谨，从不轻易表态。郭树人知道孙家栋从内心里是支持他们，赞同他们的方案的，却又不轻易公开亮明他的观点。当时，郭树人不理解，觉得他是在和稀泥。

一次，郭树人向孙家栋汇报完工作，孙家栋问：“小郭，干了这么长的大总体，感受如何？”

郭树人脱口而出：“憋屈，受气，卖力不讨好……”

孙家栋笑了，两眼眯缝成一条线，“有这么严重吗？”

郭树人歪着头，“比这个还严重。”

孙家栋和颜悦色地说：“我知道，这些日子你们做了大量的工作，也受了许多委屈，搞大总体是件非常复杂又非常具体的工作。面对各方的意见，特别是在意见不统一的时候，不能硬压。即便一时硬压下去，以后还是会被推翻的。”

忽然，孙家栋问：“小郭，你说我们大总体是干什么的？”

郭树人没想到孙家栋会问这么个问题，想了想，说：“相当于一个部队的统帅部吧。”

“还有呢？”

“当然也要协调。”

孙家栋说：“小郭，我认为大总体首先要做的工作是协调，你想想看，北斗这么个大工程有这么多分系统、这么多协作单位，必须协调好了，大家奔着同一个目标，齐心协力，才能完成任务。第二是保障。第三是服务。协调是门艺术，有时候甚至还得妥协。我们只有把这三项工作做好了，才能谈得上去领导。”

潜移默化，润物无声。无论是做事还是做人，孙家栋都给了郭树人极大的影响。

郭树人告诉我：“我从一个大学本科毕业生成长为北斗系统副总设计师，31岁开始主持北斗系统大总体日常工作，是北斗事业磨砺的结果，也是航天精神培育出来的。以孙总为代表的‘两弹一星’元勋和航天工程总师对我的启迪、指教，使我快速成长、终身受益。孙总视野开阔，经验丰富，对事物的认识既全面又深刻，协调能力非常强。他总是能从复杂的局面中找到最优路径，让最初持反对意见的人也心服口服，是真正的系统工程大师。他是北斗精神和团队文化的主要塑造者，我和同事们都是在他的领导和指引下，树立了家国情怀、理解了系统工程、严谨了工作作风。孙总担任二十年北斗总师，是北斗之幸、国家之幸，也是我们的荣幸。孙总不但水平高、威信高，境界修养也让我们只能望其项背。他尊重每一名同事，总是让大家充分发表完意见后，自己再表态，从不中途打断其他人发言。大家都知道孙总年事已高，腰肌劳损也比较严重，应该避免久坐。但无论会议时间多长，他都全神贯注听取汇报和大家发言，从未见过孙总打瞌睡、走神或随意离开座位。无论问题多复杂、争论多激烈，他从不以势压人，哪怕是对最初级的设计师也是如此。”

自2003年开始直到2014年孙家栋卸任北斗系统总师，郭树人成百上千次地参加北斗系统重要的汇报、协调。作为大总体技术负责人，他总是坐在孙家栋对面。每次卫星、火箭、发射场、测控、运控、星间链路、应用等各大系统汇报完意见，就由他代表大总体汇报意见建议，这一程序安排也体现了大总体如山的责任。

“一次会议就是一场战役，从会前论证、准备，到会上随机应变，到会后总结落实，必须严密、准确，滴水不漏。因为我们的意见是孙总和领导决策的最终依据，任何疏漏都会让各大系统老总们不信服，从而影响工作效率和队伍和谐；任何错误都有可能误导孙总和领导，从而给事业造成无法弥补的损失。”

事先准备再充分，也无法穷尽过程中的所有变化，特别是遇到有利益冲突的复杂问题，各方意见难以统一，在会议上就会各执一词。因此每次开会全程都必须全神贯注，掌握会议进程，不断从各方的反应和意见中寻找共识、发现矛盾、解决冲突、提出方案。当出现大的矛盾分歧，孙家栋一时难以决断时，就会习惯性地把头转过来微笑地看着郭树人，说：“小郭，你怎么看？”这时郭树人必须立刻开口，并在两三分钟内分析利弊、给出各方都能认可的建议，否则这个议题就会流产，从而影响工程正常推进。这对技术功底、应变处置、语言表达能力都有极高的要求。

正是因为有了强大的工程大总体，牵引北斗工程协同、优质、高效推进，从而实现了北斗三号提前半年完成组网，创造了中国航天和世界卫星导航技术的奇迹。现任北斗总师杨长风院士说：“我抓北斗工程就靠‘三驾马车’，一是总体设计部，二是总师办公会，三是模拟仿真系统。”这“三驾马车”都是工程大总体建立的。

郭树人说：“工程大总体既不造卫星、火箭，也不造地面设备，工作成果看不见、摸不着，有时你甚至感觉不到它的存在；但如果没了它，工程就成了一盘散沙，无法变成一个有机整体。这种地位同时也是一种泰山压顶一般的责任，压得人喘不过气来。压得我头发一把一把地掉，从一个自由随和、从来开会都不记笔记的业余足球队长，变成了一个不苟言笑、老气横秋、严厉得近乎苛刻的老郭。大学同学聚会，都觉得我变了个人似的；我也觉得自己的这种变化难以置信，这或许就是体制的力量吧！”

多年相处让郭树人对孙家栋的脾气、习惯了然于心。他说：“时间长了，我发现孙总有个特点，当他很正规地喊你职务的时候，你就要注意了，或是你的观点，或是你的做法有问题，他希望你不要再坚持下去了。有一次，我跟他汇报一件事，我一直在解释着，忽然，孙总喊了声：‘郭主任，你的意思我听明白了。’我一愣，怎么不叫小郭了？知道出了问题了，便立即打住了。事后想想，那件事我考虑不太周到，还一个劲儿地辩白，孙总也听不下去了。”

在中国卫星导航系统管理办公室（简称“北斗办”）主任冉承其那里，我听说了另外一个版本。冉承其说：“孙老很有涵养，很少批评人，我没见过他发脾气。那时候，经常开协调会，各部门为了自家的利益，有时会争得脸红脖子粗。孙老看不下去了，当他在谁的姓前加个‘老’字，说明他对谁有看法了，希望他不要再固执己见了。”

我问冉主任：“您被喊过‘冉主任’，或是‘老冉’吗？”

冉承其笑着说：“当然被喊过，不过次数不是很多。”

10.占“频”之难

陀螺，陀螺，陀螺！王平脑子里每天想的都是陀螺。而他自己也像一颗陀螺似的在高速地运转着。

王平告诉我，北斗二号工程刚刚立项那天，他被叫到所长办公室，当被告知院里决定由他出任卫星系统副总设计师时，他感到十分突然，惊喜交加。

“为什么？”我有些不解。

“当时我只有35岁，在卫星研制圈里还属于小字辈，院里竟然将这么重的担子交付给我。那时候不像现在，每年就打三五颗卫星，非常金贵。当‘北二’副总师，意味着要负责十几颗卫星，那是一个很大很大的项目了。所里专门成立了一个导航室，由我负责，主管卫星的控制分系统研制工作。导航室是新成立的，八个人都是从各研究室调来，清一色年轻人，有的研究生刚毕业，除我以外其他人都没干过高轨道卫星。怎么办？临时抱佛脚，由我先给他们讲课、‘扫盲’。讲‘东三’平台各个设备的工作原理，讲高轨道卫星的姿态、轨道的控制方法。好在年轻人不受束缚，接受新事物快。”

王平说：“二十几年过去了，回头看看，当年院领导眼光是看得非常远的，敢于给年轻人压重担，为年轻人提供施展才华的平台。后来，这种做法成为集团和五院的一种制度和传统。我们现在一线的科技骨干，平均年龄只有三十几岁，许多青年才俊扛起了科研大旗。”

李祖洪告诉我一个细节：“王平回国后不久，赶上院里评职称，他申报的是高工，但按规定年限不够。所里找到我，说这个年轻人科研能力很强，条件符合了，不能因为年限差点给卡了。后来，院里对王平进行了考察，发现他各方面果然很优秀，便破例给了个名额。”

机遇与挑战总是并存。

北斗二号卫星控制分系统，最突出的特点和难点是必须进行偏航控制。以往高轨卫星主要是在赤道平面上工作，因为太阳也是在赤道平面附近，这样太阳翼转动一个角度就能实现对日。但是北斗导航卫星的MEO和LGSO卫星是工作在倾角为55度的倾斜轨道上。为了保持太阳翼能够一直对日，除了控制太阳翼的转角以外，还必须要控制卫星的偏航角，控制两个自由度。

采用偏航控制方案，还是保持原来高轨卫星的偏置动量方案？在502所，甚至在五院，争议都很大。一些原来一直参与研制东方红二号和东方红三号的老设计师，认为偏置动量方案已经得到成功应用，技术相对成熟，而偏航控制从来没上过星，风险太大，所以坚持用偏置动量方案。

王平对两种方案进行了对比论证，权衡再三，偏航控制方案显然比偏置动量方案先进。美国的GPS系统用的就是偏航控制方案，但我国的卫星从未用过。北斗二号不允许有任何闪失，万一有个三长两短，责任谁负？

当时，也有些风言风语：“王平胆子太大，走路都走不稳，就要学飞了……”

漫漫人生路，总是要不停地面对各种矛盾。羽翼未丰的年轻副总设计师，陷入矛盾之中。

王平也是“航二代”，父亲曾是航天部703所的一名高工。1992年王平从哈尔滨工业大学自动化控制系毕业后，进入五院502所。1997年作为五院第一批出国联合培养博士，在美国亚拉巴马大学亨茨威尔分校留学。临结业前，有朋友劝他留下，留在美国发展。王平显然经过了深思熟虑：“我在美国生活了两年，讲生活条件，比中国强很多倍。搞科研，平台也很大。但美国社会似乎接受不了其他人种，我自己也根本融不进他们那个社会，我的事业在我的祖国。”

当时，正是“出国潮”最热的时候，许多年轻人争先恐后往国外跑，王平却毅然回来了。

中国航天的大鹏即将展翅起飞，北斗的上马让王平激情澎湃。

然而，此时的王平却被偏航控制方案难住了。

一天，王平接到了屠善澄先生的电话，约他谈谈。屠善澄！王平差点儿以为自己听错了。

屠善澄是中国工程院院士，我国人造卫星工程开拓者之一。

这位卫星控制领域的泰斗，1941年考入国立交通大学（今上海交通大学），本以为可以潜心钻研学业，但太平洋战争爆发，日军迅速占领上海。不久，汪伪政府开始接管学校。屠善澄心中有一条“铁律”：汪精卫的学校，坚决不读。他毅然从交通大学退学，转学当时的私立大学大同大学。1948年屠善澄赴美国康奈尔大学留学。新中国成立的消息传到大洋彼岸时，屠善澄激动万分。然而，美国政府却百般阻挠，禁止学习理工和医学的中国留学生归国。1956年，冲破重重阻力，放弃康奈尔大学的高薪，屠善澄挈妇将雏，辗转回到祖国。此后，他开始进行人造卫星和载人飞船控制系统的研究。在通信卫星飞行试验过程中，为提高第一颗试验通信卫星轨道的高度、解决第二颗试验通信卫星控制系统蓄电池过热故障做出了重大贡献。

带着几分激动，几分忐忑，王平走进屠善澄的办公室。

八十高龄的屠善澄和蔼地问：“小伙子，听说你们准备上偏航控制？”

王平点了点头：“我们组织了多次的论证，觉得还是偏航控制好。不过，从来没上过星，不知道会有什么风险。”

“说说具体方案。”

第一次向泰斗级专家汇报方案，王平显得有些紧张，越紧张表述得越不准确。

屠善澄微笑着说：“王平，你不要紧张，说慢点。”

平时熟记的数据，这时候不知都藏哪去了。已经胸有成竹的方案，越说越说不清……

走出屠善澄的办公室，王平满头是汗，内衣都湿了。多好的机会啊，却没有汇报好，哎呀，怪只怪自己太紧张。

几天后，屠善澄亲自邀请502所控制系统专家王长龙、陈义庆等，再一次听取王平的汇报。

这一次，王平显然是有备而来，他不慌不忙地拿出自己手绘的一张偏航控制原理图，将太阳的运动规律与卫星的偏航状态运动关系清楚形象地用图表达出来，并推导出偏航角、偏航角速度与太阳高度角之间的函数关系。

几位老专家对偏航方案给予充分肯定，还建议做一个预防长寿命陀螺出现问题时的备份方案，设计一个小偏置方案，用太阳敏感器加动量轮对偏航进行控制。

偏航控制方案终于获得通过。

方案一经确定，长寿命陀螺便成为北斗二号卫星控制分系统一个关键部件，也是影响卫星研制进度的“卡脖子”部件。

陀螺，陀螺！又将王平难住了。

当时，长寿命陀螺国际上只有美国和俄罗斯能够生产。北斗二号卫星之前，我国采用偏航控制体制的低轨道遥感卫星，使用的长寿命陀螺都是从俄罗斯引进的。初期，王平也曾考虑从俄罗斯引进长寿命陀螺，但俄罗斯陀螺体积大、质量重，满足不了北斗二号高轨道卫星对重量的要求；而北斗二号卫星是批产卫星，需求量多，单纯依赖进口代价太大。

王平向总设计师谢军谈了自己的忧虑。

谢军说：“我也在想这件事呢，这么大的量单纯靠进口，自己没有一点自主权，到时候肯定会出问题的，你的意思是？”

王平脱口而出：“长寿命陀螺必须实现国产化。”

“对，咱们想到一起了。”谢军说，“太阳翼过去一直靠进口，被德国人一逼，不是也逼出国产化了吗？长寿命陀螺也应该走这条路。”

王平带领两位设计师开始调研，从北京到重庆，从机械转子陀螺到半球谐振陀螺，凡是与长寿命陀螺有关的研制单位和厂家，他们几乎都跑遍了。最后从北斗二号卫星长寿命考虑，选定了以中船707所的动压气浮轴承陀螺为主。

陀螺转子以每分钟2万转高速旋转，以往用的是滚珠轴承。滚珠轴承由于转起来就有摩擦，所以它的寿命不可能很长。而动压气浮轴承，在它的轴承里充进一些气体，它高速旋转以后，使轴承中的气体在轴承壁上形成了一层很薄的气膜，靠气膜来润滑。由于这种旋转没有摩擦，所以寿命很长。

动压气浮轴承高速运动以后是零摩擦的，但刚启动时，由于转速低，润滑气膜还没有形成，接触摩擦力还是大，所以衡量它寿命有一个关键指标——起停次数。为了保证可靠的起停，要求轴承的材料硬度非常高，耐磨损。王平他们找了很多厂家，最后在湖南株洲一家民营企业，找到了一种名为GT35的硬质合金材料。

孙家栋听说后，非常高兴，亲自带着谢军、王平到株洲这家民营企业协调，解决了材料的供应问题。

孙家栋对企业老总说：“如果把这件事做成了，你们就为国家的航天事业做了一大贡献。”

老总说：“孙院士，您放心。民营企业不是眼睛都盯着钱的。能为国家的航天出力，别说赚钱，就是砸锅卖铁，也要按你们的要求做好。”

一个新的难题又出现了，陀螺的抗振能力很差。尽管设计师在设计中进行了精细的控制，却总是达不到验收指标，几次振动试验都失败了。

型号任务是有严格时间节点的，虽然脸上没有流露出来，但王平的心里比谁都着急。他又进入了一种食不甘味、寝不安席的状态，大脑无时无刻想的就是：陀螺、陀螺……

采访了那么多的“北斗人”，我觉得他们总是徜徉在茫茫星空中，那是属于他们的专门领域，是他们攻坚克难的主战场。从北斗一号第一颗试验星开始，他们便横戈跃马，驰骋疆场，拔营夺寨，步步惊心。“北斗人”殚精竭虑、呕心沥血，为了北斗，他们全神贯注、心无旁骛，生活变得格外单纯，甚至于没有了个人的什么爱好……

“不，不能说我们没有爱好，”听了我的想法，王平立即表示了不同意见，“我就是一个歌剧爱好者，上中学时就深深地迷上了歌剧，中国的《洪湖赤卫队》《江姐》《红珊瑚》、西方的《茶花女》《蝴蝶夫人》《费加罗的婚礼》都喜欢。那时没有光盘，国外的原版歌剧磁带又非常昂贵，买不起，只能通过收音机欣赏歌剧。我记得广播电台介绍歌剧的节目一般都安排在深夜，我就经常深更半夜背着父母，在被窝中偷偷收听歌剧节目，快高考了还舍不得中断……”

我问他：“那现在呢？”

“这些年工作太忙，科研任务太重，这个爱好慢慢也就放弃了。”说完，王平若有所失。片刻，王平像是自言自语：“一个人应该有爱好，那样生活才是丰富多彩的。但现在，的确是顾不上了。等北斗任务大功告成后，我一定会慢慢恢复这些爱好的……”

北斗，是个需要全身心投入的事业，没有什么不可以放弃，包括个人的爱好……

王平索性带着设计师住到了707所。大有安营扎寨，不获全胜决不收兵的架势。

在试验中，王平发现动压气浮轴承的轴承和轴承壁之间的间隙非常小，只有几个微米。这样小的间隙，人手是无法感觉出轴承晃动的。王平想，既然间隙如此小，振动时轴承和轴承壁之间就不会发生由于晃动引起的剧烈磕碰，二者可以看成是一体。在这种情况下，不加电发射或许对轴承更有利。于是，王平大胆地提出了在卫星起飞时不加电，待卫星入轨后再加电启动陀螺的设想——成功有时候往往就出现在这一刹那间产生的设想之中，或许这就是灵感，就是天赋……

按照这一设想重新制定的陀螺不加电转动振动试验方案，终于通过了试验。

2007年，我国第一个动压气浮轴承陀螺上天，成功实现了长寿命陀螺在轨工作。2008年开始，多个俄罗斯进口陀螺被发现在轨异常，号称长寿命的进口陀螺实际寿命根本达不到任务要求。长寿命陀螺国产化恰逢其时，集团公司果断决定，不再进口长寿命陀螺，而用国产产品替代。

长寿命陀螺成功实现国产化，改变了该产品长期以来依赖进口的被动局面，长寿命陀螺不再成为制约航天型号发展的瓶颈。

除了偏航控制、长寿命陀螺，北斗二号控制系统还面临的一个巨大挑战是MEO轨道红外地球敏感器。

在遥远的太空中看地球，地球就像一个圆盘。由于地球的温度比周围的冷空要高，所以红外地球敏感器通过扫描地球和冷空之间的边界，确定地球球心的位置，从而测量卫星的滚动与俯仰角。

以往红外地球敏感器只有低轨道卫星（轨道高度1000千米以下）使用的圆锥扫描式红外地球敏感器，和高轨道卫星（轨道高度约36000千米）使用的摆动式红外地球敏感器两种产品，对高度约20000千米的MEO轨道，没有相对应的地球敏感器产品。国际上只有美国为GPS卫星研制了专门用于MEO轨道的地球敏感器，但美国的产品是不可能卖给中国的。有人提议从法国进口红外地球敏感器，甚至将法国的厂家代表都请到中国来谈判了。

王平一听急了：法国的红外地球敏感器是用于高轨道卫星的产品，对MEO卫星并不适用，性能指标达不到北斗MEO卫星的设计要求，在轨工作时具有很大的风险。他顶住压力，决心研制出专门用于MEO轨道的红外地球敏感器。

王平和设计师刘旭力、黄阑日夜奋战，设计了多种方案并进行比较，最后确定了基于摆动式红外地球敏感器原理，通过加大摆动扫描范围并改进地球捕获逻辑的方法增加地球扫描视场的方案。

由于改进了地球视场的捕获逻辑，需要对红外地球敏感器的控制芯片重新研制。控制芯片的流片周期长，芯片方案必须考虑充分，确保一次流片成功，否则，将延误红外地球敏感器研制任务。

王平经常去772所，解决控制芯片设计中的相关问题。2005年的春节，王平是在772所和设计师们一起讨论确定控制器芯片流片的最终方案中度过的。

卫星临出厂前，在整星测试过程中，团队突然发现动量轮转动时产生的微小扰动，引起红外地球敏感器测量结果跳动。这个突如其来的问题，让有些人蒙了，抱怨国产产品质量差，后悔没有使用进口产品。面对压力王平并没有慌乱。他仔细分析问题现象，认为摆动式红外地球敏感器的工作原理很成熟并经过长期实践验证；动量轮产生的微小扰动，不应该影响红外地球敏感器正常工作；产品本身不会有问题，一定是测试方法出了什么情况。经过进一步研究，王平和团队准确地找到了测试方法中存在的不足，并设计了一个试验，验证了自己判断的正确性。一场风波很快平息。

2007年4月17日深夜，王平在西安卫星测控中心指挥北斗二号飞行试验星发射任务。此时此刻，他的心情既激动又紧张。这是他第一次独立设计卫星，自己和团队多年的奋斗成果即将被验证，心情怎能不激动？但北斗一号04星的控制系统刚刚出现严重在轨故障，而北斗二号试验星控制系统使用了很多新技术，能否成功，压力巨大，他又怎能不紧张？

“10，9，8，7……”火箭升空、卫星起飞、太阳翼展开、地球捕获成功、第一次远地点点火成功——北斗二号试验卫星控制系统工作进行得异常顺利。

一位前去助阵的老专家赞叹道：“我参加这么多次发射任务，这是最漂亮的一次。卫星的姿态控制曲线简直就像教科书一样完美！”

当卫星完成第三次远地点点火，成功进入MEO轨道时，测控大厅爆发出热烈的掌声。

王平从测控大厅回到协作大楼时，夜已深了。窗外星光灿烂。王平久久无法平静，难以入睡。突然间，他有一种莫名其妙的渴望，这时候要是能听听歌剧该多好啊……他坐了起来，打开笔记本电脑，找出最喜爱的普契尼歌剧《图兰朵》中著名的咏叹调《今夜无人入睡》：

无人入睡！

无人入睡!

公主你也是一样，

要在冰冷的闺房，

焦急地观望，

那因爱情和希望而闪烁的星光！

……

帕瓦罗蒂的歌声如高山流水，似大海波涛。

王平心潮澎湃，他恨不得也亮开嗓子大声歌唱：

今夜多么美好！

我们终于成功了！

北斗二号卫星导航系统方案中，原本没有试验星。

2003年3月，北斗一号03星在西昌卫星发射中心发射期间，北斗一号卫星系统总指挥李祖洪和西昌卫星发射中心副司令员李尚福，经常在一起探讨二代北斗导航系统的建设问题。当时已经确定的北斗二号卫星导航系统方案是发射5颗GEO卫星、3颗LGSO卫星和4颗MEO卫星。面对国家如此巨大的投入，特别是首次多星组网发射及运行带来的诸多新技术、新体制和技术难题，而且多项国产化器部件都是首次应用，他们两人觉得有必要增加一颗试验星。

李祖洪将这一想法向孙家栋做了汇报，孙家栋说：“我们毕竟没有干导航的实践经验，先发一颗试验星尽管要多花些钱，但很有必要。”

五院袁家军院长也表示大力支持。

2003年5月，五院组织专家讨论二代导航卫星先期工作安排时，提出研制一颗MEO飞行试验星的构想，并上报北斗工程大总体。

2004年6月，工程大总体、卫星系统经过详细论证，确定了北斗二号首颗飞行试验星的研制目的：验证北斗二号卫星工作研制建设的新技术、新体制以及各大系统间的接口匹配性，为各大系统技术状态的确定提供依据，减低工程研制建设的技术、计划与投资风险；对工程各大系统间联调测试及发射飞行、在轨测试等进行实战演练，优化测试发射流程，积累经验，缩短工程研制建设周期；占有频率，为导航频率资源协调落实提供在轨支撑；搜集MEO轨道的空间辐射环境数据。

试验星上马了。

当时，整个北斗二号还处于紧张的方案攻关阶段，原子钟、红外地球敏感器、长寿命陀螺、扩频应答机等关键器部件还在紧锣密鼓的研制过程中，卫星研制进度一再推迟。

2005年初，北斗二号副总师陈忠贵带领团队，才开始试验星的整星设计。

没过多久，工程“两总”要求试验星2007年发射。按常规一颗星光设计一般要三年，陈忠贵掐指一算，时间根本来不及。不过，他当时光考虑卫星的设计时间了，不大了解国际电联对频率还有个限期，所以也没特别放在心上。

陈忠贵在接受我采访时说：“当时大家不是很着急，原因是导航卫星到底走国际合作道路还是自己搞，还在争论当中。许多人觉得自己搞难度太大，希望合作。光俄罗斯我就去了两趟，想跟格洛纳斯合作，共享他们的频率和技术，一起建卫星。他们也遇到经费问题，刚开始很客气，说中国朋友加入，一定会加快进度。后来一涉及军码，对方就变得犹豫了，总说‘再研究研究’。我们拖不起，最后没合作成。和‘伽利略’也在谈，欧盟以为我们说搞卫星导航是说说玩的，他们觉得我们的技术根本不行。前期研发经费都打过去了，但涉及核心技术的时候，还是谈不拢。”

陈忠贵找到谢军：“谢总，这颗星要求后年上天，我设计不出来，咱拿什么上天？”

谢军丝毫不松口：“不行，‘两总’定了，18个月必须拿下来！”陈忠贵急了：“这是造卫星，不是种白菜！就是种白菜，也得有三五个月啊！你没见我们那些主任设计师整天都在加班加点，脸都绿了，你总不能让他们用脑袋将卫星顶上天去吧？谢总，跟上面反映反映，卫星推迟发射吧。”

平日挺随和的谢军，眼睛一下子瞪大了：“忠贵啊，推迟发射是你我可以定得了的吗？你们想推迟？没门！有本事自己找孙老总去，反正我是不敢吭声的。”

2006年3月，北斗二号卫星工程2006年频率工作会在北京召开。会议强调国际电联《无线电规则》中的规定：“对于列入国际电联频率登记的卫星网络，激活期限为七年。”中国卫星系统频率申请登记于2000年4月17日，必须在2007年4月17日前激活频率使用，否则该频率将不受国际电联法律保护。鉴于北斗二号系统部分频率资料将于2007年4月到期，北斗“两总”要求各有关方面必须采取强有力措施，加快工程进展，确保频率资源的有效性。

会场一片哗然！李祖洪说自己当时有一种泰山压顶之感！

事情的原委还得从五年前说起——

有人说，如果将卫星导航系统比喻成一株大树，那么技术就是它的树根，而频率则是大树赖以生长的土壤。没有频率，卫星导航系统将如同无地生根的大树，设计得再完美，也无施展本领的舞台。

在卫星导航系统建设初始阶段，频率资源富裕，因此，美国GPS和俄罗斯格洛纳斯起步早，不存在频率资源争夺问题。但是，随着航天领域全球化和商业化趋势越来越显著，以往冷清、罕有人迹的太空，开始变得“拥挤”。而在地球赤道上方3.6万千米处，与赤道处于一个平面的对地静止轨道上，各国卫星对轨道位置和频率资源的争夺最为激烈。到了北斗导航系统建设时，发达国家已经将太空卫星导航频率瓜分得所剩无几，太空频率资源成为稀有之物，争夺激烈。

由于频率资源是一种有限的、不可再生的自然资源，频率资源的获取不是一个国家能主宰的，各国都必须依据国际电联制定的规则进行开发利用，频率的使用必须进行国际协调。根据国际电联规定，卫星网络中的频率指配，只有完成了所有相关的卫星频率和轨道资源的国际协调后，才能享受国际认可与保护。

北斗二号工程启动后，于2000年4月17日向国际电联申请导航卫星的轨道位置和频率资源。几乎是前后脚，欧盟的“伽利略”也向国际电联提出申请。而此时，国际电联只能辟出一段频率资源。国际电联有关法则规定，频段申报后必须在七年内开通使用，“谁先占有谁先用”，否则优先权自行消失。

这意味着中国必须在七年内向太空发射北斗二号卫星，并成功接收卫星向地面发回的信号。于是，北斗与“伽利略”之间打响了一场狭路相逢的频率资源争夺战。转眼间，离国际电联规定的时限就仅剩两年了。

谢军急了，平日从不发脾气的他这时候也沉不住气了，对身边的人说：“我倒要问问你们，这几年都干什么去了？整天在睡觉，还是整天在喝茶？拖拖拉拉，松松垮垮，我们算算看，离国际电联规定的期限，只剩下多少时间了……我告诉你们，2007年4月17日之前，‘北二’第一星要是打不上去，大家一起去请罪吧……”

“如果真是那样，我们都将成为历史的罪人！”片刻，谢军口气一转，“我们不应该成为历史的罪人。人生能有几回搏？让我们赶上了，就要去搏一把！”

这一搏，仅仅用了18个月！

2006年5月，试验星完成了整星结构设计、生产、部装及舱段分解、整星管路焊接、整星检漏等步骤。

2006年12月，试验星完成了整星热平衡、热真空试验。

2007年1月22日，完成了整星准鉴定级力学试验。

2007年1月30日，完成了出厂前的测试。

11.“让中国成为巨人！”

“星星”与“月亮”紧密相伴。常常上午开“北斗”会，下午又要研究“探月”事。孙家栋恨不得长出三头六臂。

北京的春天乍暖还寒，一场突如其来的沙尘暴席卷京城，满天沙尘，翻卷如浪，遮天蔽日。或许是为了慰藉一下京城百姓，一场春雨紧接而来，荡涤了昨日的浮尘，洗去冬日的残迹，为万物披上一件缥缈的嫩绿纱衣。

清晨，秘书李钢接上孙家栋往机场赶，准备去西昌卫星发射中心。

车刚出机关大院，李钢的手机响了，电话是孙家栋夫人魏素萍打来的：“回来，你们掉头回来，忘了带东西了。”

孙家栋说：“没忘带什么东西呀！”

车子还是重新开回家，魏素萍站在家门口，将手里的塑料袋交给李钢：“昨晚装箱子时，忘了把这双布鞋放里面了。”

七十多岁的人了，长年累月在外面奔波，一进家门，孙家栋常常累得连话都不愿多说。魏素萍心细，发现每次出差回来，老伴的双脚都有些浮肿，肯定是走路走多了累的。此后，每次出差前她帮装箱子时，都要捎带一双布鞋。昨晚，孩子们回来，一热闹，居然把这件“大事”给忘了。

车子重新开上三环。

李钢将布鞋交给孙家栋，说：“孙老，赶紧换上布鞋吧，否则，阿姨会‘问罪’的。”

孙家栋说：“换没换布鞋，她怎能知道？”

李钢也开起了玩笑：“天上不是有北斗吗？”

孙老笑着说：“我们的北斗一号还不可能这么灵吧，下了车换也不晚，她不知道。”

说话间，李钢手机又响了。说曹操曹操到，魏素萍问：“李秘书，老头儿换上布鞋了吗？要是没换就在车上换了，下车时，会舒服些。”

李钢连忙朝孙老使了个眼色：“……阿姨，已经换了，放心吧……”

孙家栋不紧不慢地说着：“天上还真有北斗盯着呢……”

连司机都禁不住“哈哈”笑了起来。

李钢说：“孙老，快了吧？咱们的北斗快有这么灵了吧！”

孙家栋神色淡定，说：“想这么灵，大家还需加把劲儿！”

老伴的关心，让孙家栋心头一热。他望着窗外，航天桥、紫竹桥、联想桥……不断从眼前掠过。然而，孙家栋心中想的却是北斗、北斗……

首都机场到了。领完登机牌，李钢问孙家栋：“部长，您猜猜看，今年咱们已经去了几趟西昌？”

孙家栋想了想，说：“记不得多少趟了。”

李钢说：“告诉您，这是我们今年第六次西昌之行！”

孙家栋有些不敢相信：“六次，有这么多？”

“我也不相信啊。”

孙家栋开玩笑说：“我们为这趟航班做了这么大的贡献，问问民航有什么奖品没有？”

孙家栋在前面走着，李钢拉着行李箱在后面跟着。蓦地，李钢忽然发现，孙老的背已经微微有些佝偻了，步履也慢慢变得缓重了——不，这不可能！军人出身的孙老，头顶上的板寸永远是挺立的，腰板永远是笔直的，脚步永远是坚定的。李钢以为自己看花眼了，再定睛一望，孙老的背果然有些佝偻了，脚步显然放慢了。

李钢不由得心头一阵发酸，眼睛也有些发潮。他停住步子，望着孙老既十分熟悉，又有些陌生的背影。他觉得眼前仿佛有座大山在慢慢向前移动着……

已经进入古稀之年，本该是颐养天年了，有关领导曾经打过招呼，减少孙老出差，不是重要会议，尽量不要打扰孙老。但每到关键时刻，孙老却总要亲力亲为。

“国家需要，我就去做！”孙家栋一直秉承着这样一种信念。

登机口到了。孙家栋一转脸，发现李钢神色有些异常，问道：“李秘书，你怎么啦？”

李钢望着窗外，故意转移话题：“……今天天气挺好的，航班肯定准时……”

此时，机场霞光万道，一片繁忙。

2007年2月25日（正月初三）。北斗二号工程副总设计师李祖洪、北斗二号卫星总设计师谢军，带着试验队，护送北斗二号试验星，第一次用空军运输机运抵西昌卫星发射中心。

每次到发射中心，大家都有一种回家的感觉。

西昌卫星发射中心位于川西高原川滇交界，以往卫星运输只能依靠专列。专列从北京出发，途经冀、豫、鄂、川四省，跨黄河穿秦岭，最终进入横断山脉，全程2500余公里，历时八九天。由武警押车，试验队护送。专列十分神秘，说不准什么时候在荒郊野外就停下了。停靠时间长点，大家可以下车呼吸一下新鲜空气，抽支烟，活动活动筋骨。每次停车，可以隐隐约约看见当地的公安干警和民兵在周围守护。

随着北斗二号工程上马，铁路运输已经无法适应北斗“组批生产、密集发射”突出特点的任务要求，因此空运成为北斗二号卫星运输的首选方式。飞机选型是空运工作的首要问题，由于国产运输机可用尺寸小于卫星外包网络，卫星系统曾经考虑选择国外可用大型运输机，但由于北斗二号卫星导航系统是我国自主研制、独立运行的卫星导航系统，政治军事意义重大，任何一个环节都不能受制于人。租用国外运输机不但要支付高额的费用，卫星密集发射阶段频繁的运输架次和合适的运输时机也将难以保证。于是，专家将目光再次转向国内。他们对我国空军20世纪90年代初引进的某型号俄罗斯运输机进行了调研，分析飞机各类性能参数，拓展设计思路，经过多次推翻与完善，最终制定了总体方案。方案兼容了北斗导航卫星和其他“东三”平台卫星的运输要求，一揽子解决了问题。

2006年，大家利用结构星进行空运试验，从空运各种手续的办理到各参试单位分工，从各种交接清单到卫星各项状态指标，进行了全面梳理和控制。试验表明卫星运输方案及各新研运输设备，完全满足卫星运输任务要求，且卫星力学环境条件远远优于铁路运输，试验获得圆满成功。

此时刚好传来北斗一号04星失而复得的消息，更是让试验队员喜笑颜开，都说这是奇迹。

李祖洪心里自然也是十分高兴，但却没表现出来。只是淡淡地问谢军：“你怎么看这件事？”

谢军想了想，说：“丢失了半个多月还能找回来，起码我们国内从没有过吧，应该算是奇迹了。”

李祖洪说：“奇迹倒是奇迹，不过得问问自己：为什么‘失’了？这次‘失’了，下次还会不会‘失’？”

谢军说：“是的，李总，这颗星值得我们总结的东西很多。”

“等试验星打完了，我们坐下来好好找找04星问题，以此为鉴，这样才能每打一颗星，就有一次进步和收获。”

由于试验星出厂前测试时间不足，考核时间不够，检测设备安装就位，便开始进行6天24小时的不间断加电测试，模拟卫星有效载荷在太空连续工作的状态。从卫星总师到技术人员，全体试验队员一起排班，分分秒秒，紧盯着数据，不敢丝毫大意。

半个多月，马不停蹄，大家每天都在超负荷工作。

3月17日快中午时，李祖洪接到谢军从厂房打来的电话，声音有些急：“李总，卫星490N发动机出问题了！”

“什么问题？”

“还不敢确定。”

“发动机怎么会出问题？”

从北京来的孙家栋马上就要下机，李祖洪本来要去接机的，这时也顾不上了，赶紧往厂房赶。

快步来到工装架子旁，谢军告诉李祖洪，当卫星吊离两轴转台，取下包裹发动机的红布后，试验队员发现发动机底部喷口下裙边存在磕碰损伤。

李祖洪趴下身子，探头看了看，证实了发动机的损伤情况。

“怎么突然会出这种情况？是在运输过程中磕碰的，还是到了这里以后磕碰的？”

谢军擦了擦额上的汗水说：“不敢确定，是刚刚取下红布时发现的。”

“总在强调小心谨慎、小心谨慎，怎么……”

李祖洪他们正在着急，孙家栋赶来了。听了汇报，孙家栋有些疑惑：“从来没有遇见过这种情况啊！”

李祖洪也很郁闷：“真想不明白是怎么磕碰的！”

孙家栋先蹲下身子，想看看到底是什么情况，但因为发动机底部离地面只有五六十厘米，看不清楚。谁也没有想到，这时候，孙家栋索性躺在地面，脸朝上，身子在发动机所在支架车的底部慢慢往里蹭，终于看清楚了磕碰的状况。

孙家栋从发动机底部钻出来，大口喘了几口气，说：“应该是擦了一下，问题不是很大，但必须立即请厂家的专家来鉴定。”

秘书想搬椅子让他坐下休息，却被他的眼神制止了。旁人不知道孙老犯有腰肌劳损的老毛病，剧烈的疼痛常常让他步履艰难。

事后，李祖洪说：“当时，看到78岁高龄的孙老躺在地上，钻进发动机的底部观察情况，太让人感动了！”

试验队立即组织控制分系统专家，对异常痕迹进行检查，并马上与490N发动机生产厂家联系。研制专家急忙赶到现场检查。

根据490N发动机厂家、控制与推进分系统和集团公司专家组的建议，试验队又针对性地制定了10项工作内容，对490N发动机磕碰部位和发动机采取检查测量、数据对比、X光探伤、事故影响分析、补充检漏、仿真分析、涂敷处理等多项措施，并对星表其他部位进行再检查和防护。

在对磕碰处进行X光探伤后，厂方专家确认外涂层虽有轻微脱落，但内涂层未被破坏，对执行任务没有影响。

3月19日凌晨，“飞行试验星490N发动机受损问题评审会”举行，根据有关处理情况，评审专家一致认为试验星可不对490N发动机进行更换，可以转入加注和下一步转场工作。

一波未平，一波又起。3月31日，卫星转场到靶场发射阵地，与火箭对接，注满燃料，整流罩也已经合上了。但在最后的总检查中，发现应答机里面一个振荡器工作临界，时而停震，时而正常。卫星上天后，有可能影响信号的正常传输。

发射场区指挥部临时紧急决定，应答机故障必须彻底归零才能发射。

4月3日凌晨，基地临时加工的一个操作平台架了起来，在六七十米高的发射塔架上，田占敏老师傅爬到架车上，几个人抱住他半个悬空着的身子。田师傅费劲地拆除掉对地+Y板后，用一只手伸到卫星舱内，单手把USB应答机拆下，小心翼翼地从舱内掏了出来。

发射场无法修复应答机，试验队员抱着应答机，连夜乘汽车火速送到成都。

4月11日，孙家栋又从北京赶到西昌发射场。刚下飞机，他便问李祖洪：“应答机问题解决了吗？”

李祖洪摇了摇头：“还在成都修理，急人，都快火烧眉毛了。”

孙家栋说：“不可松懈，一切按预定部署进行。”

应答机终于修复，从成都火速送到发射场已是4月13日中午。

马不停蹄，田占敏师傅又一次爬上高高的发射塔架，将应答机重新装回卫星舱内，再将对地+Y板安装上。

历经波折，总该风平浪静了吧？

2007年4月14日凌晨，北斗二号试验星发射在即。不想，老天爷竟然赶来凑热闹，下起了大雨。雨声时疏时密，雨滴像铜豆般砸在人们的心头。

还好，凌晨4时，大雨戛然而止。此刻，正好是发射窗口。

发射任务总指挥果断下达发射命令。

4时11分，“轰”的一声巨响，火光冲天。箭身还挂着雨水的长征三号甲遥十三运载火箭，托举着试验星，直插苍穹。

火箭发射后不到一刻钟，发射场又是烟雨朦胧。

又过了十多分钟，试验星成功进入预定轨道。

在指控中心，孙家栋注视着面前的大屏幕，双眉平展，神色淡定。然而，他的心中却是波涛翻涌、巨浪拍岸。他知道一场真正的考验才刚刚开始——再过不到72个小时，我国向国际电联申请的导航信号频率就到了最后的时间节点。卫星入轨，还必须顺利开机、正常运转，发送下行导航频率，地面接收到了才算数。北斗工程成功与否，此举成为最先到来的考验。

无形的压力像山一般沉重！李祖洪感受到了；谢军感受到了；所有“北斗人”都感受到了。孙家栋却双手抱胸，眯缝着双眼，好像什么事都没有似的……

5时16分，太阳翼帆板成功展开。

大家禁不住稍稍松了口气。

一个新的矛盾紧随而来：卫星入轨后，按规范操作，要在真空环境下暴露五天后再开启设备。提前开启，很可能引发微波信号大功率微放电，导致卫星报废。可再等五天，势必错失国际电联规定的最后期限。

16日20时14分，距离我国申请的空间频率有效期限只剩下不到四小时。

“嘀嗒、嘀嗒……”每个人都听到了墙上挂着的那只电子钟秒针在跳动的声音。

“嘀嗒、嘀嗒……”一个无形的声音在催促着。

孙家栋从座席上站了起来，凝眉沉思了片刻，与在座的有关专家会商后，果断发令：“加电开机！”

夜幕刚刚降落，大凉山失去了它原先的模样，山不像山，水不像水，影影绰绰似有似无。

十几家终端设备厂家，在北斗系统主控站的一个大操场上，迫不及待地把接收机摆成一大排。

操场上，不知什么时候开始，聚集起一大群人。人们不时地抬头仰望漆黑的夜空，热切而又焦急地在等待着一个“精灵”——那个来自远方的期盼已久的信号。

一小时过去了，“精灵”没有出现；一小时一刻钟过去了，“精灵”没有出现；一个半小时过去了，“精灵”还是没有出现；

人们仰望星空，心却悬在半空。

……“有了！”不知谁最先喊了起来。

21时46分，地面系统正确接收到了卫星播发的B1导航信号。

21时54分，接收到了卫星播发的B2导航信号。

22时3分，接收到了卫星播发的B3导航信号。

整个大操场上人们欢声雷动，拥抱喝彩。

有人领头唱起了《义勇军进行曲》：“起来，不愿做奴隶的人们……”众人呼应，片刻，歌声变成了一片翻腾的海洋……

此时，离国际电联限定的时间仅剩两小时。中国立即向国际电联报送了频率申报资料的激活通知。

犹如世界杯比赛的“压哨破门”，北斗系统申请的卫星导航信号频率与轨位资源保住了，中国北斗在最后时刻，拿到了进军全球卫星导航系统俱乐部的“入场券”。

战“频”之胜，让发射指挥中心所有人都长长地松了口气。

李祖洪擦着眼镜上的汗水，对孙家栋说：“孙老，我觉得心都快要蹦出来了……”

谢军捂着胸口：“气都喘不过来了……”

有人称，这次发射是“连跌带撞”。孙家栋笑着说：“应该是有惊无险！”

第三天，孙家栋准备回北京，在协作楼餐厅吃早餐时，他让李钢把李祖洪、谢军还有一些骨干招呼到一起。

看得出，孙家栋的食欲很好，他要了份蛋炒饭、一碗小米粥、一只香蕉和一杯酸奶。

杨慧一见，忙说：“孙老好胃口！”

孙家栋笑了：“女士讲究好身材，我老了，不怕胖。”

交代完下一步工作后，孙家栋喝了一口小米粥，不紧不慢地对李祖洪说：“祖洪啊，最近我听说了一段话，你帮我查查，不知道是哪位伟人还是哪位哲人说的，说得特别好。”

李祖洪赶紧放下筷子：“好的，孙老。我要不要拿笔记一下？”

“不用，不用。”孙家栋摆了摆手，又对大家说，“你们都听听。”

孙家栋神色认真了起来，“这段话是这么说的：在北斗工程起步之时，我们也希望站在巨人的肩膀上，但巨人可不是这么想，他对我们技术封锁，不让我们站在他的肩膀上。所以唯一的办法，就是让我们自己也成为巨人。”

李祖洪愣了一下，轻轻问道：“孙老，您是什么意思？”

杨慧突然想起来了：“孙老，这话是祖洪总师说的。”

大家笑了。

孙家栋变得严肃了，他说：“前几天，有人告诉我祖洪总师讲的这段话，我觉得讲得特别棒，说出了我们的心里话。这些年来，我们想站在巨人的肩膀上，巨人不仅不让我们站，而且还卡我们、压我们。在事实面前，我们终于醒悟过来了。靠别人靠不住，只有靠自己，拼搏努力，让我们自己成为巨人，让中国成为巨人！”

让我们自己成为巨人，让中国成为巨人！这是铿锵誓言，又是果敢的行动！

2012年12月27日，中国向世界宣告：北斗二号正式向亚太地区开通服务。

2012年12月27日，中共中央、国务院、中央军委对北斗二号卫星导航系统向亚太地区开通服务专门发来贺电。

北斗二号卫星导航系统创造了四个“第一”：

国际上第一个多功能融为一体的区域卫星导航系统；我国第一个与国际先进系统同台竞技的航天系统；我国第一个面向大众和国际用户服务的空间信息基础设施；我国第一个复杂星座组网的航天系统。

北斗二号同时实现了令人瞩目的十大创新：

在国际上首创融导航定位、短报文通信、差分增强三种服务为一体，功能丰富，性能优异；在国际上首创“GEO+IGSO+MEO”混合星座，以最少卫星数量实现区域服务，支持边建边用、以用促建，兼顾全球拓展，工程建设效益高；在国际上首创以GEO和IGSO卫星为骨干构建导航星座，突破了一系列世界性难题，提升了卫星服务的精度、连续性、可用性；在国际上首创同步轨道导航卫星，解决了卫星姿态控制、高精度温控等关键难题，实现了高精度、高可用和高功能密度比；在国际上首创多元数据融合的精密定轨与时间同步体制，突破国土布站局限，实现卫星定轨精度与星地时间同步精度大幅提升，达到国际先进水平；创建集中设计、流水作业、滚动备份的批量生产模式，国内首次实现星箭产品组批生产、高密度组网发射，有力地推动了我国航天科研生产方式转型升级；自主研制以原子钟为代表的一批达到国际先进水平的核心产品，打破了国外的封锁垄断，实现卫星关键部组件自主可控；在国内首次实现高轨卫星“一箭双星”发射，成功研制长三乙新构型运载火箭，大幅提升长三甲系列运载火箭的服务能力和可靠性，实现了多卫星平台、多轨道面组网发射连续成功；创建了新一代航天扩频测控网，多目标测控和安全防护能力实现跨越提升，成为我国航天测控领域的又一里程碑；创建了高连续性、高稳定性的地面运行控制系统，可用度达到0.9998，满足了大众和国际用户的服务需求。

北斗二号不是北斗一号的简单延伸。虽然它的覆盖面积尚不及GPS，但它的定位精度达到6米，授时精度达到20纳秒。特别是它一次可发送120个汉字信息的功能，是GPS所不具备的，是中国独创的。

北斗二号导航系统荣获2016年国家科技进步特等奖。

北斗二号卫星导航系统，作为我国服务国际社会的公共产品，显著提升了我国国际地位与影响力；作为我国战略性新兴产业，已成为助推我国经济发展的强劲引擎；作为我国国防安全的重要支撑，已成为我军现代化建设的强军利器。

2019年5月17日。

长征三号甲运载火箭将北斗二号最后一颗备份星成功送入太空。

灯火通明的发射阵地，巨大的聚光灯熄灭了，忽然间变得万籁俱寂，暖风习习。

午夜2时，北斗二号卫星总设计师杨慧率领试验队员们，离开技术阵地，准备回协作楼（宿舍）。

一坐上交通车，有队员就喊了起来：“红包，红包，杨总发红包！”

大家也跟着嚷嚷：“杨总发红包！”“杨总发红包！”

杨慧满脸红扑扑，还沉浸在发射成功的喜悦之中。她喜滋滋地说：“发！发！应该发，这回发个大红包。”

她刚刚在手机上点击了一下，手快的姑娘马上喊道：“哇，128块8！”

“我抢到98块！”

“看我的，38！”

“哎呀，我的手气咋这么差，12块！”

杨慧的红包刚刚被一抢而光，有人又喊了起来：“该君武副总师发红包了！”

翟君武从座位上站了起来：“肯定发。不过，咱不敢超过杨总，就发个688吧！”

“我抢到58了。”

“32。”

“67。”

……几轮红包抢下来，交通车到了协作楼前。

餐厅里，食堂师傅已经为大家准备了丰盛的夜宵，还有啤酒。

杨慧平时不喝酒，这回却主动要了杯啤酒：“兄弟姐妹们，首先让我们共同祝贺北二最后一颗备份星发射成功！干！”

“干！”

“干！”

“此时此刻，我想表达一种什么心情呢？”杨慧沉吟了片刻，“航天是个系统工程，同时也是个集体工程。我们打的每颗星，不是靠几位总师可以干成的。我们合作了这么些年，特别感谢大家对我的支持、包容和关爱！这杯酒算是感谢酒吧，我喝了。”

杨慧又为自己倒了杯酒，显得有些激动，眼眶里的泪花晶莹闪亮。她说：“时间过得真快啊，从1995年入列航天队伍，算起来已经二十几年了……”

停顿了几秒，她把脸扭到一边，努力在控制着自己的情绪，然后，又面对大家：“今天这颗星，应该是我航天生涯干总师的最后一颗星了……此时此刻……”杨慧哽咽着，说不下去了，蓦地，她扭转过身子，双手掩面号啕大哭起来。

大家都被这一幕深深地触动了。

杨慧极力控制着自己，转过身来，两眼泪水汪汪：“……哎呀，我怎么哭了呢？记得几年前打‘北一’最后一颗星，那么艰难，我说过‘连死的心都有了’。范总问我哭了几回，我还自豪地对范总说：我一次都没哭。今天，我怎么哭了呢？哎呀，我不应该哭的啊……”

一位试验队员大声喊了起来：“杨总，您就痛痛快快哭一场吧！”

一位女队员给她递纸巾。

“不！我不哭了。”杨慧擦去了脸上的泪水，“今天是大喜日子，我不应该哭，我们大家应该高兴才是。刚才我说了，这是我航天生涯干总师的最后一颗星，但中国的航天事业任重而道远，需要我们去干的型号还有很多很多。让我们继续努力吧，让我们共同祝愿中国的航天事业蒸蒸日上！”

“干！”

“干！！”

第五章 北斗的“心脏”

12.呼唤“中华牌”

铷钟、氢钟、铯钟，统称原子钟。

所谓原子钟，就是利用铷、氢、铯等原子的稳定振荡频率制成的极精密计时器。卫星导航系统的定位功能是建立在时间的精准测量之上的。系统要具备一米的定位精度，必须将以光速传播的无线电波走一米的时间测准。这个时间间隔只有十亿分之三秒，实现这种精度的时间测量，只能依靠原子钟。每颗导航卫星都装有高精度原子钟。

我在采访“北斗人”时，听到最多的便是原子钟。

“原子钟是北斗核心技术中的核心。”

“西方不卖给我们原子钟，核心技术是买不来的。”

“原子钟不能国产化，北斗上不了天。”

“六七十年代我们造出原子弹，现在我们造出原子钟！”

孙家栋院士说得简单、明了：“原子钟，是导航卫星的心脏。”

早在六七十年代，我国便着手原子钟研究，但没有大的突破。直至北斗工程启动之时，仍拿不出一台可供卫星使用的原子钟。

在北斗卫星导航系统顶层设计和论证之际，专家们在研讨中一直认为，作为北斗卫星导航系统中关键单机的原子钟，面临国外对此类高科技产品的封锁和禁运，必须下决心独立自主研制中国自主的星载原子钟。在一批专家的疾呼下，有关部门于2002年5月23日召开了以“卫星导航星载原子钟与同步技术”为主题的香山科学会议。与会专家和领导甚至将原子钟的研究工作，上升到20世纪60年代原子弹研制的高度，提请国家予以重视。

一提到原子钟，北斗三号导航系统工程第二任总设计师杨长风便气不打一处来：“国内生产不出原子钟，北斗一号又急着用，只好去国外买。美国一家公司痛快地卖给了我们，他们知道北斗一号定位精度不高，对铷钟性能指标要求也不高，离他们的GPS差着十万八千里呢！到了北斗二号，定位精度要求达到世界级，对铷钟授时精度的要求要比北斗一号星载铷钟高出好几个数量级。我们再去找美国那家公司，吃了个闭门羹。”

美国不行，转向欧洲。

李祖洪、冉承其、谢军赶赴瑞士，来到一家为欧盟伽利略系统提供星载原子钟的专业公司。公司老板帕斯卡知道中国北斗工程需要星载铷钟的量很大，很想做成这笔生意。价格虽然偏高了些，无奈人有我无，且又急用，我方还是接受了。但提及原子钟的性能指标，帕斯卡变得支支吾吾，先是说中国要求的指标过高，恐怕欧盟和瑞士政府通不过，后来又说：“美国人把电话都打到我家里了……”嘿，原来是美国人在后面作梗！眼见谈判进行不下去，帕斯卡退了一步，说：“要不这样，我们双方签合同时把产品性能指标定得低点，这样大面上我们公司过得去，但实际交货产品性能指标提升一级。”开玩笑，这又不是小孩过家家，我方自然不会同意。

拉锯式的洽谈进行了三次，依然没有结果。

第四次，杨长风亲自出马，带着李祖洪、谢军两员大将，志在必得。

帕斯卡满脸春风，好吃好喝招待得热情周到，但两天过去了，还没涉及主题呢。

杨长风坐不住了，对帕斯卡说：“都说瑞士好风光，不过，帕斯卡先生，我们不是来观赏风光的，也不是来品尝您的威士忌的。”

帕斯卡说：“杨先生，你们出趟国不容易，先放松放松！”

杨长风严肃了起来：“帕斯卡先生，您想让我们放松，我们的北斗却不想让我们放松。明天必须将合同签了，我们已经订了后天回国的机票。”

其实，真要签合同也非常简单，我们需要产品的性能指标早已告知对方，同意还是不同意，就帕斯卡一句话。

这回帕斯卡变得大方爽快了，价格做了些让步，性能指标满足了我方需求。

李祖洪悄声对杨长风说：“看来太阳真要从西边升起来了！”

然而，万万没有想到的是，合同最后一条竟然写着：瑞士政府对出口科技产品管控严格，如果由于政府管控原因产品无法及时交付，甲方不承担任何责任。

太可气了，我方居然没有一点主动权。

一纸空文，进口原子钟的第四次洽谈也以失败而告终。

从首都机场出来，杨长风一行直奔孙家栋的办公室。

尽管杨长风腰板挺得直直的，但脸上还是带着一片乌云。

孙家栋一见，心里已经明白了八九分，问：“和瑞士人谈得怎么样？买回来多少原子钟？”

几人你望着我，我看着你，谁也不吭声。

孙家栋站了起来，来回走了几步，忽然收住脚步，问李祖洪：“祖洪啊，给大家伙说说，八九年前，你们跟德国DASA公司谈判进口太阳翼的情况。”

李祖洪有些诧异：“孙老，这件事大家不是都知道嘛！”

“知道也说说。”

李祖洪嗫嚅道：“反正是因为咱们造不出来，人家欺负咱们，卡咱们……”

孙家栋反问道：“后来呢？”

李祖洪双眉一扬，“被他们这一逼，反倒是逼出来了，终于有了我们自己的太阳翼。”

“实话告诉你们，你们这次出去，我并不看好。”孙家栋说，“不过，我们中国有句老话：不到黄河心不死。中国人太善良了，总是对西方充满着幻想。西方不可能把高科技产品卖给我们的，你就是出再高的价，他也不会卖。无数事实已经证明了这一点，这下子，死心了吧？”

孙家栋又说：“你们再算算，‘北二’20颗，‘北三’35颗，每颗星4台原子钟，都靠进口，我们有那么多的外汇吗？归根结底还是要靠自己！”

杨长风心服口服：“孙老，您这一说，把我说清醒了。”

孙家栋说：“清醒了？现在清醒还不晚！”

俄顷，孙家栋又说：“原子钟必须国产化，必须是‘中华牌’。有四项要求必须做到：国产化指标不能降，可靠性要求不能减，长寿命要求要达到，所选用元器件以国产为主。”

杨长风态度坚决：“已经组织几家科研单位对原子钟进行攻关，我们将背水一战，加快进度！”

13.二十年等于四十年

采访我国著名原子钟专家、中科院精密测量科学与技术创新研究院（简称“精密测量院”）的梅刚华研究员，我们却是先从文学聊起的。

“黄老师，我知道您是写报告文学的，我喜欢报告文学。”

“哦？”我有点儿意外。

“我读过徐迟的《哥德巴赫猜想》。”

“那是什么时候？”

“四十多年前，那时我还没有上大学。读了这篇文章，了解了陈景润的故事，徐迟的文笔更给我留下终生难忘的印象。”

我问：“是不是从那时候开始，您就想做陈景润那样的科学家？”

梅刚华笑了：“那么大的雄心壮志倒没有。不过，那篇文章对我下决心考大学起了很大作用。”

优秀的文学作品是能陶冶情操、激励人生的。徐迟那篇风靡一时的报告文学，激励了一代学子献身祖国的科学事业。梅刚华就属于这一代人。

梅刚华1955年出生于湖北黄陂县（现在的武汉市黄陂区），父母是县城里做竹器的工匠。梅刚华小时候就喜欢动手动脑，帮大人干些简单的竹器活。读小学时和同伴一起去钓鱼，他的渔具全部是自制的，包括鱼竿和鱼篓。大一点了，他对无线电产生了兴趣，初中时就自己动手装了只矿石收音机，高中时已经能做便携式单管收音机了。1974年高中毕业后下乡当知青，到农村劳动锻炼，后来又在第一冶金建设公司当了两年工人。1978年考入武汉大学物理系。本科四年，研究生三年，学的都是半导体专业。

1985年，梅刚华硕士毕业，分配到中科院武汉物理与数学研究所（简称“武汉物数所”，精密测量院前身），开始接触原子钟。武汉物数所是专业化从事原子钟研究的单位，为我国原子钟技术发展做出过重要贡献。但在80年代中后期，由于国际国内形势变化，原子钟研究经历了一段困难时期。1987年，梅刚华转向基础研究，研究激光与原子束相互作用机理和技术，凭着这方面的研究成果获得了博士学位，当上了研究室副主任。十年的积淀，他练就了扎实的原子分子物理理论和实验功底。这是做原子钟研究必备的基本功。

20世纪90年代，北斗工程立项，原子钟发展迎来了难得的机遇。国家有关部门决策，立即开展星载原子钟技术研究。通过激烈的竞争，武汉物数所拿到研究任务。物数所立即重建原子频标研究室，组建星载铷原子钟研究组。在时任研究所所长叶朝辉院士支持下，梅刚华出任研究室主任和研究组组长。

这是国内第一个星载原子钟国家重大项目。物数所负责原子钟总体设计和物理系统研制，五院504所负责电路系统研制。导航卫星用的星载原子钟，是原子钟中的极品，不仅精度要求高，还要满足苛刻的小型化、低功耗、可靠性高、寿命长和卫星环境适应性高要求，技术难度极大。当时掌握星载铷原子钟技术的国家只有美国和瑞士。

梅刚华告诉我：“刚开始的时候，我们铷钟的精度跟西方发达国家比差了两个数量级，将近100倍。在可靠性、寿命、卫星环境适应性方面，更是连设计概念都没有，差不多是一片空白。”

铷原子钟的精度主要指频率稳定度，它直接与原子跃迁信号的强度相关。

铷原子钟是根据“光—微波双共振”原理设计的。原子信号的强弱与物理系统的两个主要部件相关，一个是激励光共振信号的光谱灯，一个是激励微波共振信号的微波腔。光谱灯的作用像抽水机一样，将原子从低能级抽运到高能级。水可以自动从高处流到低处，但铷原子钟中的高能级原子，却不能自动回到低能级，必须用微波场去激励，它才能下来。所以把光谱灯做好，上去的原子就多；把微波腔做好，下来的原子就多；上去和下来的原子都多，原子信号就强，原子钟的稳定度就高。对于铷原子钟设计而言，光谱灯和微波腔是两块硬骨头。

“我们的星载铷钟研究是从微波腔起步的，”梅刚华说，“微波腔设计有两个基本的要求：第一是体积要小，不然铷钟整机的体积下不来；第二是微波场的分布模式要好，不然原子信号就弱。当时国际上比较成熟的是传统的TE011腔和TE111腔，前者的体积过大，后者的场分布模式不太好，所以在1997年项目启动的时候，我们就决定做一种新的微波腔。”

为了少走弯路，费了很大劲，物数所请到国际著名原子钟研究单位瑞士天文台退休专家李·约翰逊，来实验室做指导。

约翰逊根据文献和自己的经验，做出了两种新结构微波腔模型，一个叫作慢波螺旋腔，一个叫作分离环腔。但效果并不理想，腔的结构松散，找共振频率困难，产生的原子信号很弱。三个月合同期一到，他便走了。

看来只能靠自己了。

有人疑惑：连瑞士专家都做不出来，我们行吗？

梅刚华有信心。两种新结构腔相比，他觉得分离环腔更有优势，关键是如何把它从一个分离的、松散的结构变为一个一体化的刚性结构。多次尝试都不见效果。一天下午，他突然想到一种方案，来不及等工厂加工，说干就干！他找来一块铜片，在上面锉了几个槽，然后卷成一个管，再用铜皮包上没开槽的那一端，塞进一个金属圆筒。在仪器上一测量，马上就看到了共振信号。他将钟达、安绍锋几个骨干叫来，大家一看，都很兴奋。

趁热打铁。第二天，他到工厂加工了一个正式样件。再次测量，发现共振信号不仅还在，而且很强。短短两三天时间，一种新结构微波腔的雏形就出来了。梅刚华把它命名为“开槽管微波腔”。开槽管微波腔后来获得中国和美国专利授权，到现在仍然是精密测量院星载铷钟的主要设计特征。这种微波腔不仅体积小，场分布模式也很好，可以利用小体积原子气室获得高强度原子跃迁信号，这样就从根本上解决了铷原子钟高精度和小型化之间的矛盾。

铷光谱灯的设计原理并不复杂，就是通过无极放电，使铷原子蒸气发光。但原先的设计问题很多，根本上不了天：一是光强跳变，影响铷钟的频率稳定度；二是真空里发光不正常，限制铷钟的卫星环境适应性；三是灯泡中的铷消耗太快，制约铷钟的寿命。

“技术攻关要花大量时间找原因，原因找到了，问题就解决了一大半。”梅刚华说。光强跳变的问题困扰了他们很长一段时间。最后梅刚华让博士生赵峰找来一台摄像机对着灯泡拍“电影”，终于弄清光强跳变是液化的“铷滴”在灯泡内表面“迁移”造成的。针对光谱灯在真空中发光不正常的问题，他们通过大量实验，发现是由于灯泡散热不通畅，导致灯泡温度过高造成的。

灯泡玻璃材料试验持续了差不多十年时间。他们让三个光谱灯长期点亮工作，每个月测量一次灯泡中的铷量，积累了近十年的测量数据。根据这些数据进行计算，得到了精确的铷消耗模型，精度比国外高出六七倍。再根据这个模型，确定了适中的充铷量，既不会因为少了而影响铷钟的寿命，又不会因为多了而产生铷迁移现象，影响铷钟的性能。

一台高性能铷钟，光有好的物理系统还不行，电子学系统也要做好。铷钟的频率稳定度既与原子信号强度相关，也和电路的噪音相关。对于一般精度较低的铷钟，电路的设计是不太困难的，但要做极品铷钟，电路的噪音就必须压得很低。原子钟的电路实际上是一个链条，由多个模块组成。为了判定噪音来源，他们一个个模块去找，去诊断，这里面包含了大量的仿真、模拟、测试和试验工作。

解决了物理系统原子信号强度和电路降噪的问题，铷钟的短期稳定度就基本解决了，但长期稳定度还没解决。某种意义上长稳更重要，因为导航卫星用的主要是每天的稳定度。“影响长稳的主要因素是光频移和温度频移，”梅刚华介绍说，“我们开始的做法有点治标不治本，总想通过选择工作点、加强温控等外部措施来解决，效果不好。于是就系统地研究如何将原子体系自身的频移降下来。这就要改变和优化很多设计参数，比如铷泡中充入的缓冲气体的种类、配比、压力等等。这些东西最好每次只改一样，不然你的判断就不一定准确。科研就是这样，没有捷径可走，必须老老实实去做，水滴石穿，水到渠成。”

一晃八年过去了。2000年，梅刚华团队研制出国内第一台星载铷钟原理样机；2004年，又研制出星载铷钟电性能样机，技术指标基本满足北斗系统的应用需求。

但是，真正的考验还在后头。

2004年，北斗二号系统星载铷钟进入工程样机研制阶段。孙家栋一直在关注着武汉物数所，亲自带专家组前来考察。孙家栋握着梅刚华的手，说：“刚华，我知道你们这几年拼得很苦啊！”

梅刚华十分感动，说：“孙老，有您这句话，所有的苦都值得。”

孙家栋说：“干北斗就需要有这么一股劲。有时候，看不到前方的曙光，但是咬牙坚持一下，可能就成功了。”

听了汇报，看了实验室，孙家栋对梅刚华团队几年来的努力给予充分肯定。

忽然，孙家栋停顿了十几秒，而后话锋一转：“恕我直言，武汉物数所的原子钟研究，比我想象的要好得多得多，但工程化能力比我想象的要差得多得多。”

全场寂静。包括时任所长詹明生和梅刚华在内，武汉物数所所有在场的人都怔住了，他们像是被猛烈地抽了一鞭子。

孙家栋说的工程化，是指航天产品研制生产要遵循一套严格的流程和规范。要生产出合格的航天产品，必须编写全套设计、工艺文件；装配、调试和测试现场必须满足严格的洁净度、温湿度要求，人员上岗要培训，要有资质；要编制试验大纲和试验细则，按规范完成振动、冲击、热循环、热真空等全套环境试验；所有过程都要翔实记录，做到可追踪、完全受控。所有这些，当时的武汉物数所几乎都不具备。

冷静下来一想，孙家栋真是一言中的，物数所团队研究功底扎实是强项，但工程化能力弱，却是不争的事实。

怎么办？紧急动员，亡羊补牢。

詹明生决定立即组建技术发展处和质量办公室两个管理部门，开始建设质量保证体系。

梅刚华带队去航天五院和八院参观、学习，回来后立即按航天单位的标准改造实验室。不久，一条符合航天规范的铷钟生产线雏形就出来了。他请来航天八院的专家，指导团队编写设计、工艺和试验文件。中国科学院派出监理组，对研制过程进行全程监理。“那段时间是最紧张的，整个团队夜以继日地工作，从没休过假。我自己则是累得一把一把地掉头发。”梅刚华说。

仅用了两年多时间，物数所不仅完成了星载铷钟初样和飞行件两个阶段的研制任务，实现了首台铷钟飞行件上天，质量体系同时也建立起来。同时，质量控制能力实现了“三级跳”，总体单位对物数所产品质量控制的评价从“基本不受控”变为“基本受控”，再变为“受控”。

2007年，北斗二号系统星载铷钟进入批量正样产品研制阶段，研制过程仍然充满艰辛。最痛苦的是技术“归零”。

“归零”是航天行业一个专用术语，指产品出现故障以后，要按照“定位准确、机理清楚、措施有效、故障复现、举一反三”的要求，将故障现象和影响完全排除，保证产品上天执行任务时万无一失。

梅刚华讲了一个“归零”的故事。有一次，一台产品交付后出现异常，他们将产品取回做了处理后交给总体，可一通电又出现同样的问题，于是他们沉下心来一个个部件、一个个元器件仔细排查，最后发现是一个电子器件装配方式不合理，属于批次性质量问题。他们将那个批次的产品全部召回，问题彻底解决了。可就是解决这样一个看似简单的问题，却花掉他们半年的精力。

2012年，北斗二号卫星导航系统全面建成。精密测量院等三家单位研制的星载铷钟，为我国独立自主建成北斗二号系统发挥了关键作用。精密测量院的星载铷钟，无论是精度还是可靠性都受到总体部门的高度评价。

梅刚华只有短暂的兴奋。他知道，北斗二号系统星载铷钟的性能，只相当于美国GPS系统铷钟20世纪90年代的水平。而眼下，GPS已经用上了新一代铷钟，技术指标又提升了一个数量级。

2009年，定位和授时精度更高的北斗三号全球卫星导航系统工程正式立项。

北斗三号上什么样的铷钟？多数人的意见是上高精度铷钟。高精度铷钟的技术指标比北斗二号卫星铷钟高，但是跟GPS新一代铷钟比仍然差了一大截。

梅刚华的意见是高精度铷钟和甚高精度铷钟同时上，其中甚高精度铷钟的指标要完全对标GPS的新一代铷钟。在项目评审会上，他掷地有声地表示：我们中国北斗的目标是建成一流的北斗，世界的北斗，所以必须用上最好的钟！

工程总体强有力地支持了梅刚华的意见。2011年，高精度铷钟和甚高精度铷钟两个攻关项目同时启动。一种技术同时布局两个项目，这在北斗系统技术攻关中应该是独一无二的。

梅刚华带领团队又开始了新一轮的拼搏。如同参加一场马拉松赛，前一段赛程，他们一直在努力跟跑；这一段赛程，他们要追平乃至超越。

他们对铷光谱灯的发光光谱做了更深入的研究，发现光谱谱线轮廓普遍存在变形和增宽的情况。它对稳定度的影响，如果是一般的铷钟，完全可以忽略，但是要做世界上最好的铷钟，这个影响将是颠覆性的。通过反复试验，他们终于找到了解决办法。

微波腔设计水平也上了新台阶。以前，靠的是经验设计，哪怕修改一个设计参数，都要花上几个星期的时间反复验证，费时费力。这一次，他们利用计算机软件进行仿真设计，所有参数设计一次到位。很快，各种尺寸的微波腔设计出来了，微波场分布模式也得到进一步改善。

他们系统研究了铷原子跃迁谱线的各种频移机制和控制方法，更换了气体配方，优化了工作参数，使光频移、温度频移、微波功率频移和磁场频移减小了一个数量级，为改善铷钟的长期稳定度创造了条件。

高精度星载铷钟于2013年研制成功，2015年开始装备北斗三号卫星。甚高精度星载铷钟于2016年研制成功，2018年开始装备北斗三号卫星。

2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统正式开通。在北斗三号系统全部35颗卫星上，每颗卫星都装载有精密测量院的铷钟。

甚高精度铷钟的短期频率稳定度达到7×10-13/τ1/2，天稳达到3×10-15，超过了GPS最新一代铷钟。测试结果发表后，甚高精度铷钟被国外同行认为是目前世界上稳定度最高的铷原子钟。

甚高精度铷钟上天，标志着北斗系统用上了最好的星载铷钟，梅刚华没有食言。

为了这一天，梅刚华和他的团队奋斗了二十多年。他们用二十多年的时间，走完了外国人四十多年走过的路，使我国的星载原子钟技术打破了西方国家的垄断和封锁，实现了从无到有、由有到精的跨越，使北斗系统有了强大的心脏。

采访结束时，我问梅刚华：“铷原子钟技术到头了吗？”“没有。”他平静地说，“我们最近设计的新型铷钟，短期稳定度比甚高精度铷钟还要高三倍，下面我们会重点解决长期稳定性问题。”

蓦地，我的心中不由得升腾起一种自豪感，为梅刚华和他的团队取得的成就，更为他们永不停息的探索和创新精神！

14.“不守时”的做钟人

贺玉玲的儿子有句名言：“妈妈您是做钟的，为什么却最不守时？”

这是一个儿子对母亲的“抱怨”，还是一个少年对航天人的赞美？

2004年，贺玉玲还是北京大学电子学系的一名博士生。她的导师董太乾是我国最早研究原子钟的专家之一。

一天，导师说中午要与西安航天504所来的客人一起吃饭，主要谈原子钟合作的事情，让贺玉玲也参加听听。

504所来的是雷文琦研究员，搞了大半辈子频率源。那时已经退休了，却依然在为原子钟操劳着，时不时来北大向董教授请教一些难题。

饭桌上，大家聊着原子钟，一个个情绪高涨。忽然，雷文琦问：“贺姑娘，听说你博士快毕业了，到我们所来怎么样？”

贺玉玲调皮地问：“到你们所有什么好的？”

雷文琦认真了起来：“专业对口啊！你是搞原子钟的，我们所的时频技术研究室就是专门搞原子钟研究的。北斗上马，急需原子钟，可西方对我们进行技术封锁，北斗办正在组织力量攻关，我们所是一支主力军。保准你来了之后就有个大平台，可以好好施展才华……”

这一说，真把贺玉玲给说动了心。

20世纪60年代，北京大学就开始了原子钟相关理论与技术的研究，物理系教授董太乾是团队的领头人，刘淑琴是团队的骨干。1999年，贺玉玲考入北京大学电子学系无线电物理专业，攻读硕士，一年后转为硕博连读。原子钟指标高，寿命长，用户买上一两台，就可以用上十多年，市场需求小，研发根本赚不到钱。只有北京大学和武汉物数所等少数几个团队仍在坚持着。董太乾对贺玉玲说：“我们一定要研制出中国人自己的原子钟，不能让我们的时间掌握在外国人手里。”

那时候，实验室非常简陋，没有空调，而铷钟又是个发热源，铷灯要想发光必须要加热到100多摄氏度。夏天实验室热得像只蒸笼，让人感觉喘不过气来。董太乾穿着跨栏背心依然是大汗淋漓。刘淑琴号称“金手指”，在实验室一待就是一整天。她常常对着一排排玫红色的铷灯告诉贺玉玲：“小贺，你看这只，红得透亮，状态比较好。这只就差点，边上泛白，得再调调。”

两位恩师不但把贺玉玲引入原子钟研究这块神秘的领地，更让她深切感受到了老一辈科学家不计个人得失，将一生奉献给祖国的情怀。

半年后，贺玉玲穿上了航天504所的工装。

后来，贺玉玲说：“当时，为什么我能那么快地做出决定，离开我十分留恋的北大，最主要的原因是北斗工程真的把我吸引住了。我那时候就在憧憬着：还有什么比北斗更伟大的工程，如果我能为北斗做一件产品，该是多么光荣的事啊！”

记得刚进所不久，雷文琦与她有过一次深谈：“小贺，不是我把你骗来吧？没后悔吧？”

“后悔了。后悔来得太晚了。”

雷文琦1965年从四川大学毕业后，分配到504所，副所长是后来“双星定位”理论的首倡者陈芳允。那时，出于保密的要求，504所深藏在秦岭脚下。一入所，雷文琦便开始了星载高稳晶振和各类频率综合器的研究，他研制出的很多产品都属于我国星载产品的“第一次”，如第一台高稳晶振、第一台锁相倍频器等。

北斗工程上马，需要更高性能的频率源，原来的技术已经远远不能满足需求。原子钟研制的“春天”真正到来了，504所重新组建时频技术研究室。原子钟是一个横跨原子物理、量子理论、电子电路、真空技术、自动控制、光学、精密机械等多个学科的综合体。当时对于如何做一台稳定可靠、能够长期在轨运行的星载铷钟产品，国内没有任何经验，配套仪器设备也少得可怜。面对铷钟工程化研发课题，55岁的雷文琦勇挑重担，一方面充分利用自己在星载产品研发上的丰富经验，一方面如饥似渴地查阅、学习铷钟相关资料。作为项目负责人，带领屈勇晟、曹若凤、刘宇红等几位技术骨干，联合国内优势单位，日夜努力、集智攻关，研制出了第一台工程化铷钟产品。

“40年来，老一代航天人苦苦坚持着，就为了不想受制于人。”雷文琦告诉贺玉玲，“一代人有一代人的使命，现在接力棒传到你们这里了，借助我国卫星导航大发展的机遇，你们应当有更大的作为！”

504所原子钟的星载工程化研制即将开始，贺玉玲加入，恰逢其时。

贺玉玲入所后第一项工作，就是要把铷钟倍频链中的两个可调电容去掉。她想，不就是去掉两个可调电容吗？谁知真正做起来才发现有多难。她在实验室整整待了三个月，没有周末、也没了正常上下班。印制板和结构更改了十几版，反复进行实验和测试，最终打出了一套“组合拳”：从电路和结构上，优化了设计，让这两个电容不那么敏感，不会紧紧耦合到一起；从元器件源头上，对阶跃二极管提出了更严格的参数要求，到厂家进行筛选测试；所有要用到的电容都一一测试，记录下每个电容的细微差异，就为了在调试时能准确选出要用的那一个；规定了一套调试、测试方法，还做了专用的工装，详细规定了每一个步骤和判断准则；利用五院的表格化管理办法，对所有的数据进行详细记录、判读、比对，确保交付的每块电路都是放心的。

三个月，让本来就瘦弱的贺玉玲又瘦了一圈。这位航天新兵深刻体会到了什么是航天产品，航天产品要怎么做。当然，这样的经历也让这位刚迈出学校大门的博士顺利地融入了航天队伍，成为一名航天人。

星载铷钟既要在太空中的真空、温变和辐照环境下稳定运行十多年，又要经受住卫星发射过程中的冲击和剧烈振动，还要在地面系统联试过程中确保稳定，需要解决很多问题。

航天产品要求“在轨怎么飞地面就怎么测”，需要在模拟太空环境的真空罐中进行试验。当时，504所的真空罐资源非常紧张，各个型号的产品都在排队等待，有时甚至需要等待一个月。院领导压缩调整其他产品，优先给了铷钟10天真空试验时间。铷钟团队立即开展全面策划、连夜制定了试验方案与对策，加班加点做准备。雷文琦研究员不顾年高体弱，也和年轻人一起坚守在真空罐旁。

真空度抽到后，按照预定流程开机。所有人都紧张地盯着示波器和计数器，频率在缓慢靠近中心频点，示波器上也出现了锁定信号，大家长舒一口气，觉得心中一块大石头可以放下了。然而不到10分钟，锁定信号开始减小，越来越小，输出频率也越来越偏离正常值，铷钟失锁了！大家一下蒙了。

一一排查仪器设备、线缆连接、各项遥测数据后，都没有发现异常。贺玉玲不得不向北大求助，董太乾、刘淑琴两位老师火速赶来支援。

星载铷钟是一个多学科交叉的复杂产品，问题又只出现在真空状态，排查起来非常困难。许多平时可用的检测手段在真空罐里都没法实施，迫切需要一种高效排查故障的方法。董太乾带领大家，用两套产品，把它们拆开，将物理部分和电路部分分别置于真空罐里面和外面，进行交叉连接，一下子便判断出是物理部分出问题。具体是哪个零件的问题？大家决定从铷灯这个“最大嫌疑犯”入手。将铷灯从物理部分里拆出来，置于真空罐内单独加电。一经测试，果真是铷灯捣的鬼！经过反复讨论，从电路、材料、散热、工艺等几方面入手，连续做了三天实验，终于解决了这个难题。

离开西安时，董太乾问贺玉玲：“小贺，你离开学校多久了？”

“一年多了。”

“我发现你变化挺大的。”

“不会吧老师。”贺玉玲担心老师说自己老了。

“是变了，变得务实了。”

贺玉玲想了想，说：“一接触产品，不得不务实，发现原来学的知识不够用了。”

“不知道有句话你听说过没有？”董太乾说，“星载铷钟的研究，是一项耗费生命的事业。你要有这种心理准备。”

贺玉玲点了点头，若有所思。

在实验室里，高性能原子钟通常都会放在恒温控制的房间，以获得良好的长期频率稳定度。但卫星上天后，在轨平台温度会随轨道运转不断波动，变化范围很大。为此，谢军总师召集热控分系统和铷钟团队集智攻关，平台和载荷一起想办法。后来，卫星给铷钟专门设计了一个独立小舱，通过综合运用多种控制措施，让小舱在复杂多变环境下都能保持精密控温，创造了国内最好水平。与此同时，铷钟内部增加了二次控温，以便为物理部分提供一个温度更加稳定的工作区域。为了尽可能减少铷钟与环境的辐射换热，外罩镀金首次用在载荷产品上。工艺师想了许多办法，让这个又薄又深的矩形外罩能够镀得光亮如镜。

相对于原来的实验室产品，星载铷钟的长期稳定性要提升几个数量级以上。这就要求每一零部件的设计、每一个工艺细节、每一步过程控制都要精益求精，需要反复优化、试验、测试。铷钟的很多调试都需要放到真空罐里测试很长时间才能看到结果。团队成员轮流值守在真空罐旁，像照顾婴儿般地呵护着它，不敢有丝毫的疏忽。

504所的老厂区，工作区和生活区只隔着一道门。一天夜里，11点多了，家里突然停电。正准备休息的贺玉玲，说了声“不好”，披上衣服，夺门而出。当时两台要交付的正样产品正在进行真空长期测试，如果这时候中断了，前面两个多月的测试就白做了，型号正急等着这两台产品呢。当她急匆匆赶到实验室时，好几位骨干也都先后赶来了，UPS电源也已正常启动。为确保不出问题，贺玉玲和设计师仔细观察测试数据和仪器设备，一夜未眠，直到供电恢复正常。

贺玉玲告诉我：“曾经连续九个月，我们完全没有了时间概念，没有双休日，没有白天黑夜，每天就是实验室、办公室、餐厅三点一线，一个个都是蓬头垢面，团队成员平均加班八百多个小时。我们比上级要求的期限、提前一年拿出星载铷钟的正样产品。”

正样产品在常压下一切正常，电性能获得了显著提升，关键指标频率天稳定度进入3E-13，并保持稳定。这是中国航天史上第一个具备上天能力的星载铷钟。

2006年9月9日，一台由504所负责整机和电路、510所研制物理部分的铷钟，搭乘实践八号育种卫星成功发射，开始空间搭载试验。铷钟在轨工作12天，地面收到69组铷钟遥测数据，各遥测参数与地面试验数据完全吻合，表明国产铷钟能够适应发射过程和空间环境，特别是在微重力状态下能够正常工作，为国产铷钟上星应用积累了宝贵数据和经验。

国产铷钟上星首飞，在一定意义上标志着我国打破了国外在这一领域的垄断。

10月，李祖洪主持了卫星总体与504所、中科院武汉物数所、203所、510所的飞行试验星国产铷钟研制协议签字仪式。北斗二号飞行试验星铷钟进入加速研制阶段。由于北斗导航系统与欧洲伽利略系统处于竞争状态，需要抢占有限的太空卫星频段与轨道，先期预订的从欧洲引进铷钟的厂家已经明确不能按时交付，无法满足我国北斗二号试验星的需求。北斗二号只能靠我们自己！按照配置，在飞行试验星上，将安装504所两台、203所和武汉物数所各一台铷钟产品。

2007年4月14日，北斗二号第一颗试验星顺利升空，星上搭载的四台国产铷钟，迎来了第一次真正意义的“大考”。

4月16日21时46分，地面系统正确接收到了卫星播发的导航信号。北斗系统申请的卫星导航信号频率与轨位资源保住了！

贺玉玲泪眼蒙眬。

雷文琦感慨万端。

团队所有人都喜庆万分。

中国航天科技集团公司总经理马兴瑞自豪地对记者说：“六七十年代有原子弹，现在我们有原子钟！”

贺玉玲说，国产铷钟研制成功，离不开众多单位、众多部门的齐心协力，从关键技术攻关、工艺攻关到物资保障、资源调度，从每个设计师到总师、总指挥，大家无不为了按期、保质交付而竭尽全力。国产铷钟的在轨批量稳定应用，有力保障了北斗二号卫星的发射组网。

2009年，北斗三号正式立项。贺玉玲晋升为五院铷钟产品首席专家。

北斗三号对星载原子钟提出了更高的要求，性能指标需要再提升十倍，体积需要大幅缩减。

贺玉玲带领团队开始了新一轮冲锋。

就在这时，中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其来到504所。

有人开玩笑说：“冉主任，您好像是第一次带着笑容来到我们所。”

冉承其一愣，“我有这么严肃吗？”

“我们的贺玉玲首席都被您训哭过好几次。”

冉承其转头问一旁的贺玉玲：“小贺，我训斥过你吗？”

贺玉玲赶紧说：“我郑重声明，绝对没训斥过，我也没哭过。只是，话重了些……”

冉承其笑着说：“这是比较实事求是的。”

听了贺玉玲团队的汇报，看了他们的成果，冉承其十分满意，说：“我非常欣赏你们这支年轻团队的苦干和创新精神。北斗工程起步晚，起点低，如果说人家是迈步前进的话，我们必须跑步追赶。当然，这种‘跑步’又不是光靠死卖力，除了要展示中国速度，还要展示中国智慧。”

冉承其，1968年出生于湖南常德石门，本科和博士毕业于国防科技大学，硕士毕业于清华大学。长期从事航天系统总体设计、航天工程和北斗重大专项管理工作，全程参加了北斗卫星导航系统顶层设计、工程建设及组织管理工作。

冉承其总是很忙，我约了好几次，总算定下采访时间。

走进他的办公室，我刚刚坐定，他便说：“去年您写孙家栋院士，已经采访了许多人；这回听说您又采访了一些人，收获一定很大吧？”

“的确很大，非常大。”

“您去年发表在《人民日报》副刊上的那篇《北斗璀璨》，我读了，非常感谢您在为北斗做宣传。今天想让我说些什么？”

我说：“先说个题外话吧，想听听背后有人对您的议论吗？”

“好啊，平常难得听到，您采访的人多，听到的肯定多，特别是关于我的。”

“大家说您是一路骂声向前进！”

“一路骂声向前进！”冉承其重复了一下，笑了起来。

“不过，人家又解释了：骂是夸张的说法，冉主任只是特别严厉，批评多，表扬少。”

“哎呀，我这个形象不太高大啊！”冉承其自嘲道。

我问他：“为什么总是那么严厉，表扬少？”

冉承其脱口而出：“着急啊！”

“总是着急？”

冉承其说：“北斗办是国家北斗工程领导小组办事机构，也是执行机构，对北斗工程进行领导和管理，包括对北斗导航系统总体设计和工程建设的领导，同时还包括对整个工程的组织管理工作，可以说是责任重如山啊。比如北斗系统的总体设计，那不是已经有了蓝图，而是在一张白纸上，通过极其艰难的论证得来的。如何将总体设计思想贯穿研制建设全过程，建立起科学完善的组织管理体系，事关全局。如果一步棋下错了，后面便全盘皆输，能不着急吗？比如关键器部件的国产化问题，你越需要的时候，西方越卡你。为了原子钟，我去过瑞士，人家生产商还是蛮友好的，可背后有人一插手，生产商马上就变卦了。技术指标一压再压，交货日期一拖再拖。我们自己一时半时又拿不出产品，能不着急吗？又比如，2007年的频率资源问题，国际电联是有时间节点的，过了这个村，就没这个店。眼看时间一步步逼近，我们的试验星还没出厂呢，真是着急上火啊。试验星到了发射场，又是490牛发动机底部磕碰、应答机故障……卫星上天后，离最后时间节点只剩下72小时了，能不着急吗？北斗最后一颗收官之星，也是一波三折……国家将这么一项巨大工程交给我们管理，我们要是万一有个闪失，怎么向全国人民交代？所以，北斗不能出差错，不能出一丝一毫的差错。”

喝了口水，冉承其接着说：“我不像孙老，人家经历过多少大风大浪，战胜了多少艰难险阻，所以，从来没见过他发脾气，连大声说话都不多，那是一种大境界，大将风度啊！”

我问：“这些年来，您觉得压力最大的是什么时候？”

“可以说无一天无压力，无一日不是如临深渊、如履薄冰。”冉承其感慨地说。

中国“北斗人”就是这样抗压工作，就是这样风风火火！

原子钟如何小型化轻量化，怎么“瘦身”，是件让人头疼的事。

北斗二号铷钟和铷钟电源加起来有7公斤，团队的目标是通过集成化设计，把两台设备合到一起，重量控制在4.5公斤以内，体积要缩减到原来的1/3。504所抽调了最优秀的结构设计师、工艺师加入团队，所有的电路都进行了重新设计，机械结构反复迭代优化，使用了许多新器件和新材料，摸索了很多新的工艺方法。为了提高整机的抗振能力，反复试验不同减振措施和减振材料，不厌其烦地试验、改进、分析、再试验；为了获得良好的屏蔽效能，又尽可能地减轻重量，反复优化磁屏蔽层；为了消除电源散热对核心电路热控的影响，从结构拼装方法到互联接插件、螺钉安装都精心设计。可以说，每一个空间、每一个角落都是精打细算；每一根走线、每一处安装都经过细致琢磨。最终一台精巧、紧凑的铷钟终于设计成功。

北斗三号高精度铷钟于2015年3月首发升空，在轨表现非常优异，不但性能指标高，在轨运行也非常稳定。

2017年初，欧洲航天局和印度空间研究组织先后报道了大规模星上原子钟运行故障，甚至一度影响了后续发射计划，他们使用的都是瑞士某公司生产的原子钟。而我国的铷钟无论在性能指标还是在寿命可靠性上，都已经远远超越欧洲产品。

贺玉玲说：“当初为引进铷钟，我参与了和老外的几次谈判，明显感觉他们对产品不够敬畏，谈到一些控制细节，很是自以为是，觉得我们是吹毛求疵，没有中国人对问题揪住不放、死磕到底的精神。他们栽的跟头也提醒我们，一定要把工作做得再细一些，严一些。魔鬼藏在细节里，只有把每个细节都做好，才能确保万无一失。我们要让‘中华牌’铷钟达到国际一流水平！”

参与这场北斗系统原子钟研制攻坚战的，还有科工集团203所、科技集团510所、中科院上海天文台、北京大学电子学系。除铷钟外，203所和上海天文台的氢钟，510所的铯钟，也都用到了北斗卫星上，使我国成为世界上第一个铷、氢、铯钟全部上天的国家。正是由于他们的兢兢业业、矢志不渝、努力拼搏，北斗系统才有了强大的心脏。

全副心思都在钟上，自然生活中经常顾此失彼，记得那是个节日——具体什么节日贺玉玲已经忘记了，贺玉玲与儿子约好了，下午带他去公园玩，她已经好几个月没带儿子出去玩了。

上午进了实验室，光顾着调试仪器，一忙，贺玉玲将下午带儿子去公园玩的事情忘了个一干二净。等回到家，天已经黑了。于是便有了儿子的那段名言：“妈妈您是做钟的，为什么却最不守时？”

贺玉玲只得抱歉地说：“妈妈正在研制一种特别的钟。”

儿子问：“特别的钟是什么钟？”贺玉玲告诉儿子：“一个像心脏一样重要的钟，名字叫‘中华牌’。”

儿子轻轻重复着：“‘中华牌’？”

贺玉玲郑重地承诺：“孩子，等‘中华牌’研制成功了，妈妈一定会做个最守时的妈妈！”

第六章 “国家需要，我就去做”

15.独门绝技：短报文

2009年，北斗三号工程正式启动建设。消息一出，立刻引起热议。

网友“漂泊的心之冰逸”：我们有差距，有不足，有短板，但是不可否认的是，我们在努力，在追赶，在进步。而且进步和追赶的速度非常快，信心非常足。所以他们害怕了，害怕我们会赶上，甚至会超越。于是，他们联合起来，利用目前还拥有的优势，各种制裁，各种阻碍……这就是世界目前的真相和局势。

网友“一年之计”：人家几十年了，我们才追了几年。GPS再好，但不是我们的。只有我们自己的，才用得放心。

网友“百年期盼”：北斗一号实现了“双星定位”；北斗二号实现了区域定位；我们期盼着北斗三号全球定位系统，取代GPS的那一天，超越GPS的那一天……

“北斗人”知道，网友的期盼，便是国人的期盼！

中国向世界作出承诺：北斗三号系统继承有源服务和无源服务两种技术机制，为全球用户提供定位导航授时、全球短报文通信和国际搜救服务，同时为中国及周边地区用户提供星基增强、地基增强、精密单点定位和区域短报文通信服务。

北斗系统从一诞生就身怀“短报文通信”的独门绝技。与北斗二号相比，北斗三号服务容量提升约10倍，从单次可发送120个中文字符提升到1000个中文字符（甚至图像）。

五院504所和国防科大等攻关团队，为了这个“10倍”，整整奋斗了10年。

2009年到2011年，在卫星总体载荷基本方案论证期间，技术负责人陈忠贵带着卫星团队，与谭述森院士和工程总体进行了多次协调，反复仿真分析，最终确定了载荷的组成方案。

2015年9月30日，北斗三号第三颗试验星在西昌成功发射。北斗三号工程副总设计师李祖洪，带领北斗三号卫星系统首席总设计师谢军、北斗三号卫星系统总指挥迟军、北斗三号卫星系统总设计师陈忠贵等立即转场飞赴西安飞控中心。

在飞控大厅门口，李祖洪遇见504所天线分系统主任设计师杨文丽，关切地问：“小杨，对你们的宝贝天线有没有信心？”

“有啊，怎么会没有信心！”杨文丽双眉一扬，信心满满。

李祖洪半认真半开玩笑地说：“到时候天线要是展不开，就把你打到天上，你用手把它展开。”

杨文丽乐了：“李总，我太重了，长三乙的推力可能不够。”

李祖洪马上说：“那就改用‘胖五’发射。”

北斗导航卫星的天线分系统是卫星最重要的系统之一，负责天地之间几万公里导航信号的接收和发送，是卫星的“眼睛”和“耳朵”。

北斗三号短报文通信服务容量比北斗二号提升了10倍，相随而来的是，卫星的天线口径也要比北斗二号增大一倍以上。天线变大了，已经无法满足运载火箭包络尺寸的限制要求，在卫星上的安装布局成了难题。

杨文丽2005年进入504所，从事天线研究，随着“北一”“北二”“北三”一路走来。这几年，她和团队成员电气设计师郑伟，结构设计师郑士昆、黄志荣，力学分析师薛永刚，热分析师肖志伟齐心协力，在国际上首创构架天线。

构架天线相比国际上的传统导航天线，是一种大尺寸、超柔性的机、电、热复杂系统，涉及十余个学科和专业技术领域，科学理论研究和工程实现极其复杂。构架天线由几千个运动机构部件组成，发射前需要收拢安装在卫星平台上，在轨受控同步展开，每个部件的展开运动轨迹稍有偏差，都可能导致天线展开任务失败。

构架天线的收拢展开是最关键的技术，最大的难点在于，在太空的零重力和100摄氏度以上冷热交变环境下，还要保证顺利展开。经过多次优化仿真设计，团队创新性地提出了基于螺旋理论空间多链路机构构型综合方法，开展了基于离散梁柔性连接的刚柔耦合多体动力学仿真，进行了数百次展开试验积累数据，对比分析了几千个展开关键参数，通过了工程预研论证、工程初样、工程正样三个阶段的攻关和研制。

尤其在工程初样阶段，一次次地试验，一次次地改进，负责结构设计的年轻博士黄志荣，不知在计算机前熬过多少通宵。为了能使天线在发射状态适配卫星总体给定的有限空间，发射完成后需要在轨展开满足电气设计师给定的形面和指向要求，天线在发射时需要紧紧收拢在星体上，保证与火箭的整流罩具有一定的安全间隙，卫星发射入轨后要精确展开到位。为此，通过广泛调研和精心构思，形成了三级展开的方案：第一级主要是通过四个火工装置将收拢天线牢牢固定在卫星本体上，展开时起爆火工装置，把收拢的那捆天线推离星体。第二级是用两个腰带形状的包带，将几千根杆组成的天线抛物面，捆绑成一柱体，通过两个爆炸螺栓锁住，必须保证铺设在构架上的金属网面有序折叠收拢。二级展开时，起爆火工装置而断开包带，天线通过内部杆之间的弹簧能量，迅速恢复展开，将原来的捆绑柱体，恢复为具有很高形面精度的抛物面构架，上面的金属网面展开得平整光滑，形成完整的抛物面天线。第三级是利用火工装置将可转动的两个转臂固定，防止发射过程中活动。也是通过指令，将火工装置切断后恢复可转动状态，通过转臂电机转动，灵活改变天线的指向，以保证无线电波覆盖指定区域。这是一个复杂的部件，每个环节都关乎整个卫星任务的成败。

为确保能够完全确认天线展开状态，卫星总体在星上专门安装了两个监视相机，对每一级展开状态进行监视，这也是导航卫星的首次举措。

这期间，空间天线专家马小飞带领团队突破了金属网研制的全部技术环节。在大型网状天线中，金属网是核心产品的关键部件。初期，金属网一直依赖俄罗斯进口。为了解决这个问题，504所下决心进行金属网国产化研制工作。马小飞团队对金属网仿真、分析、丝材选用、编织试制和电性能测试等核心技术进行攻关，突破了金属网研制的全部技术环节，优化了织网过程中需要的配套设备和工艺，形成了以技术标准为基础的指标体系和评价体系、以工艺规范为基础的技术体系建设，建立了金属网生产线，研制出了镀金钼丝低频金属网和镀金钼丝高频金属网。

9月30日，首个可转动的导航构架天线随星上天。

10月3日，“大戏”即将拉开帷幕。504所领导和型号副总师张立新带着参与大天线设计研制的十几名同事早早坐到了飞控大厅的计算机前，监视着天线的每一项参数。

15时55分，90号王立峰发出“展开天线”的指令。

90号也称卫星飞控调度岗，是飞控试验队的关键岗位，承担了《卫星飞控监视手册》和《卫星飞控故障预案》的编制。这两个文件都是上百页的大部头，内容涉及卫星各个分系统，凝聚着飞控所有工作项目、操作程序、知识和经验。两个文件将各岗位工作融会贯通，是飞控队员执行飞控任务时须臾不离手的宝典。天线展开作为飞控工作的重要步骤，在《飞控监视手册》中规定了所有动作执行的条件和顺序，操作程序也经过了多次的复核和演练。

当飞控队队长刘崇华确认各个岗位监视卫星状态都正常后，90号清晰地发出了天线一级展开的一大串指令，四个火工装置先后起爆，大屏幕上收拢天线徐徐离开卫星星体，按预期轨迹运动到位。监视天线展开状态参数的黄志荣，向杨文丽做了一个“OK”的手势，90号发出了“一级展开成功”的播报，大厅里响起了热烈的掌声。

随后，90号按照既定程序，有条不紊地发出姿态调整等指令，调整太阳光照角度以保证二级展开导轨所需的温度。大家又紧张地开始监视参数。当温度达到预期，90号发出了“二级展开爆炸螺栓起爆”指令时，大家的眼睛都紧盯大厅中的大屏幕，只见天线如期从捆绑中伸展开来，但却一直没看到黄志荣“OK”的手势，没听到90号“二级展开成功”的播报，大厅中响起了窃窃议论声。

迟军走到正盯着大屏幕沉思的陈忠贵身边，说：“你看天线靠近星体边网面有皱褶。”

陈忠贵点了点头：“看来出了问题，没有完全展开到位。”

于是，迟军紧急召开了一个小范围的分析会，陈忠贵最后说：“从天线网面的皱褶状态来看，一定是天线构架杆件局部被卡住，使天线未能完全展开到位，对天线电性能有一定影响，对指向影响更大。但具体情况还需等三级展开后进一步确定，并彻底开展归零分析工作。目前大家先全力以赴把后续的天线展开任务完成好。”

虽然后续工作很顺利，但大家的心里却有一块石头没落下来。

按照设计，构架天线在轨需要完成三级连续展开，第一级展开很顺利，遥测页面显示一级展开到位，星上相机也捕捉到了其离开初始位置。二级展开指令发出，遥测页面显示仅部分到位，相机回传状态中，构架天线展开一半后，网面不动了。由于相机像素不高，且在外太空，太阳光正好逆光，仅能判断构架天线远离星体方似乎已经基本展开，靠近星体方处于褶皱状态。

杨文丽的脑袋“嗡”的一下，处于一种发蒙的状态。她难以置信地扭头看了一眼坐在斜后方的黄志荣，只见他脸色惨白，轻轻地朝杨文丽摇了摇头。

杨文丽重新回望大屏幕，又低头细看遥测页面显示。她在心中企盼：或是相机数据回传慢，屏幕还没来得及更新；或是遥测页面与原始真值之间换算有误……然而她失望了：原始真值没有任何提示表明展开到位，网面显示的这种状态，已不光会导致天线增益损失的问题，还表明地面上根本收不到任何有用信号，意味着这部分载荷功能全部丧失。

杨文丽脑子一片空白。

谢军将大家召集在一起。大家都黑着脸，默不作声。

李祖洪看了一眼陈忠贵：“陈总师，您先说说！”

陈忠贵摸了一把脸，说：“根据天线的状况，初步判断它没完全展开。这种情况第一次遇到，麻烦的是构架天线是第一次上星。”

谢军有点急：“这个故障不排除，天线等于废了！当务之急是必须将故障排查清楚。”

“哎呀，气氛有些太压抑了。”李祖洪轻轻“咳”了一声，他知道这时候不能再“增压”，而是应该“减压”，“我来说几句吧。这几年，大家尽了最大力，付出了大量的心血，出现今天这么个结果，心情可以理解。钱（学森）老、孙（家栋）老等老一辈科学家给我们留下来的传统是，出了问题先要振作起来，分析问题根源，找到解决问题的办法。干我们这一行的，哪有一帆风顺的时候……”

杨文丽站了起来，说：“李总、谢总，请放心，我们一定会找到解决问题的办法的。”

国内外航天史上，卫星天线在轨未展开的情况曾多次发生，但抢救成功的仅有俄罗斯通过航天员进行低轨修复一例，类似北斗这种高轨卫星从未成功过。

天线未完全展开，陈忠贵心头像是压着一座大山。回想方案论证时，经过了多次的反复调研和艰难抉择，才确定这个构架式天线的方案。之后从2011年开始攻关研制，历时5年。如果不能彻底调查和验证清楚，后续组网星天线研制，局面艰难。

回到北京后，陈忠贵多次召集专门的讨论会。为摸清大天线的现状影响，卫星总体郑晋军副总师带着杨聪伟、杨文丽、郭建新等设计师，制定了多个在轨测试方案，通过多次调整卫星姿态进行天线信号测试等试验，确定天线皱褶对天线指向影响最大，偏离原始指向点几千公里。并通过卫星天线三轴机构电机的不断转动，调整天线构架在卫星上的方位，通过星上专门的天线监视相机拍照以供分析。

构架天线展开结构复杂，仅转动机构就有2300多个，其中可能导致未展开到位的原因很多。团队采用仿真和试验的方法，搭建地面试验系统，人为地制造天线卡滞环节，与在轨星上的照片比对，对多种可能产生的结果进行复现。一次次寻找，一次次分析，不放过任何蛛丝马迹。最终将问题定位为天线包带电缆与反射器花盘勾挂，导致天线未完全展开到位。

陈忠贵三天两头与杨文丽通话，询问情况。这颗星是他负责的，他的心思比别人更重。

1989年，陈忠贵从南京航空学院研究生毕业，进入五院。先是负责太阳翼收拢、展开的动力学分析，后又跟着范本尧总师做北斗二号预研；2004年北斗二号正式立项，他被任命为北斗二号卫星副总师；北斗三号立项后，他又被任命为卫星系统总设计师，专门负责同步轨道和倾斜同步轨道卫星。

听说基本找到“病症”，陈忠贵问杨文丽：“准备采用什么方法排除故障？”

“晋军副总和丁继峰、周孝伦设计师到我们所，与我们一起攻关，大家倾向于通过机械转动在轨‘挤压’方式，使天线在轨‘脱钩’。”

陈忠贵立即赶赴西安分院地面模拟现场。他提醒大家，用“挤压”方式，在国际航天史上还没有先例。

“是的，陈总。”马小飞说，“有人表示质疑，觉得太冒险。如果操作不当，‘挤压’过度，很可能对卫星主体本身造成伤害。”

“这种担忧不是没有一点道理的。”

“我们分析过了，进行在轨‘挤压’也有它的有利条件：天线有转动机构，卫星舱板有突出的扩热板，天线机构设置本身也较为有利。”

“对，一定要在有利条件上做足文章。”

马小飞又说：“也有专家建议，等卫星运行一段时间后，进一步观察再做决定。”

陈忠贵说：“不能再等了，越等将来处理起来会越难。”李祖洪、谢军也表示这个方法“值得一试”。

试验团队进行地面场景模拟，发现通过拉直其中的关节，可以实现“脱钩”。随后，又开展了运动学仿真分析，确保整个处置过程中天线与卫星太阳翼发生碰撞的风险可控。为调整天线与卫星扩热板之间的接触角度以及挤压角度，设计了9套“挤压”方案，并在地面进行了完整的模拟试验验证。为了排查问题和确定方案，仅地面拍摄的照片就达上万张。

50多天的地面模拟试验，整个团队像是一部机器在高速运转。

12月24日，天上有几片乌云，但比前几天晴朗多了。西安卫星测控中心飞控大厅，人员齐备，试验团队将对天线进行第一次“挤压”操作。

李祖洪、谢军、迟军、陈忠贵是上午赶来的。中午吃饭时，李祖洪见到杨文丽，又问：“这回有希望吗？”

杨文丽谨慎地问答：“应该有希望，李总，但不敢打包票。”

李祖洪说：“没让你打包票。不要有思想负担，放手去干。”

杨文丽依然坐在90号王立峰左边，王立峰的右边是试验队队长刘崇华。

杨文丽朝王立峰笑了笑，那笑里好像蕴含着“请您多关照”的意思；王立峰也浅笑了一下，好像说“祝您好运”。当然，这其中的含义只有他俩心知肚明。

15时30分，操作员发出指令：

“卡20003。”

“卡20008。”

“卡20013。”

……

人们的眼睛都盯住前方的大屏幕。

十几秒后，屏幕上实时回传的天线图像无任何变化。

杨文丽的双眉蹙在一起。

谢军召集迟军、陈忠贵、刘崇华、马小飞、杨文丽、郑士昆、黄志荣等几位商议。郑士昆迫不及待地说：“谢总，这时候不能轻易宣布‘挤压’操作失败，我们做了近两个月地面模拟，仿真成果也出来了，完全符合要求，所以不能轻易否定。我们心里最有数，最有把握！”

迟军点了点头：“士昆、志荣，你们一直在一线，你们是最有发言权的。”

迟军又征求其他人意见。

大家也认为应该按前期所做的预案继续往下走。

迟军问谢军：“谢总，您说？”

“好！”谢军说，“我同意大家意见，按预案继续往下走，每一步都要小心谨慎。”

17时。对天线进行第二次“挤压”操作。

“卡20035。”

“卡20046。”

“卡20058。”

……

几分钟后，大屏幕上实时回传的天线图像出现了明显的变化。实时显示的卫星角速度曲线出现了一次明显的抖动，杨文丽轻轻说了声：“好！”

几秒钟之后，曲线又出现了第二次、第三次抖动。

90号指挥员再次发出调整卫星姿态的指令：

“卡20235。”

“卡20765。”

……

此时，星载照相机逐渐转向顺光方向，大屏幕上的图像越来越清晰，原来一直不见的第三号包带清晰地出现在画面中，天线成功“脱钩”，皱褶了82天的反射网展开了。

从遥远的长空传来的捷报，让大家兴奋不已。后来，天线团队喜欢把82天说成81天，意为历经“九九八十一难”。

又忙活了几个小时，回到招待所食堂时，已是午夜。食堂准备了丰盛的夜宵（也是晚餐）。

大家脸上挂着笑容，都很兴奋。

迟军说：“李总，给大家说说，表扬几句吧！”

李祖洪故意摆着手：“成功了，还说什么？喝酒，吃菜！”

“您还是说说吧，不表扬，起码也应该鼓励鼓励嘛！”

谢军在一旁说：“李总贺诗都写好了。”

“你怎么知道的？”李祖洪脸一扭。

“每次成功了，您都会赋诗的。”

“还真给你猜着了。”李祖洪站了起来，笑容可掬地说，“祝贺大家！我曾经说过：这里是产生奇迹的地方，你们是奇迹的创造者！刚才，真在脑子里诌了几句，献给大家，权当祝贺吧——”

贺构架天线脱钩

天线勾挂近百天，平安夜晚巧脱缰。

奇思妙想遥操控，在轨排故开新章。

大家将饮料、茶水，连同泪水和喜悦一饮而尽……北斗三号短报文系统标书发布后，国防科技大学王飞雪团队，接受了志在必得的命令。

20多年前，国防科技大学北斗团队成立之初，王飞雪、雍少为、欧钢等五名成员的平均年龄还不到29岁。他们初生牛犊不怕虎，攻克了“快捕精跟”这个“堡垒”。如今，这个拥有300多人的团队，依然年轻，平均年龄不到35岁。

他们作为一支生力军，一直战斗在北斗工程战场上。

北斗二号首星入轨后，在某一区域遭遇强烈复杂电磁干扰，信号接收率不足50%。尽管北斗卫星装有抗干扰设备，但干扰强度如此之大，让人措手不及。问题必须尽快解决，否则北斗接下的计划将滞延。

谁能擒魔歼敌，工程“两总”又想到了国防科技大学王飞雪团队。

大总体给团队下了命令：“卫星体制不能改变，信号频率不能改变，卫星抗干扰指标必须提升到完全把干扰压住。下颗星发射计划不能拖延。”

王飞雪倒抽了一口气，问：“能不能多给点时间？”

“没有商量余地，三个月必须解决问题。”

王飞雪略一思索，下了决心：“我们立军令状！”

一场攻坚战打响了——这是无声之战，这是智慧风暴。70天后，终于打造出了卫星电磁防护坚硬的“盾牌”。

经测试，他们研制的抗干扰“盾牌”，性能指标大幅度提升，某区域卫星有效接收率，一下跃升为100%。

在测试现场，孙家栋总师打量着这些朝气蓬勃的年轻人，高兴地说：“你们不愧是军人，关键时刻敢于亮剑，称得上是‘李云龙式’的攻坚团队！”

北斗三号工程从2010年开始，发布了166项关键技术攻关课题。国防科大北斗团队在王飞雪、孙广富、欧钢三位教授带领下，深入分析北斗应用的特点和需要，预判技术发展趋势，对关键技术提前布局。

王飞雪曾带队赴边防部队调查北斗的使用情况。

在西藏阿里，大雪纷飞，寒风凛冽。军分区副司令员告诉王飞雪：“在海拔五六千米的高原上巡逻，我们的官兵们除了携带武器，唯一必带的装备是北斗终端机。希望终端机更小型化些，带电的时间更长些。”

在西南边陲，山峰陡峭，风雨交加。王飞雪望着战士们将北斗终端揣在雨衣里，踏上巡逻路。忽然间，他的心头腾升起一种强烈的责任感。

部队官兵的嘱托和需求，是国防科大北斗团队重要的追逐目标之一。

2020年2月，团队负责的北斗三号短报文系统即将交付使用，系统的软硬件在进行最后的检测和更新升级。

“新冠”疫情突然袭来，打乱了原来的部署。

此时，奔赴北京的第一梯队成员，已经开始进行联试工作；长沙机房的工作人员，必须马上到位，远程协助第一梯队解决问题。

王飞雪坐镇项目“中军帐”指挥。

那天上午，王飞雪接到项目副主任设计师陈雷电话，得知陈雷因为家人感冒发烧，按防疫规定，他不得进入北斗大楼机房。王飞雪眉头一皱：关键时刻怎么会出这档事？他知道陈雷开发设计的系统里那些技术路线，必须由他亲自检查。

片刻，陈雷开车赶到北斗大楼前。

王飞雪在楼内，陈雷在楼前，近在咫尺，他俩只能用手机联系。

陈雷心急如焚：“真是添乱！主任，您说怎么办？”

王飞雪说：“别急，我们一起想想办法。”

忽然，陈雷像是瞬间来了灵感：“主任，有了，您看这样行不？您让他们找一根长一些的连线，从机房里拉出来给我，我带着电脑呢，就在车里工作。”

王飞雪乐了：“奇思妙想，点赞！”

十几分钟后，一根连线从大楼窗户里拉了出来，陈雷将它接到电脑上，一间特殊的“检测间”诞生了。

机房内，团队正在进行“极限魔鬼测试”，让整个系统暴露在各种极端条件下，排查可能出现的所有故障。

在现实中，出现此类极端情况的机会非常渺茫，但团队必须穷尽所有的可能，哪怕是十万分之一、百万分之一。

如果不说，从车旁经过的师生，不知道停在北斗大楼前的这辆小车里，一位年轻的军官正在进行一场特殊的“战斗”。

从23岁到33岁，陈雷已经为北斗奋斗了10年，他的创造力最旺盛的青春岁月，完全与北斗发展历程叠印在一起。

当年那位年轻得令人嫉妒的王飞雪，已渐生华发。如今，国防科技大学这支以80后、90后为主的北斗团队，已成为北斗工程的一支生力军。唐小妹、黄龙、黄仰博、刘文祥……一个个都身怀绝技。更值得一提的是，他们比国外相关团队年轻了十几岁。

80后、90后的北斗团队正年轻。年轻而不自负。

陈雷当学生时，是本科专业综合排名第二的尖子生。当他获得保研资格后，毫不犹豫地选择到北斗团队攻读研究生。

有人问他：“为什么往北斗跑？”

陈雷说，在他的心目中，这是一个早已瞄准的目标，参与北斗事业，是他的追求，同时也是一种幸运与荣誉。

他说：“我们现在的科研条件，比起飞雪教授他们那个时代强多了，但我们的创新精神、闯劲，还不如他们。我们必须努力再努力，拼搏再拼搏！”

初夏6月，在北京远望楼宾馆，我与国防科大电子科学学院副院长王飞雪有过一次长谈。

坐在我面前的王飞雪，穿着一件青绿色T恤，虽然戴着眼镜，却依然目光炯炯。我忽然想起了一个词：郁郁葱葱。人的精神气质有时候就像植物，生命状态是蓬勃有活力还是萎靡不振，让人一目了然。

“黄老师，你去过我们学校。你知道国防科大到了夜晚，最亮丽的风景线是什么吗？”王飞雪问我。

我一时回答不上。

王飞雪说：“每当夜晚，天慢慢黑了，北斗大楼房顶上面镶嵌着的两个‘北斗’大字，熠熠闪亮，大家都说‘北斗’像是大海中的一座灯塔。”

在王飞雪看来，北斗全球卫星导航系统已经不仅仅是一项重大的科技工程，而且还是他人生的灯塔。

王飞雪告诉我，2006年，北斗一号中心站需要增加抗干扰能力，灵敏度需要提高一倍。大总体老总希望国防科大团队完成这个任务。他们组织人员攻关，提出的方案将动态范围的灵敏度提高四倍。大总体老总非常高兴，对王飞雪说：你们这个团队本来是“答题者”，我们出题目，你们答。但现在你们成了“改题者”和“出题者”。

从北斗一号的“快捕精跟”到北斗二号的卫星电磁防护“盾牌”，再到北斗三号的短报文发送，国防科大北斗团队逢山开路，遇水架桥，一路走来，攻坚克难。因为他们的前方，始终有座灯塔在闪亮。

如此20多年下来，王飞雪从青葱学子成长为一名“北斗达人”。

王飞雪说自己很幸运，自己的博士学业尚未完成，便遇上北斗；而北斗，让他的青春朝气蓬勃，让他的人生丰富多彩。

王飞雪想起来2015年1月中旬，在北京参加一个北斗系统建设重要会议时，已经卸任北斗导航系统工程总设计师的孙家栋，对他叮嘱道：“历史的接力棒正式交到你们这一代年轻人的手中啦！”

这是期许，也是嘱托，王飞雪夙兴夜寐，不敢忘怀。

16·“中国芯”

1998年初夏，位于美国田纳西州纳什维尔市的海德堡大学，古木参天，花团锦簇，像是一个大公园。

一场欧洲古典音乐会刚刚结束，赵元富走出音乐厅，在校园小道漫步。

留下？回国？两年的访问交流已经结束，美国导师热情地挽留他。留下，意味着拥有世界一流的科研条件，可以与世界一流的科学家站在同一个平台上。然而，游子思乡的心潮却不时地在胸中涌动，他似乎听到来自祖国、来自家乡的呼唤……赵元富不由自主地想起自己的博士生导师黄敞。

黄敞生于1927年，1947年毕业于清华大学电机系。1948年赴美国哈佛大学学习，1953年获博士学位。1953年至1958年受聘于雪尔凡尼亚半导体厂，相继担任高级工程师、专家工程师和工程经理，从事半导体前沿科学研究。他还在麻省东北大学研究院任兼职教授，讲授微波学原理及应用。

20世纪50年代初中期，国际上半导体、晶体管技术尚属于初创时期，也是飞速发展时期，黄敞是这一技术领域的佼佼者。夫人杨樱华毕业于美国麻省研究院（哈佛大学女校），获博士学位，受聘于麻省电子计算机工厂。夫妇俩工作条件优越，生活优裕。但身居异乡的黄敞一刻也没有忘记“学有所成、报效祖国”的初衷，他说：“钱学森归国对我产生了很大震动，我想早日回去为国家做贡献。”

1958年6月，黄敞获得在美永久居留权，这样他便可以申请环球旅行，相机返回祖国。黄敞夫妇随即巧妙隐蔽地办妥了行装转运手续，动身经英国、法国、意大利、印度、泰国等国，于当年11月顺利到达香港。此时，美国半导体厂还催促他上任。黄敞夫妇回国决心已定，在相关人士的安排下，终于回到了魂牵梦萦的祖国。

几十年来，黄敞为我国微电子科学技术特别是航天微电子与微计算机的发展应用，做出了突出贡献。

1986年，赵元富拜师黄敞教授，主攻计算机设备与器件专业微电子学与微计算机方向博士学位。

三年苦读，赵元富不仅收获了丰富的专业知识，还被导师“为国家做事，只讲奉献，不需回报”的胸襟所感动。赵元富曾悄悄在心里问过自己：假如在导师那个年龄，也身处导师那种境况，自己能决定回国吗？

一瞬间，赵元富拿准了主意：回国！向美国导师告别时，导师再次问他：“我还是不明白，这里的条件这么好，你为什么一定要回去？”

赵元富粲然一笑，没有言语。乡书何处达？归雁洛阳边。回自己的祖国，何来具体答案？

归来恰逢其时！

此时北斗工程风生水起，却又举步维艰。

支撑新一代北斗卫星导航系统的核心元器件至关重要。为保证卫星长寿命、高可靠性稳定运行，宇航上应用的芯片，必须具有抗辐射等特殊性能。

已经出任中国航天科技集团公司九院772所所长的赵元富，凭着国际专业视野下的敏感性，告诉团队的同事们：“中国芯”的机遇到来了！

北斗一号03星平台中的一项功能，若用传统方案，器件的体积、功耗、重量皆无法满足要求，需要定制两款集成高达7000门的大规模抗辐射芯片。工程“两总”面临两难选择：一是自主研制，但国内设计水平尚处于不足百门的小规模集成电路时期；二是进口，但对于定制芯片来说，很难绕过国外的技术封锁。

当时，芯片为实现抗辐射加固性能主要有两种方式：一是防护加固，给它穿上厚厚的外衣，如同手机为了抗摔，可以使用手机壳、防爆膜，但器件重量大幅增加；二是改变制造工艺，如同手机屏幕采用钢化玻璃工艺，直接抗摔，但需要建立专门的蓝宝石工艺线，投入巨大。

第一种方式卫星方不能接受，第二种方式造价昂贵。赵元富团队经过充分论证，率先提出了“设计加固”的技术路线，依托普通商用集成电路生产线，在不改变工艺流程和规范的情况下，通过集成电路设计加固技术，研制抗辐射加固集成电路。如此一来，为制造低成本抗辐射芯片打开了大门。

然而，用普通工艺线替代蓝宝石工艺线，依然让专家们疑虑重重。

也难怪专家们担忧，抗辐射芯片设计交叉融合多个学科，技术难度高，工作量大，是一道世界性难题。

时间日日逼近，型号副总师王长龙心急如焚，到772所考察了两次。

王长龙开门见山：“赵所长，你们说的技术路线成功的把握有多少？”

赵元富说：“卫星是您的专业，芯片是我的专业。没有八成的把握，我怎敢向您下请战书？”

王长龙一喜：“只要有七八成把握，我们马上签合同。”

话音刚落，王长龙又有些犹豫：“赵所长，北斗一号的经费有限，你们报价时，可不能同进口芯片一个价啊！”

未料，赵元富“哈哈”笑了起来：“王副总师，钱不是问题！只要型号敢用，免费！”

王长龙以为自己听错了，瞪大了眼睛：“免费？”

“对，第一个合同免费！”

“说好了？”

“就这么定了！”

团队成员不解，赵所长怎么签了份“免费”合同？赵元富显然已经深思熟虑：“如果经过努力，我们的芯片能够上天亮相，对于国产宇航产品来说，那是一种质的飞跃，具有开创性的意义。再说，北斗工程乃国之重器，我们这些做‘芯’人，如果能够为它服务，是我们的荣幸。钱嘛，永远不能放在第一位。”

抗辐射中央处理器被称为“王冠上的钻石”。赵元富带领团队下决心自主研发国际新一代宇航用CPU。这个航天元器件只有指甲盖大小，却包罗万象，极其复杂精细。当时，国际上新一代宇航用CPU，只有大致的思路和概念，没有实际产品。无经验可借鉴，无资料可参考，攻坚克难，举步维艰。

抗辐射芯片在上天服役之前，必须经过地面模拟辐照试验验证，由于我国满足航天需要的辐照试验源极少，试验机时非常宝贵甚至难以获取。为了充分利用宝贵的辐照试验机时，团队成员需要争分夺秒完成大量试验，通常需要连续不间断工作上百小时。在试验现场，打地铺、跑步上厕所、冲着对讲机喊话是常规操作；高大的壮汉蜷缩在狭小的试验罐体内拆装、调试电路板也是常见画面……

春节将至，城南年味儿渐浓，但试验不能中断。团队青年技术骨干小王却有些愁眉紧蹙，父母早就叮嘱了，让早点回家过年团圆。小王只好谎称自己刚处了对象，想春节期间去女方家看看。父母一听大喜，再三叮嘱要注意礼节礼貌，又要他寄一张两人的合影，让家人看看。小王慌了，一时不知如何是好。团队一位曹大哥鼎力相助，说服自己的妹妹来配合“演出”，不承想假戏成真，姑娘的善良大方感动了小王，小王的敬业专注打动了姑娘，成就了一段好姻缘。

赵元富闻讯，十分欣喜，说：“尽管CPU是种电子元件，没有生命可言，但做CPU的人却是有温度、有情感、有精神的。”

第一次大考到来了！

2003年5月，赵元富团队研发的两款芯片，随北斗一号03星升空入轨。工作稳定，表现出色。这是我国首次国产大规模宇航芯片在轨成功应用，标志着我国宇航芯片性能水平的跨代提升。

两款国产芯片不仅证实了“设计加固”路线可行，主管机关和型号“两总”，对大规模使用国产芯片的信心，也大大提高。恰逢北斗三号研制启动，需要的芯片从万门级直接跨越到数十万门级。当时赵元富团队已具备研制30万门芯片产品的能力，但这种大规模的芯片从未上过天。在型号首席总师谢军等的积极支持下，国产芯片通过备份实现上天，开始了在轨应用验证的征程。

2007年，涵盖专用电路、转换器、54AC等多个种类的七款电路，随北斗二号在轨成功稳定工作。尤其是两款转换器电路，在某颗卫星发生偏轨时，随备份陀螺在零下63摄氏度的环境下正常运行（按标准要求，芯片工作的最低温度是零下55摄氏度），为该星的抢救工作发挥了关键作用。赵元富团队用自己的出色表现，赢得了各方对使用国产电路的认可。

2009年，北斗二号试验星使用的某类进口芯片，在轨频繁发生辐射错误，卫星功能受到严重影响。其时，北斗二号正式星所有功能皆已完成地面验证，只待发射。

型号“两总”决定临阵磨枪，修改型号设计方案，用国产芯片全面替换进口产品。

该类进口芯片的集成规模达300万门，国产宇航芯片的研制工作尚未涉及。主任设计师找到赵元富，开门见山：“赵所长，需要你们团队去打一场攻坚战。”

“我们不是一直在打吗？”

“过去是包围一个县城，现在是要你们去解放一座城市！时间紧迫，不仅无备份可选，新芯片还需一次成功！”

赵元富沉吟了片刻，问：“能否给点时间，让我们考虑一下？”

主任设计师没有丝毫商量余地：“刻不容缓，非你们莫属。”

临危受命。

集体攻坚。

争分夺秒。

八个月时间，赵元富团队打了一场漂亮的攻坚战，九款百万门级芯片一次成功，抗辐射性能比进口产品提升了100倍。2010年起，陆续随星升空。

至此，国产宇航芯片跨入百万门级门槛。

赵元富早在回国之时就定好了计划，坚定抗辐射设计加固的技术路线，构建中国航天微电子产品体系——将抗辐射加固技术固化为单元库，在此基础上开展芯片的工程化研制，专用芯片根据用户需求，实现快速定制开发；通用芯片以CPU为核心，逐步开展外围存储器、总线、接口、FPGA、转换器等芯片的国产化研制。

“像北斗这样的批产星需要稳定的货源，进口的芯片一旦断供，整个电子系统都变了，整星的设计都要更改。只有将货源牢牢掌握在自己手上，才能控制住断供的风险。”赵元富在多个场合大声疾呼。

北斗三号启动，它采用最新平台技术，意味着这批卫星将重新设计，可以国产芯片为基础，构建全新的电子系统。在一次汇报会上，孙家栋总师坚定地说：“我们就是要借北斗三号立项之机，大幅度牵引一把我们自己的元器件，这是成为航天强国的必经之路。”

会后，型号总体与772所组织了一场需求对接会，参与型号研制的副主任、主任设计师，参与各类芯片研制的班组长全部到会。对接会论证了全面国产化的可行性，也间接统一了型号研制和芯片研制双方人员的思想，一方认为你行——国产器件还有那么多好东西；一方认为自己还行——能够满足总体的需求。

2012年，北斗三号首批国产化元器件订货，赵元富团队交出了一份优异答卷——事关核心，CPU、总线等重要器部件；供货品种最多，承担了31种集成电路的研制，占全部41种的76%；数量最大，单品种的54AC电路用量超1500支，总数量近9000支，比以往所有型号选用国产集成电路的总数还多；难度最高，选用的转换器达到当时国际领先水平；系列齐全，基本涵盖了型号用集成电路的产品体系。

毫不夸张地说，北斗工程是我国航天集成电路产品体系的引领者，它促进了航天集成电路技术的完善。

两次改版后，存储器“死而复生”，就是很好的例证。

存储器在地面试验应用时，发生了一个很奇怪的现象，跑一个程序工作正常，跑另一个程序工作便紊乱了。加上探测用的探针，再跑这个程序，正常了；拿掉探针又紊乱了。

这不应该啊！几天冥思苦索，赵元富终于找到了根源，他对大家说：“这个问题跟量子力学中的测不准原理很像，简单说就是测量动作搅扰了被测量粒子的运动状态，因此产生不确定性。”

团队成员茅塞顿开，加紧在设计端改版，经过流片、封装等一系列集成电路制造流程，仅用不到半年时间就拿到了成品。之后连跑几个程序，工作正常。

赵元富见大家喜滋滋的，问：“原理搞清了没？”

一下把大家给问住了。

有人说：“所长，时间紧迫，要不这次先这样吧。接着我们还要做辐射试验，这个试验很难约，做不了，这次就赶不上上星了。”

“不行！”赵元富没有丝毫商量余地，“必须把原理分析清楚，我们的芯片宁愿不上，也不能稀里糊涂地上，进度的事儿我来协调。”

北斗三号总师王平听说改版后的存储器已经做好了，急切地想知道结果。因为进口芯片抗辐射单粒子翻转能力很弱，会导致天上卫星芯片发生软错误，地面人员得根据这种软错误，来回进行调整操作，稍有差错，将严重影响卫星持续稳定运行。所以，卫星总体对国产芯片寄予很大期望。

赵元富明确地告诉王平，芯片正在做原理分析，不把原理分析透，芯片不能上星。

查资料、做实验、换角度……团队终于摸清了原理——芯片对输入信号鲁棒性的问题。

攻关之艰难，犹如攀登崇山峻岭，一座比一座高，一峰比一峰险。

一个冬夜，窗外寒风凛冽，大雪纷飞。实验室依然灯火通明。772所最新研发的8位千兆赫转换器，正在做最后测试。

如果测试结果正常，国内最高速度8位转换器将研发成功，也意味着我国成为世界上第二个拥有这一科技的国家。

赵元富神色严峻，和大家一起等待测试结果。

三年前，赵元富决策自立项目，研制抗辐射加固8位千兆赫兹转换器。当时，国内商用的转换器最高是200兆赫，美国商用的千兆赫兹转换器也只是在研发起步阶段。国内宇航用的抗辐射加固转换器，最高才用到几十兆赫，772所的研制基础也就在同一水平上。现在一下子要从几十兆赫跨入一千多兆赫，大家都觉得步子迈得太大了。

赵元富的思维总是超前的。他说，未来的卫星型号需要进行高带宽采样，需要用到千兆赫兹的转换器，我们现在着手研发，几年后当北斗三号立项时，正好能赶上。美国人也在研发，我们为什么不能跟他们齐头并进？

杨博士是8位千兆赫兹转换器研制的骨干成员，当攻关趋于白热化时，他把即将分娩的妻子送到医院，医生告诉他，产妇患有急性胰腺炎，孩子出生后，马上就得进ICU。

他正焦虑地在手术室门口徘徊时，手机铃声响了，电话那头同事怯生生地说：“对不起啊杨哥，嫂子生孩子还打扰你……唉，这版芯片测试时，遇到些麻烦，这个只有你熟悉……”

杨博士心一沉，他知道这版芯片研制出了问题，只剩最后一次修改机会了，需要立即着手修改，否则肯定赶不上应用。

杨博士立即告诉同事：“我马上回所。”

好在家人十分理解，让他赶紧回去。

进了实验室，杨博士翻看着数据，向大家解释道：“是选工艺的问题。这个速度的转换器，阱电阻十分敏感，选择薄外延层工艺，电路性能会下降，但这次选的厚外延层，电路性能虽然上去了，但抗辐射性能却无法达标。这就是个此消彼长的问题，我们需要找到一个平衡点，一个既能确保电路性能，又能确保抗辐射性能的外延层厚度。”

这不是一时半刻就能解决的问题，杨博士说：“还是我来吧，你们对工艺都没我熟。赶紧给我配台高性能内部便携电脑，需要仿真建模。我在医院边照顾病人边工作。”

几天后，杨博士算出了最适合的外延层厚度参数。望着虎头虎脑的儿子和脱离了危险的妻子，他会心一笑，趴在病床前沉沉睡去……

负责测试的工程师做好了一切准备工作，淡定地按下了测试键，整个实验室除了机器发出的嗡嗡声，设计人员的心跳也几近可闻，为了这个项目，大家付出了太多太多。

“嘀嗒、嘀嗒”，测试只需几秒钟时间，这瞬间的几秒却又如此漫长……

伴随着测试仪器传出清脆的“嘀”声，大家顿时欢呼雀跃，击掌相庆，成功了！

赵元富将紧握的拳头在空中挥了一下，兴奋地说道：“我就知道，我们能行！”

十余年呕心沥血，筚路蓝缕。赵元富和他的团队先后研制成功230多种抗辐射芯片产品，构建了宇航集成电路产品体系，涵盖了微处理器、FPGA、总线、存储器、转换器等关键宇航集成电路的全部种类。

2015年发射的新一代北斗导航卫星，选用了团队研制的CPU、1553B芯片、转换器、存储器等30多款产品，单颗卫星使用电路超过1000支，为北斗三号核心元器件100%国产化做出了突出的贡献。这是我国卫星首次成体系、批量使用国产芯片，实现了重大型号宇航集成电路的自主可控。

目前，宇航集成电路抗辐射加固技术已应用于北斗导航、载人航天、探月工程等30多个宇航型号。

我去采访赵元富那天，他刚刚结束与国外专家的一次视频。

我问：“视频聊些什么内容？”

“主要是关于抗辐射加固方面的。”

“外国同行对我们的评价如何？”

赵元富停顿了一下，反问我：“黄老师，您在同别人，特别是外国人交谈的时候，最看重的是什么？”

我一时没反应过来。

赵元富替我回答了：“应该是平等吧。前些年，我们出国学习、考察，与外国同行交流的时候，他们总是藏着掖着，就怕我们悄悄学会了。有一次，我去参加一个国际专业会议，茶歇时，几位外国同行端着咖啡，谈得正欢。我走了过去，他们马上就闭嘴了，人家是防着咱们呢。那时候，我们在这个领域里太弱，甚至连当学生的资格都没有。经过这些年的奋斗，我们赶上来了，现在我们与他们已经有了平等对话的话语权了。”

但赵元富也清楚，距离进入“自由王国”，“中国芯”还有很长一段路要走。独立自主的体系平台已经搭建完成，接下来的任务是将其扩展、延伸。

赵元富神思荡漾，说，我们的事业如同在辽阔明净的长空中一颗一颗地镶嵌上明亮的“芯”星……

科学家浪漫起来，比我们搞文学的毫不逊色！

17·还是国产化

嘀嗒、嘀嗒

中国在等待你的回答

你的夜晚更长

你的星星更多

你把时间无限细分

你让速度不断压缩

三年一腾飞，十年一跨越

当第五十五颗吉星升上太空，

北斗，照亮中国人的梦

这是“感动中国2020年度人物”组委会给北斗三号工程副总设计师、卫星系统首席总设计师谢军的颁奖词。

从2017年开始，在32个月内，共发射了30颗北斗三号组网卫星和两颗备份星，中国创造了100%成功率的新纪录。

据报道，由于长期连续工作，谢军经常几天几夜不休不眠，曾经三次晕倒在卫星发射现场。

有人告诉我，孙家栋也曾好几次在发射现场或指挥中心晕倒，原因是过于操劳和高度紧张。

看来，航天事业是高风险事业，航天行业里的总设计师，也是高危职业。

我在荧屏上多次见过谢军接受记者访谈，他给我的印象是：睿智、低调、朴实。或许人们想象中的卫星首席总设计师，仰望星空，脚踏大地，应该更“科学家”一些，甚至还带着几分“艺术家”的范儿。

有人说，一个国家，总是要有为自己的国家多操心、多受累的人，我觉得谢军他们就是为国家多操心、多受累的人。

在航天五院采访谢军，他一身航天工装，国字脸上戴着一副无框眼镜，头发已经花白，依然是睿智、低调、朴实。

我问他：“卫星总设计师是一种高危职业吗？”

谢军没想到我会提这么个问题，他想了想，说：“是不是高危职业，我没与其他职业相比较，但总设计师压力太大，倒是不争的事实。”

“压力有多大？”

谢军正色道：“以北斗工程为例，北斗工程六大系统，后来又加了个星间链路运行管理系统。每个系统都极其复杂，可以说是每个元器件、每个螺钉、每根连线，都牵连着整个型号任务的成败。作为这个系统的总设计师，事无巨细，出了问题，最后都必须找总师去解决，压力怎能不大？举个例子，北斗三号星上有一台非常重要的时频设备，在测试时，发现偶尔会出现一纳秒的跳动，一纳秒是十的负九次方秒的概念，假如一只时钟，每天变化一纳秒，300万年之后，才会变化一秒。对我们日常生活来讲，一纳秒比一刹那还要短得多。但对于高精度的导航，一纳秒对应的星上参数，就会有0.3米的偏差，这个偏差带到用户那里，可能就变成20米、30米了。如果每颗星都有这个问题，整个系统的服务就会大打折扣。我们费了很大的精力去查找这个问题，经过反复排查，发现是地面测试设备测试方法的问题，导致了偶尔一纳秒的跳动。”

谢军说的“压力”，与我采访冉承其时他说的“着急”，如出一辙。

谢军告诉我，作为“北三”卫星首席总师，他差不多有一半精力花在元器件和部件产品的国产化上。

关键元器件100%国产化。星上部件产品100%国产化。两个100%，像是一副重担压在谢军肩上。

我问：“这件事有多重要？”

“北斗卫星导航系统作为国家重要的经济和军事基础设施，为实现系统的自主可控这一根本目标，五院确立了元器件国产化替代进口、升级技术、提高质量、应用验证、完善体系的发展思路，和‘成熟一项、应用一项’的原则。其实在这之前，孙家栋总师对国产化就已经表明了自己鲜明的态度。杨长风总师也是这么要求的。而且，慢慢地，大家都形成了这么一种共识。”谢军语气肯定。

有人说，谢军对关键元器件国产化孜孜不倦的追求，隐隐约约带着孙家栋的作风。这或许是航天队伍的一种特色，优良作风、优秀品质的传承，在一代一代总师的身上体现得最充分。

谢军，出生于陕西西安一个铁路职工家庭。1978年，他以优异成绩考入国防科技大学电子系。入学后两个月，美国成功发射了世界上第一颗导航卫星。但他不会想到，26年后，自己会作为总设计师亲手打造中国的导航卫星。毕业时，他选择了中国空间技术研究院504所，从此踏上航天科研征程。

我问他：“从学校走进研究所，航天这个团队最初给你的印象是什么？”

谢军回忆说：“刚到所里，我分到了天线技术研究室。干的第一个活是卫星上的，叫波导同轴转换设备。当时调节测试驻波的仪器设备非常简陋，靠手一点点垫模片，一次次地进行测试，模片垫得合适了指标才会满足要求。这些看似单调枯燥的工作，对我们这些刚刚走出校门的大学生理解课本上的基础理论非常有帮助。通过反复试验验证的原理，一辈子都不会忘记。那时候，天线测试也非常简单。测试天线要爬到野外一个很高的测试塔架上，有些像是高压线的塔架。我不知道自己有恐高症，第一次上塔架，爬到一半就眩晕了，浑身没劲，差不多是被老师傅架下来的。之后，师傅再也不让我上塔架了，我就在地面负责转动转台上的天线，靠手转一度，测一下，一次次地记录数值和参数。无论刮风下雨，一蹲就是一天。不久，又赶上天线产品缩比试验，要加工一个抛物面。为了赶进度，我们没找加工厂，自己在场区地上，挖出一个凹透镜状的土坑，然后拿一块铝板放上去，用木槌一槌一槌地敲打，直到敲出光滑无比的抛物面，表面的形状和精度必须符合试验要求。师傅告诉我，任何简单的零部件，都一定要做到极致。后来，我慢慢理解，这就是航天精神追求卓越的一种表现吧。”

从东方红二号甲通信卫星、风云二号气象卫星、海洋一号卫星到北斗工程……在504所工作的22年，谢军创造了很多纪录：最年轻的高工、最年轻的研究员、最年轻的副所长。经过三十几年几个型号的摸爬滚打，谢军已经成长为航天科技领域一名领军人物。

2003年国庆节前一天，44岁的谢军被任命为北斗二号卫星总设计师。

如何当好总师，谢军想请教孙家栋这位“大总师”，好几次已经拿起电话，却又放下了。他知道孙家栋的脾气，决不会给你讲一套大道理，而是会逼着你到实践中去学习、去体会。

北斗二号试验星一共有四台原子钟，早期的设计方案是三台进口，一台上国产的。就上这么一台，还有人感到不放心，怕到时候国产钟万一出问题，影响进口钟工作。

谢军向孙家栋报告，孙家栋反问他：“从欧洲进口的钟，上过天吗？”

“没有。”

孙家栋又问：“为什么进口钟没上过天放心，上国产钟就不放心？”

谢军立即明白了。

孙家栋带着谢军到北京大学、航天504所、武汉物数所了解原子钟的研制情况。

北斗二号试验星发射前，西方对我国核心技术封锁日益加剧，原子钟进口大门彻底关闭。

谢军对孙家栋说：“孙老，逼上梁山了，试验星四台原子钟都只能上国产钟了。”

孙家栋问：“你是卫星总师，你对国产钟信心如何？”

“504所、武汉物数所、203所等研制单位的产品，各有特点，经过多次的验证，基本符合技术要求。”

孙家栋说：“只要基本达到技术要求，就上。首先要把地面试验做充分，但真正考验在天上。我们应该允许国产钟有个验证的过程，有个不断提高的过程。”

四台国产铷钟随试验星上天后，谢军与研制团队人员，定期进行遥测和参数的判读。功夫不负有心人，四台国产铷钟在轨表现优良。

北斗三号工程立项后，谢军全力执行工程“两总”定下的研制目标：所有星载产品百分之百国产化。

当时，卫星系统王平总师向谢军提出一个建议：先对北斗二号的器部件进行梳理，再对北斗二号采用进口器部件改成国产的可行性进行分析。谢军非常赞同：“先把家底和我们的能力摸清楚。”

经过初步摸查，将需要进行国产化的元器件分成了四类：第一类是已有的国产化器部件，研制基础比较好，可以直接选用；第二类是已经开始研制，但尚未完成鉴定，或不适合北斗卫星在轨使用条件，还要进一步验证；第三类是国内有研制基础条件，可以研制，但尚未研制；第四类是国内暂时没有研制基础。分类后，导航卫星项目办开始调研国内的厂家，确定能够对接这四类元器件的厂家。对于一些核心元器件进行规范与统一，都统一到国产元器件上来。

CPU是北斗三号卫星的关键，各个分系统核心处理器和控制器件都要用到CPU。在工程准备阶段，针对CPU选用专门形成了一个论证报告，结论是国产的都不太成熟，建议选用进口的697。谢军问王平：“您对772所最了解，赵元富他们到底行不行？”

“772所生产的BM3808芯片，已经完成了鉴定。”

“哦，结论呢？”

“总体表现不错，就是缺少单机的使用验证。”

谢军分析说：“这样的产品，假如研制过程要走一百步的话，厂家过去已经走了八九十步了。这时候，我们不去使用，把他们否了，等于人家几年辛辛苦苦白忙了，前面的八九十步白走了。我们必须支持他们一下，大胆地在设计上采用，全面安排使用验证。他们再努把力，就能把最后的一二十步走完，走到终点。遇到问题，我们要和厂家共担风险，共同解决；不行还可以改进嘛，改到行为止。”

为此，五院卫星总体坚持推行BM3808芯片。航天772所不负众望，终于攻下了CPU这个坚固的“堡垒”。

航天772所生产的元器件SRAM65608，原来设计的是4M，设计师在使用过程中，发现两个地址写口有时序冲突，4M只能降成1M来使用，只用两个地址。后来又发现了其他问题，都是时序不行，这个器件不能用了，只能换成进口的。

赵元富找到谢军，恳切地说：“谢总，您再给我们一些时间，再给我们一次机会行吗？”

谢军痛快地答应：“时间给，机会也给，还可以给你们一定的验证支持，但前提条件是：你们必须得拿下来！”

772所齐心协力，最终发现了设计上的缺陷，做了改进。试验星备份产品上了772所的SRAM，验证成功。后续北斗三号卫星上大量地使用了该器件。

控制分系统的动量轮、红外地球敏感器、太阳翼驱动机构，在北斗二号阶段已经实现了国产化，经过了在轨的考核和验证，达到国际水平。北斗三号继续采用没有异议。但当时其他的几个关键单机，比如行波管放大器、大功率微波开关等，北斗二号都用进口产品。到了北斗三号，是继续进口还是推进国产化，存在争议。

起初，有人建议采用一半进口一半国产的策略，逐步推动国产化进程。但在北斗三号飞行试验星研制阶段，国外开始对我国实施进口限制，行波管放大器交货时间普遍推迟。

卫星处在36000千米和21000千米的高度上，无线电信号在传播过程中，衰减得非常厉害。为了保证用户能收到信号，必须用行波管放大器，将星上的导航信号进行放大，因此它是星上一个重要的器部件。

在卫星分系统总师会上，谢军说：“在进口关键产品这件事上，我们的前辈吃尽了苦头，所以，历史一次次告诫我们：核心技术买不来，等不来，只有靠自己。现在表面上看，行波管放大器是推迟交货时间，但对方要是一拖再拖，那不是把北斗给拖垮了？”

卫星系统总指挥迟军态度坚决：“此事我看凶多吉少，它不按时交货，趁早退了拉倒。”

谢军和迟军带领专家，多次到国内研制行波管放大器的厂家走访研讨，发现中科院电子所、中电科12所和南京772厂三家都有科研和生产能力。更可喜的是他们都有一种推动国产化的决心和情结。

中科院电子所行波管攻关团队是由一支年轻人组成的队伍，尽管缺乏航天空间产品研制经验，却有着强烈的事业心和责任感。他们基本是每周7天24小时、高强度连续奋战。2013年9月第一批正样产品顺利通过出所试验，但在产品验收时，由于螺流参数超差被全部拒收。究其原因是研制中重点关注地面的性能，没有将螺流当作关键指标。这次打击，让年轻的设计团队对航天产品特殊的质量要求，有了更深刻的理解。为解决问题，他们倒排研制管理流程，精确到小时，工艺师和操作人员对每个设计环节和操作步骤进行仔细核对，制定出最合理的操作方案；同时，生产人员压缩用餐、休息时间，装配一气呵成，轻易不出净化间。

那些日子，谢军、王平几乎每晚都去电子所测试现场，了解产品调试进展情况，协助提供前期的产品数据进行对比分析。经过两个月的艰苦努力，行波管的螺流从原来大于5mA的超差状态，优化至2.5mA，保证了充分的可靠性余量。后来，谢军又组织论证，与哈工大等高等院校联合，专门安排了可靠性专项试验，对它进行加速12年、15年、18年的考核，证明改正后的产品，完全满足在轨工作寿命的要求。

大功率微波开关在卫星上是单点类产品，其质量可靠性要求极高，这也一直是道难题，尚未突破技术难点。航天九院主动请缨，很快做出了初样。但到了正样产品，发现一加大功率信号后，微放电试验总过不去。微波开关是实现导航下行射频信号通道主备份切换的单点，如果微放电试验过不去，上天后就会发生烧毁，对于卫星将是灾难性的。其攻关过程十分艰难，最早分析说是涂层有问题，谢军就协调504所镀层，镀完以后还是不行；后来又加大微波开关之间的间隙，从一毫米多，一点点加，最后一直加到了2.8毫米，才通过试验。一颗卫星全寿命大功率微波开关也许只用到几次，但每个产品都历经百万次地面试验，必须次次过关。

使用国产化器部件，既要顶着各种压力，还要担着风险。北斗MEO某星使用的一种部件，由于研制过程中多次反复，到了时间节点，却交付不了。那些日子，厂家急，主管设计师、主任设计师、总设计师更急。

有人劝谢军：“买个进口件吧，少多少麻烦。”

谢军却坚持：“买进口件或许减少了麻烦，但不经过一番磨砺，国产件永远没有出头之日。”

卫星导航系统是个集体项目，大到总体设计，小到每颗螺丝钉，哪个细小的零部件出问题，都会影响到全局。卫星发射是有时间节点的，各分系统都按照这个时间节点运转，牵一发而动全身。卫星系统如果某个元器件交付时间推迟，按下“暂停键”，其他各分系统也要跟着按“暂停键”。而且这种“暂停键”不是要按就能按的，比如说，卫星发射时，远望号测控船必须到大洋里跟踪测控，船已经出发了，卫星却发射不了，测控船是在海上等待，还是返航……这时候，各种矛盾便都集中到卫星总师身上……

谢军说：“运动员参加世界级的比赛，万众瞩目，零点零几秒、零点零几分之差，或是一个球之争，关系到能否为祖国拿金牌，能否升国旗、唱国歌，那种压力是常人体会不到的。航天也是这样，卫星发射举世瞩目，不允许有一丝一毫的疏忽。面对各种压力，你必须有一种韧性。有个成语不是叫百折不挠吗？就是要百折不挠！”

“所以说，航天总师是一种高危职业。”我忍不住又回到自己的判断。

谢军说：“如果从这个角度看，我还是同意的。反正，从当上总师的那一天起，卫星没有顺利送上天，我便没睡过一个安稳觉，没踏踏实实休息过一个节假日，心永远吊在半天空……”

行文至此，我想起了2020年国家最高科学技术奖获得者、中国科学院院士、中国工程院院士顾诵芬的一件往事：

1951年，21岁的顾诵芬从上海交通大学航空工程系毕业，加入新中国飞机设计队伍。1956年，新中国第一个飞机设计室在112厂成立，顾诵芬被任命为气动组长。1964年，我国独立研制的歼-8战斗机刚刚立项，总设计师却在执行公务时，因飞机失事遇难。顾诵芬与其他几位骨干临危受命，担负起飞机总体设计任务。

1969年，歼-8实现首飞，但在随后的跨音速飞行试验中，飞机出现强烈抖振。初步判定抖振源在后机身，按说应该在风洞中进行尾部流态观察，但当时我国的风洞尺寸太小，不具备条件。

飞机无法定型，部队着急，设计人员更着急。

为彻底解决这个问题，顾诵芬向六院提出一个大胆却又冒险的请求：采用最原始的方法，在歼-8飞机后机身和尾翼上贴上毛线条，自己乘坐教练机上天观察飞行中的歼-8飞机后机身流场。

六院批准了顾诵芬的请求，但试飞团开始不同意，说设计师上天，万一有个三长两短无法交代。再说，顾诵芬从来没有接受过正规的飞行训练，上天后身体肯定忍受不了。顾诵芬说：“你们整天飞都不怕，为什么我上天就会‘万一’？”试飞团见他态度坚决，只好同意了。顾诵芬去卫生科检查身体，身体还行，就是营养一般，要先吃一个月空勤灶。顾诵芬的妻子是医生，顾诵芬怕她担心，不敢告诉她上天的事情，早餐、中餐到试飞团吃空勤灶，晚上还是回家吃饭。

顾诵芬带着望远镜和照相机，登上了试飞员鹿鸣东驾驶的教练机，尽管是教练机，但飞机一加速、一转弯，顾诵芬便觉得头昏脑涨，浑身出汗。为了在不同高度、不同速度、不同方位观察歼-8的流场，教练机与歼-8是等速、等距飞行，两机最近距离仅有五米。第一次上天顾诵芬吐得一塌糊涂，根本顾不上空中观察。接着又第二次、第三次上天。

经过三次近距离观察，发现问题是后机身机尾罩与平尾后缘根部形成的锐角区造成了气流严重分流所致，后来便通过采用局部整流包皮修型方法，成功解决了歼-8飞机的抖振问题。

后来，有人问顾诵芬：“那么危险，为什么一定要亲自上天？”

顾诵芬一脸肃然：“歼-8是我国自主设计的第一架高空、高速歼击机，却迟迟定不了型。没有新飞机，部队靠什么打仗？飞机出了问题，只能是设计师想办法去解决，再危险你也得往前冲！”顾诵芬又说：“作为一名飞机设计师，我永远都有一种急迫感，永远都有压力！”

“航空报国”，“航天报国”，绝不是空话，这需要几代航空人、航天人淡泊名利，耐住寂寞，去奋斗、去拼搏！

北斗三号卫星对星上产品的质量提出了更苛刻的要求，整个系统的理念是：“先于故障发现问题、先于问题发现苗头、先于苗头解决问题。”某一产品在轨的工作温度是正负10摄氏度范围，对同类产品同样设计生产状态，要进行加严到20摄氏度、25摄氏度实验；某一产品是40摄氏度的工作范围，地面要做到60摄影氏度，而且是按照全寿命周期来做。有一些产品的疑点问题，就是通过这种方法来解决的。

那一年，孙家栋带着李祖洪、杨长风、谢军等一拨总师到504所调研原子钟的研制情况。

贺玉玲见来了这么多的“大咖”，汇报时有些紧张。

等大家谈得差不多时，孙家栋没有谈具体意见，只是说：“小贺啊，你们的原子钟要是不过关，卫星是绝对不能上天的。”

贺玉玲一听急了：“哎呀，孙老，您这一说，我们的压力更大了。我真怕因为我们，拖了整个工程的后腿……”

孙家栋满脸严肃：“拖不拖后腿另说，谁叫你们承担的是北斗工程的关键部件，关键部件过不了关，卫星怎能上天？”

贺玉玲表态：“孙老，我们会尽百分之百的努力，争取不拖后腿。”

孙家栋笑了：“好啊，小贺终于下决心了。不过，不是争取，而是一定！”

几年后，原子钟攻关成功了。谢军有次与孙家栋交谈时，提起了当年的西安之行。谢军说：“您平时特别随和，可那天口气那么严厉，丝毫没有商量的余地。别说人家一个女同志，就是我们这些经常被您敲打的‘厚脸皮’，也感到压力太大了。”

孙家栋打量着谢军，问：“谢军，你说总师是干什么的？”

谢军一愣：“孙老，这个您比我清楚啊！”

孙家栋说：“我不清楚，想听你说说……”

谢军想了想，只好说：“您不是说过吗，总师一要决策，二要协调，还有……是不是还要服务？”

“好，你先说说决策。原子钟这件事，你要是我这个角色的话，应该怎么决策？”

谢军说：“西方卡咱们，靠买是买不来的。自古华山一条路，只能靠自主研制。”

孙家栋接过话茬：“哟，你这个陕西小伙儿对‘自古华山一条路’记得挺熟的！这不就得了。北斗二号当时还可以到西方去买，到了北斗三号卫星，这条路就走不通了，必须靠自己了。这时候当总师的头脑得特别清醒，决策要特别坚定。不能含糊其词，要让所有人都丢掉幻想。如果这时候还‘再考虑考虑’‘再争取争取’，那就真不知道要拖到猴年马月了。响鼓须重槌，当时虽然严厉一些，让他们几天几夜睡不着觉，过后，他们马上会醒悟的。”

末了，孙家栋又说：“当总师，有些事情可以协商，唯独关键器部件国产化这件事，不能妥协。可以一步一个台阶上，一个一个去攻关，但不允许不干，还幻想着去国外买。如果不是我们吃了亏以后就开始抓这件事，下决心抓这件事，还会有今天的北斗吗？”

抓关键器部件国产化，谢军像孙家栋、杨长风一样，踏石留印，抓铁有痕。

杨长风在中央电视台做节目时告诉电视观众：“关键的器部件一定是要百分之百的国产化，关键的核心东西，必须掌握在自己的手上。我们的北斗终端第一批出来后，外国人马上把他们的芯片价格由1000元降到500元；第二代终端出来后，他们由500元降成200元。我们用五年时间，生产出五个新的一代，他们的价格从200、100、50元现在降到1美元。我们北斗人把自己的芯片做到了极致。”

追求卓越，就是追求极致。

“时代选择了我，责任选择了我，所以我不敢怠慢，不能怠慢，必须玩命干！”或许有人觉得这话太像宣传口号了，我知道这是谢军的肺腑之言。

这两年，我有机会走近航天人、“北斗人”，在与他们的交谈中，“祖国”“人民”“使命”“担当”……是出现频率最高的词语，而且出现得自然大方，真挚得体。我也是军人，对这些词的含义并不陌生，但我仍一次次被他们感动。

中国航天人的确是个独特的群体。从中国航天诞生的第一天起，它的使命就与国家的命运紧密地联系在一起。于是，无论是谁，只要加入航天队伍，他们便成为“国家的人”，便有了强烈的家国担当。从钱学森的“使我的同胞能过上有尊严和幸福的生活”，到孙家栋的“国家需要，我就去做”，到航天新一代的“做中国人自己的卫星”，航天人将家国情怀熔铸于自己的坚守、不懈的奋斗和使命担当之中！无论时代的底色如何变幻，他们都坚守着一份科技的纯粹，爱国的纯粹，让人肃然起敬。

第七章 金牌火箭

18·“抢窗口”

2011年7月27日，西昌卫星发射中心，北斗二号第9颗导航卫星即将发射。

外面连绵起伏的群山，夜幕笼罩，影影绰绰，如战马奔腾。测控大厅里，长征三号甲系列火箭（简称“长三甲”）总设计师姜杰坐在自己的岗位上，一直在关注着大屏幕上的各种讯息。今天的发射窗口是清晨5时至6时，7小时前，火箭开始低温液氧加注，她几乎是一夜无眠。

姜杰透过窗户，只见不远处的发射塔，在聚光灯的照射下，乳白色的长征三号甲运载火箭，托举着第9颗北斗卫星，整装待发，显得格外威武。

渐渐地，东方露出了一抹鱼肚白，大地慢慢地从朦朦胧胧中走了出来，展现出它的真面目，山是山，水是水。

姜杰下意识地抬头仰望天空，此时，她最关心的是气象情况。七八月是西昌的雷雨季节，火箭发射不怕风、不怕雨，最怕的是雷电。然而，北斗导航系统高密度发射任务，无法回避这个季节。

针对发射场雷电活动频繁、雨水较多、气候潮湿、高空风大的发射使用环境，型号设计师对箭上与地面发射支持系统严密地采取了屏蔽、接地疏导、防湿防水、高空风补偿、近控与远控并存以及自动控制与手动控制并存等设计方案，并经过充分的试验验证后再实施。研制队伍对产品的质量要求近乎苛刻，比如控制系统火工品电路的防水（潮湿）试验，是将部分产品浸泡在盐水中进行的，只有在浸泡盐水的恶劣环境中通过测试，产品才能算合格。

天空云层低垂，几只苍鹰舒展双翅在云层下滑行。

姜杰离开测控大厅，想活动一下有些发僵的肢体，忽然从天边传了沉闷的雷声，她的心不由得一紧。又听得霹雳一声震天响，刹那间，大雨如注。“不好！”一种不祥的预感在脑海里闪现。

姜杰快走几步，乘电梯上了三楼的气象会商室，发射中心总指挥已经到位，孙家栋总师也急匆匆赶来，先后进来的还有李祖洪、谢军等。

总指挥望了望窗外，神色严峻：“看来老天爷不帮忙，离发射窗口只有一个多小时了，大家议一议，是按原部署进行，还是中止发射？先说说气象情况吧。”

总指挥将目光投向了气象专家江晓华。

江晓华手中拿着一沓气象图表，说：“这场雷雨是在预报之中。来势虽然迅猛，不过，根据雷电云层的变化趋势和移动速度，现在高空的两大云团会在5时至6时之间，在发射场上空形成一道缝隙。

总指挥双眉一扬：“把握性大吗？”

江晓华说：“应该是80%以上吧。”

总指挥问孙家栋：“孙老，您看？”

孙家栋侧身问姜杰：“小姜，火箭的情况怎样？”

姜杰回答：“一切正常，下个流程发动机需要预冷。”

“预冷？”孙家栋反问道，“您的意见呢？”

姜杰的脑子在高速运转着，此时，必须胆大心细，科学分析，为总指挥和总师最后拍板提供依据。

主意已定。姜杰说：“如果取消发射，加注的低温燃料就必须泄回，麻烦不说，此举风险极大，若遇到雷电，可能发生爆炸。但如果现在不进行发动机预冷，待天气满足条件时，再做就来不及了。我的意见是继续按流程进行，发动机预冷。”

孙家栋点了点头，他与总指挥的目光交汇在一起，李尚福下了决心：“好，按原部署进行。气象部门每10分钟报告一次未来10分钟的天气变化。”孙家栋又对姜杰说：“小姜，你们再算一下，火箭发射经过的空域范围。”

5时20分，气象团队报告：发射专区未来10分钟，雷电交加！

5时30分，气象团队报告：发射专区未来10分钟，雷电交加！

窗外依旧雷声轰鸣，大雨倾盆。

此时，姜杰反而显得冷静了，她相信长三甲，只要能有个三五分钟的机遇，长三甲将会不负众望，一箭冲天。

指挥所的空气像凝固了似的。

5时45分，是“发射窗口”的最后边缘时刻。就在这千钧一发之时，气象团队终于觅得良机：5时43分至45分，发射场周围20公里空域没有雷电，满足最低发射条件。

总指挥两眼一亮，对孙家栋说：“孙总，看来老天还是要助我们一臂之力。发射吧？”

孙家栋将两张图对照看了一眼，说：“您是总指挥，您定夺。”

与孙家栋多年打交道，总指挥摸透了他的脾气，如果他认为这时候发射风险过大，会立马制止。他让一线指挥员自己拿主意，是他心里有底，执意要他们决策，要他们在实战中锻炼、打磨自己。总指挥心中也有底气了，说：“按计划部署进行。”

孙家栋点了点头：“好。”

两分钟间隙，见缝插针，百步穿杨，如有丝毫差池，都将是灾难。

5时43分28秒。

“一分钟准备！”随着一声令下，扶持火箭的摆杆迅速摆开，发射塔架上与火箭相连的“脐带”脱落，发射进入读秒：

“5，4，3，2，1，点火！”

大屏幕上，只见长征三号甲运载火箭底部翻滚起一团烈焰，箭身像一枚巨大的炮弹腾空而起，恰好地从两块雷电积雨云的缝隙间穿越而过，坚定沉稳。

“发现目标！”

“跟踪正常！”

“一、二级分离！”

……

待这一切几乎完美无瑕地完成后，两块云团又迅速交缠在一起，顷刻，又是电闪雷鸣，整个场区恍如深夜，一片漆黑。

孙家栋与总指挥的双手紧紧握在了一起。指挥大厅里掌声雷动。

这次发射创造了恶劣气象条件下中国航天发射的新纪录。

孙家栋脸上露出淡淡的笑容，对姜杰说：“小姜啊，这回长三甲可是立了大功啊！”

姜杰浅笑道：“孙老轻易不表扬人，您这是第一次表扬我们火箭！”

“是吗？不会吧？”

“真的。”

“看来我以后得经常表扬你们。对了，小姜，这回是‘长三甲’第几次发射？”

“应该是第17次吧。”

孙家栋满意地说：“如果将长三甲系列算在一起，那就更多了——一枚火箭能做到这种地步不容易啊，继续努力吧，把长三甲打造成金牌火箭。”

“孙老，我们会继续努力的！”姜杰信心满怀。

19.“导弹就是中国的打狗棍”

长空呼啸，银箭齐发。

由长征三号甲、长征三号乙、长征三号丙三种大型火箭组成的长征三号甲系列火箭，是我国目前中高轨道上的主力火箭群体。

“长三甲系列火箭也是目前唯一一个发射次数过百的单一系列火箭，承担了我国三分之一的宇航发射任务。长三甲系列火箭的运载能力、年发射数量、发射成功率及发射入轨精度等核心技术指标，均达到世界一流水平，是我国的‘金牌火箭’。”姜杰说，“长三甲系列火箭历经30年生命力还如此强盛，令我们这个团队中的晚辈，对当年决策者的远见、胆识和开创精神敬仰不已。”

以北斗工程为例，从2000年10月31日发射第一颗北斗试验卫星起，长三甲系列火箭作为北斗“专列”，承担了北斗工程全部44次发射任务，以100%的成功率将59颗北斗导航卫星成功送入轨道。

1986年8月，长三甲研制团队正式成立，国防科工委任命李伯勇为火箭研制总指挥，王永志为总设计师。1989年12月，龙乐豪继任总指挥，并于1991年兼任总设计师。2009年，姜杰接任总设计师。

姜杰一再叮嘱我：写长三甲，一定要请龙乐豪院士谈谈。

83岁的龙乐豪依然很忙，研讨会、鉴定会、论证会接连不断。联系了几次，最后将采访时间定在“五一”假期中。

龙乐豪，人称“牛背上走来的院士”，中等身材，满头白发，穿一件旧夹克，背着一台手提电脑。

一见面，我说：“龙院士，您不像是杖朝之年。”

“怎么，我像是九十岁了？”

“不，看样子您也就六七十岁。”

“作家会激励人。”

“不，这是我的第一感觉。”

龙乐豪笑了：“说真的，事情太多，没时间想自己多大年龄了。”

一入座，龙院士就找电源插座，说电脑里存有照片，可以一边交谈一边看照片。

1938年7月，龙乐豪出生于湖北汉阳龙家老台村。小时候，家里穷，上了半年私塾便休学，成了放牛娃。七八岁时，日军小队经常进村入户骚扰，他目睹了日军滥杀无辜。

1949年春，家乡解放。龙乐豪从牛背上跳下，进了学堂。他深知机会来之不易，刻苦努力，小学五年连跳三级。1958年高中毕业，品学兼优，被保送到上海交通大学电机系。为了挣够去上海上学的路费，他在武昌水果湖畔当了一个月马路工。大学期间，他最崇拜的偶像是《钢铁是怎样炼成的》主人公保尔·柯察金和《把一切献给党》主人公吴运铎。他积极向上、勤奋学习，同届八个班中，他是最早加入党组织的。他坚信：“勤奋补拙，智商居次，三分聪明，七分勤奋。”

1963年9月，龙乐豪从上海交大毕业，被分配到总字某部（现中国航天科技集团一院总体部总体室），负责火箭控制系统总体设计。当时总体室主任是孙家栋，他正带领大家在做东风二号甲导弹的研制。

张爱萍将军为刚入职的大学生做了一场报告。细高个的张爱萍，叉着腰站在讲台上，讲述中国共产党枪林弹雨、艰苦跋涉的奋斗史，讲解中国军工所面临着的艰难险阻。他激情豪迈地告诫学子们：“再穷，也要有根‘打狗棍’！导弹就是中国的‘打狗棍’。”

“再穷，也要有根‘打狗棍’！导弹就是中国的‘打狗棍’！”这句话像铭刻在龙乐豪心中般，至今未忘。

回忆初创的艰难，龙乐豪告诉我：“当时，生活极其艰难。我记得粮食定量是‘2611’——每个月26斤粮食，1两肉，1两油，整天觉得肚子空荡荡的。然而，奇就奇在那时的人有一种精神，那精神可是了不得的力量啊！没有加班费和夜餐，但每天晚上办公楼灯火通明。到了十一二点，政委、指导员得挨个办公室巡视，苦口婆心劝大伙回去休息。科研条件也极其简陋，连个计算器都没有，今天一两分钟能解决的问题，当时靠一种简单的计算尺得拨弄一两天。有时用算盘算，拨打算盘珠拨肿了手指。但学习的风气特别浓，总体部开了夜课，记得孙家栋还给我们讲课。西方国家对我们进行了严密的技术封锁，没有任何资料可供参考。大家心里都憋着一股劲，都相信我们既然可以造出原子弹，一定也可以造出导弹。”

正是靠着这种精神，中国终于有了导弹这根“打狗棍”。

在中国运载火箭研究院这个具有光荣传统的战斗集体里，龙乐豪从技术员、工程组长、总体室主任，到长征三号火箭总体主任设计师，一步一个脚印扎扎实实走来，1991年任中国运载火箭研究院副院长，兼任长征三号系列火箭总设计师和总指挥。

1994年10月，国防科工委副主任谢光和工程总师孙家栋主持召开“双星定位卫星工程大总体方案讨论会”，会上王礼恒、赵起增等数十名与会专家，对使用长征三号还是长征三号甲发射北斗一号卫星进行了认真的研讨。后经国防科工委审定，最终确定使用长征三号甲火箭发射北斗一号卫星。从这一天起，北斗卫星与长征三号甲系列火箭便结下了不解之缘。

长征三号甲是长征三号甲系列运载火箭中第一个研制的型号。1986年2月，正式立项。4年攻坚，不停攀登。1990年，长征三号甲的三级储箱开始研制。

焊接组的技工们采用长征三号储箱所使用的手工多层焊接技术，顺利制作出长征三号甲三级储箱的第一个箱底。然而一检验，不合格。第二次攻关，还是不合格。

1991年，试验人员采用自动焊接法新工艺，焊出了第一个工艺试验箱底，在接受水压试验时，箱底的焊缝炸成了碎片。根据试验取样的分析结果表明——三级储箱焊接需要有效的预热方式并配合特殊的焊接工艺手段。又是夜以继日地攻关，通过改进焊接的预热方式和焊接工艺装备、优化焊接参数、攻克焊缝缺陷这一系列办法和措施，三级储箱焊接工艺难题终于被攻克。

长征三号甲发动机的研制，也是一波三折。龙乐豪提出“上改下捆、先改后捆、三化设计、性能一流”的技术路线与目标，突破了氢氧涡轮泵端面密封、氢涡轮泵次同步共振、螺旋管束式大喷管成型工艺等八大关键技术难关。

首发火箭首次使用大推力液氢液氧发动机，如果成功，将为进一步开发更大推力火箭打下坚实的基础。但第一次试车，仅短短几秒，发动机就熄火了。站在发动机前，龙乐豪思考了几分钟。按规定故障发动机必须拉回院里进行故障分析，那得要三五个月后才能做下一次试车。时间来不及了，龙乐豪决定打破常规，就在试验场查寻故障点。通宵达旦，一次次排查，最后查明不是设计问题，故障出在发动机一个配件上，于是重新加工，更换配件。

1993年春节，位于大山里的试验场，寒风呼啸，大雪飘扬。

一位女操作手走上试车台，一阵大风刮来，一下将她的大衣掀开了，女操作手捡起地上的一根麻绳，将身上的大衣捆紧。发动机虽然正常发动了，却因紧急关机系统太过灵敏，再次失败。

这是背水之战。集团公司已经与外商签订了发射服务协议，距离发射日期所剩时间不多。试验场那间简陋的活动板房成了龙乐豪的前线指挥部。攻关小组每人一张行军床，困了躺在行军床上眯一小会儿，许多人熬红了双眼。

第三次试车终于成功——它开创了用一台低温推进剂发动机连续三次进行试验的先例。新型火箭研制缩短了一年左右的时间，为国家节约了数千万元的科研经费。

1994年2月8日16时43分，一声“点火”令下，长征三号甲首发火箭以雷霆万钧之势拔地而起，直插长空，将一颗实践四号科学探测卫星和一颗模拟星分别送入预定轨道，成功实现了具有国际标准的“一箭双星”的发射。这标志着我国运载火箭技术及运载能力登上国际先进舞台，展示了中国已经具有发射高轨重型通信卫星的能力。

同年11月30日凌晨1时2分，长征三号甲火箭将东方红三号卫星送上地球同步转移轨道。

八年鏖战终于结出了硕果，长征三号甲火箭运载能力提高两倍，运载系数达到1.2%。

然而，航天之路曲折险峻，布满荆棘。

1996年2月15日，除夕之夜，长征三号乙首次发射国际通信卫星组织的708通信卫星，在升空22秒后爆炸，星箭俱毁。其时，指挥室里的龙乐豪，目睹了这一惨状，他像被一记重拳狠狠一击，差点跌倒。

这次失利是中国航天发射史上最为惨烈的事故，恰恰又发生在中国百姓最看重的春节前夕，一时间发射基地愁云密布，彝家山寨牛角悲鸣。

我问龙乐豪：“听说当时您是一夜急白了头。”

“我几乎是三天三夜没合眼。”

“事故原因找到了吗？”

“经过30个昼夜查找，故障找到了：二次集成电子模块上一个焊点开裂，造成短路。”

“这种故障的概率大吗？”

“万分之一。”

“万分之一！”我长长叹了口气，心里升起对航天人的心疼。

我想起了在书写《仰望星空》时，一院几位老专家为我讲述二十几年前我国导弹发射史上发生的另一重大事故——

1974年11月5日，东风发射基地，第一颗返回式遥感卫星完成各项检测，整装待发。

15时30分，随着一声“点火”口令，“长征二号”发动机喷射出烈焰，火箭腾空而起，直入云霄。

不好！6秒后，火箭出现越来越大的俯仰方向摆动，飞行至20秒时，箭上自毁系统自动引爆，星箭俱毁。

如大山倾倒，所有参试人员的表情都在那一瞬间凝固住了。

发射塔东南方向一公里外，散落着星箭残骸，一片狼藉。

卫星总体负责人孙家栋从地下指挥室冲出来，望着被烧红的天空，号啕大哭。他和几位技术人员发疯似的向残骸散落区冲去。

钱学森和发射基地张副指挥驱车赶来了。

大家都默默无语，泪流满面。他们将目光投向钱学森。

钱学森对张副指挥说：“请赶紧派些官兵来，带铁锨和筛子，把散落在这里的零部件都给我们找出来、筛出来。”又告诉孙家栋：“你让各分系统都来人，别放过一根导线、一颗螺钉、一块铜片，然后，让各家认领自家的东西。”

几百人，猫着腰，蹲下身子开始翻找，有的用筛子筛。比较大些的零部件很快收拾到了一起，难找的是一些小碎片、一些小导线。

天渐渐黑了，大漠上刮起六七级大风。这才刚刚入冬，寒风便刮得脸颊生疼生疼，被风卷起的沙尘吹得人睁不开眼。

几辆大卡车开来了，大灯一开，黢黑的世界变得一片雪亮。

散落区的沙土已经被来回翻找了几遍，凡是肉眼可见的残骸都找到了。

6日清晨5时多，“罪魁祸首”找到了：一根导线——这根十几厘米长的导线，用灯光一照，外头胶皮套虽然完整，里面的铜丝却已断成两截。

进一步确认，这根连接速率陀螺与放大器之间的导线，由于暗伤，在飞行条件下发生短路，从而导致火箭稳定系统俯仰通道失稳。

发射失败给大家的沉重打击难以言表。一线之患，星箭俱毁。上万人上千个日夜的心血成果，瞬间化为灰烬，多少人的梦想霎时灰飞烟灭！

钱学森忍受着巨大的压力，对大家说：“同志们，接受教训吧！请大家永远记住这根导线！”

7日，钱学森带着孙家栋他们返回北京，卫星残骸随同专机带回。

此时，周恩来病重，主持中央军委工作的叶剑英元帅负责将卫星发射失败的消息向毛主席报告。工作人员看到，毛主席神色凝重，一言不发。

航天无小事，任何一个细小的失误，都可能导致整个任务的失败，甚至灾难性的后果。面对每一项任务，航天人的确永远应该如履薄冰、如临深渊。

长征三号乙首飞失利，此时，太空中已经没有国产的通信卫星，而在役的运载火箭又没有能力发射高轨道重型通信卫星，国家电视、广播、通信事业面临严重困难。十万火急之中，国家不得不动用巨额外汇租用国外卫星。有关部门急切期待中国运载火箭研究院加快大推力运载火箭长征三号甲的研制进度。

龙乐豪深感肩上之担重千斤！

我问龙乐豪：“一个总师面对失败，想得最多的是什么？”

龙乐豪说：“故障原因。改进措施。这时候不能患得患失，必须要有担当。必须要直面问题。”

龙乐豪带领团队历时三个月奋战，寻找出导致失利的故障模式，完成了12大类共125项（次）地面试验及大量理论分析。同时由设计师系统提出并完成了47项256条改进措施。型号研制队伍严格贯彻执行中央领导“严上加严、细上加细、慎之又慎”的要求，认真贯彻落实中国航天工业总公司下达的“双五条”“28条”和“72条”等管理规定。

按国际惯例，研制者还向世界上主要卫星发射保险商做了故障报告宣讲，并得到了他们的认可。

而在此前，龙乐豪已经将目光投向国际卫星发射商业市场。

龙乐豪告诉我：“当时，长征三号乙火箭还没首飞，确切说，我们是带着图纸去推销长三乙的。国际卫星通信组织在与中国长城工业公司签订启用长征三号乙火箭发射国际通信卫星组织708卫星合同时，首要条件是长三甲火箭必须发射成功。”

1997年5月12日，长征三号甲遥二运载火箭成功将东方红三号卫星送入预定轨道。8月20日1时50分，长征三号乙火箭成功发射了美国为菲律宾制造的马部海通信卫星。

1997年10月17日、1998年5月30日和7月18日，长征三号乙火箭分别成功地将亚太二号R、中卫一号、鑫诺一号卫星送入预定轨道。

至今，长征三号系列火箭已发射118次，成功率98%，成为中国主力、世界一流的火箭群体。长征三号甲、长征三号乙、长征三号丙均获得国家科技进步特等奖，被誉为“金牌火箭”。

访谈快结束时，龙院士告诉我，他明天将飞赴福州，为青少年做一次励志讲座。

我问：“您想告诉孩子们什么呢？”

“我想为孩子们讲述我的火箭人生。告诉他们我大半生的四点体会：成功靠什么？靠天赋、环境、勤奋。勤奋是弥补天赋不足、环境不佳的唯一途径！如果我算成功者，那也主要是靠勤奋。唯矢志艰苦奋斗者才能成功！正所谓：宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。成功与失败都是财富：也许经受这两种考验的人更能成功，关键看自己如何掌控。环境是指要功归群体，协同前行：航天工作是系统工程，成绩属于集体，我站在前人肩上起步，也为后人搭梯。荣誉的实质是压力，荣誉越多压力越大、动力越强，荣誉的真正功能在催人前进、再创佳绩。”

我看见电脑上龙院士讲稿的最后结语：

龙腾星海，九天揽月，不忘初心，继续奋斗！

20.接力

2009年，姜杰从龙乐豪手中接过了长征三号甲系列火箭总设计师的接力棒。

姜杰1983年从国防科技大学自动化专业毕业。时值改革开放之初，百废待兴。随着国家工作重点的大转移，一大批军工产品纷纷下马。航天人捧了几十年的“金饭碗”被端走了，唯一的选择只有重谋生路。然而，路在何方？迷迷茫茫。一个研究院、研究所，少的几百人，多则几千上万人，光是后勤保障就够伤脑筋的。当时航天人的工作、生活条件十分艰苦。一些老专家三代同堂，只能蜗居在一间两居室的小屋里。年轻技术人员结婚无住房，四处打游击。有的单位千把人，只有一个食堂。上万人的单位，可怜得只有一个澡堂，澡票比火车票还紧俏。

随着开放大门的打开，外企出现了。大学本科生去外企一个月薪水三四千元，而航天部门研究生毕业的技术员工资才100多元，于是，便有了“搞导弹不如卖茶叶蛋”的流行语。

跳槽者有，“下海”者有，出国者也有。

然而，坚守阵地的勇士更多！

姜杰面临着人生第一次最重要的选择，她毫不犹豫地选择了航天一院12所。父亲是航天医院医生，病号和朋友几乎都是航天人。姜杰的航天情结或许在她的少年时代就已经萌发了。进所后，她又师从姿态控制专家孙思礼读研。研究生一毕业，便参与长三甲系列火箭研制，从设计员，到副主任设计师、主任设计师、型号副总设计师，一路升到型号总设计师。

姜杰说：“为国铸箭，在很多人眼中是万丈荣光，于我更多是千钧重任。1996年长征三号乙首飞失利，星箭俱毁，我就在现场，当时的打击可以称得上是撕肝裂肺，痛不欲生。也是从那时起，一种强烈的责任感和使命感始终伴随着我前行……”

那天，姜杰从龙乐豪的手中接过了长三甲系列火箭总设计师旗帜。

夜晚，姜杰悄悄来到办公大楼前厅。她轻轻停住了脚步，伫立在功勋卓著的科学巨匠、中国“航天之父”钱学森的全身铜像前，久久地仰望着：钱学森宽阔的前额下，一双眼睛睿智无比，似乎永远都在探索着未知世界；他身躯微微前倾，右手有力地指向前方，仿佛依然在带领中国航天人向太空挺进……

就是这位巨人，1955年历尽坎坷，从海外回到祖国，开创了中国导弹火箭的新纪元。也是这位巨人，最早喊出：“（导弹）为什么不能搞！外国人能搞，我们中国人就不能搞？难道中国人比外国人矮一截？”

贯穿钱学森一生的是“爱国、科学、创新、奉献”的精神，而这种精神已经成为中国航天事业不断发展的原动力。

诚如钱老当年所言：“我是中国人，我属于中国！”新一代总师在心中默默地说着：“我们都属于中国，我们必须为振兴中华而奋斗！”

姜杰带领团队开始了新一轮冲锋。短短几年，长三甲系列运载火箭实现了一系列的突破：突破了火箭三维大姿态飞行控制技术，实现了火箭从固定轨道面到三维空间各种轨道发射的跨越；突破了发射高轨卫星直接入轨的火箭上面级技术，实现了从发射转移轨道到直接进入工作轨道的跨越；突破了火箭直接地月转移轨道发射技术，实现了火箭从地球轨道到星际轨道发射的跨越；突破了火箭控制系统高可靠性设计技术，促进了火箭从航天工程到高可靠发射的跨越。

2015年，全年九次发射任务，最密集时109天“七连胜”，创下了17天一发箭的周期最短纪录。

北京至西昌成了姜杰最热门的航线，经常一个月要跑三四趟。火箭发射前，带领试验队赶赴发射场，她每天要工作十六七个小时。整天泡在发射场区和火箭厂房里，十几层高的发射塔架，每天要爬上爬下十几趟。

长三甲遥10发射时，首次采用系统冗余新技术。在发射场连续运行一个月，先后测试了三次，技术性能合格稳定。不料在发射前三天，进行第四次测试时，程序配电器软件突然显示故障。

一时半时排除不了故障，有试验队员提议：“姜总，推迟发射吧！”

推迟发射到下一个发射窗口，意味着要等待一个月。这不仅事关火箭一个系统，所有参与发射的系统都要等待一个月——这一个月，谁敢保证不发生其他问题？

姜杰抬头望着眼前高高耸立的火箭，摘下眼镜，拢了拢耳旁的短发，拿定主意：“必须在72个小时内排除故障！”

72小时！人们从看似文静的女总师身上，感受到了强大的力量和坚定的信心。

顶着巨大的压力，姜杰带领试验队员迅速定位问题，进行软件修改和试验验证，查找故障。她两次往返北京，组织专家论证评审。

72小时，几乎没有合眼；72小时，凝聚起所有的心血和智慧。终于赶在发射窗口里，将故障问题“归零”。

依然有人觉得心里不踏实，建议推迟发射：“万一呢？万一出了问题咋办？”

姜杰目光坚定自信，胸有成竹：“没有万一，只有一万。”

“点火！”

那枚乳白色的火箭如巨龙般呼啸而起，直插云端。而姜杰仰望长空，神色泰然。

上面级，是一种在运载火箭基础上增加的相对独立的空间运输器。上面级通过基础级运载火箭的发射，进入转移轨道，通过自主完成轨道机动、卫星分离与部署，将卫星送入预定的工作轨道或空间位置。上面级一般具有多次启动、长时间工作、自主飞行等特点，具备多星发射和轨道机动、轨道部署的能力，任务适应性强，是提高火箭性能和任务适应能力的有效途径，从而又被称为“太空摆渡车”。

我国从20世纪年代开始研制上面级，但基本上是为满足某单一任务的运载器，尚不具备通用性能，还不能算是真正意义的上面级。

北斗工程立项之时，中国航天专门组建了“太空摆渡车”研制团队，并将上面级命名为“远征一号”。

姜杰找到了她最为敬重的北斗工程总设计师孙家栋——在姜杰的心目中，孙家栋就是天上的北斗星，永远指引着方向。或许，在孙家栋的眼中，姜杰是一位稳重、文静、充满智慧的“小姑娘”，于是对她总是爱护有加，极少批评。

却也有例外。

那是姜杰刚当上总师不久，在一次评审会上，姜杰侃侃而谈，而且很快便下了肯定的结论。

散会后，孙家栋忽然对走在前面的姜杰喊道：“姜总师，你留步。”

姜杰心里不由得“咯噔”了一下，孙老喊自己从来是“小姜”或者“姜杰”，今天老爷子喊起“姜总师”来了，她知道情况不妙了。

姜杰连忙停下步子，轻声问：“孙老有事？”

“你刚才会上的发言不错啊！”

“哎呀，孙老您多批评指正。”

孙家栋望着她，不说话。

姜杰心跳立即加快了，她忽然意识到了自己的问题，说：“孙老，刚才我说得太多了，应该多听听大家的意见，不应该轻易地下结论。”

孙家栋关爱地望着她，和蔼地说：“小姜啊，看来，你当总师还得再历练历练！”

姜杰内疚地说：“孙老，我明白了。”

姜杰还记得另外一件事：

北斗二号第一星，星上四只原子钟，孙家栋决定四只全上国产钟。这下子重量增加了，钟重了16公斤，加燃料一共30多公斤。

要卫星减重量显然来不及，只有让运载火箭增加载荷能力。

孙家栋把姜杰找去了：“小姜啊，这次准备让四只国产钟都上星，你赞成吗？”

“太好了，孙老，我百分之二百赞成！”

孙家栋口气一转：“不过，有件事得要你支持一下。”

“什么事？没说的。”姜杰倒挺痛快。

孙家栋不紧不慢地说：“上了四颗国产星，重量增加了，得‘吃’你点‘余量’。”

“吃多少？”

“大概也就十六七公斤吧。”

姜杰忽然反应了过来：“不止十六七公斤，加上燃料应该是30多公斤。”

孙家栋还是不紧不慢：“你的运载火箭不是还有百十公斤的余量吗？吐出来吧！”

姜杰嚷了起来：“孙老，您不让卫星减重，光要我们吐余量，您不能偏心啊！”

“火箭的使命是将卫星送上天，卫星上不了天，火箭不成了摆设了？所以，咱们得千方百计保卫星。”说罢，孙家栋“哈哈”笑了起来。

余量“吐”出来了，发射非常成功。

后来，孙家栋遇到姜杰还开玩笑说：“小姜，还说我‘偏心’吗？”

姜杰抿着嘴笑：“孙老，我哪敢呢？是您让我懂得什么叫‘航天一盘棋’和什么是‘大局为重’！”

孙家栋打量着姜杰，说：“好呀，这姑娘不知不觉间长大了！”

采访中，我常体会，作为总师，不只是技术过硬，心理素质过硬，决策能力超强，他们还特别讲究管理艺术、协调艺术、传帮带艺术。航天人集体主义精神中，就包含着这种艺术。

姜杰也记得自己向孙家栋汇报北斗三号首发星火箭上上面级时候的情形。孙家栋问她：“你考虑过风险吗？”

姜杰说：“上上面级火箭技术跨度大，难度也大，但它对整个工程好处也很多，对北斗工程早日建成组网意义重大。不过，风险也是很大的。现在我们团队内部思想还不统一，有人认为卫星自己能够变轨，不必去冒这种风险。”

孙家栋语重心长地勉励道：“上面级很有前途，但很难，你们要做好担风险的心理准备。你们是在走一座‘独木桥’，不允许出任何问题。不过事情往往就是这样，为了化解风险，逼得你必须去直面风险去创新。”

姜杰态度坚决：“航天事业从来都是充满着风险的，孙老，当年，你们老前辈搞‘东二’导弹、东方红一号，还有返回式卫星、通信卫星，不都是一次次战胜了风险吗？有您这座靠山，我们想去闯闯。”

孙家栋满意地点了点头：“好啊，我全力支持！”

在太空中“长途跋涉”数万公里、自主飞行数小时后，上面级怎样才能高可靠、高精度地将卫星送达目的地，这个问题成为总体与控制系统设计师们最先需要解决的难题，它也是世界航天领域的一道难题。

为了甄选出符合任务需求的上面级控制系统设计方案，姜杰带领设计师们针对每个飞行剖面遇到的难点逐个突破，进行了多轮方案论证与仿真分析，最终提出了“基于惯性导航/卫星导航/星光定姿/上行修正等多信息融合组合导航的自主导航制导控制方案”，攻克了这个难题。星光定姿可以修正惯性姿态基准；轨道推算可以在轨道高度超过卫星导航使用范围时，修正惯组长时间漂移误差；同时针对自主导航出现故障的情况，可以借助地面上传测定轨数据远程控制进行导航参数修正。

姜杰心里清楚，仅考虑提升上面级自身可靠性还不够，还需要为上面级“赋能”。设计师们在方案阶段就为上面级增加了一个“随机应变”的本领——为上面级增加自主飞行能力和上行遥控能力。这样，上面级就可以通过来自地面的远程遥控对不同任务模式采取不同的应对策略。举例说，当具备自主飞行能力的上面级遇到因基础级火箭某种故障导致轨道参数偏离较大的情况时，可以通过地面发送的遥控指令重新规划飞行路线；而当具备上行遥控能力的上面级携带卫星一起飞行时，上面级可以为卫星转发关键的遥控指令并作为卫星上行遥控的备份通道。上面级这种“随机应变”的本领，大大增强了发射任务的灵活性，增加了卫星入轨的保障，提升了飞行任务的“容错率”，为发射任务成功再添一重保险。

远征一号新型并联贮箱的构形，也让设计师们费尽心思。

远征一号的并联贮箱最初由四个球柱形贮箱组成，其中两个为氧化剂贮箱，另两个为燃烧剂贮箱，四个贮箱通过并联设计同时为一台发动机供应推进剂。然而，这种并联贮箱存在分支输送管路布局不对称、输送系统流阻不同的问题，在主发动机工作段会出现推进剂消耗不平衡的现象，从而造成上面级在飞行过程中出现较大的质心横移，降低上面级姿控系统控制力裕度，增加姿控推进剂消耗量，对运载能力造成很大的影响。

没有可借鉴的案例。一次次提出设计方案，一次次推翻重来。设计师们决定另辟蹊径，他们抓住“不平衡流动”这一物理现象的基本原理，提出了在并联贮箱间流阻粗匹配控制基础上，增加连通管的均衡输送方案。这个看似简单的措施，却在工程实施中又遇到了许多问题和麻烦，例如仿真模型的建立、连通管夹气现象的判断、流阻试验系统水试与真实推进剂之间的关系、加注流量的确定等。通过反复设计、计算、试验和调整，一步步、一点点将所有问题逐一破解，最终完成了并联贮箱构形的改进设计，从根本上解决了推进剂均衡输送的问题，减少了极高指标带来的后期地面试验筛选高成本和产品验收流程复杂等问题。

上面级在外层空间飞行数小时，不仅要经受得住真空、冷黑空间背景及太阳直接辐射、地球反照辐射、地球红外辐射等恶劣环境考验，还要经受太阳风暴的摧残。为此，上面级总师叶成敏带领的科研团队，对上面级采取了一系列保护措施，为它穿上了“冷暖衣”，罩上了“屏蔽防护壳”，还给它武装了一个“智慧大脑”。有了这个“智慧大脑”，上面级在与基础级“交接棒”时，便可防止不到位或跑过站。

长征三号甲系列火箭总指挥岑拯和总设计师姜杰经常往上面级团队跑，了解研制进展情况，一起解决难题。

2015年3月30日，长征三号丙/远征一号运载火箭，成功将第17颗北斗导航卫星直接送入地球同步轨道。

这一天，远征一号上面级完成首秀，首飞取得圆满成功，我国运载火箭从此具备了直接运送载荷入轨的能力，我国支持高轨卫星直接入轨的上面级技术实现零的突破，并为后续上面级型号提供了基本构形。远征一号上面级作为我国建立北斗卫星导航系统工程的重要组成部分，为我国成为第三个独立掌握卫星导航系统的国家做出了巨大贡献。

同年7月25日，长征三号乙/远征一号运载火箭以一箭双星方式，成功将第18、19颗北斗导航卫星送入预定轨道（中圆地球轨道），使常规液体上面级技术完成了从方案设想到工程应用的巨大跨越。在此基础上，工程进一步确定了长征三号乙基础级组合远征一号上面级一箭双星直接入轨发射为北斗三号卫星工程核心星座的主要发射方式。至此，“太空摆渡车”远征一号上面级全面投入使用。

发射卫星是个多系统工程，意见分歧在所难免。星箭分离时，火箭的冲击值远超过作为精密仪器的卫星所能承受的最大冲击力环境，不能满足卫星的使用要求。卫星方要求火箭方必须减少冲击力，而火箭方又达不到卫星方的期望值。双方都站在自己的立场上，争执不休，一时间，姜杰束手无策，只好又求助于孙家栋。

孙家栋把双方找到了一起，认真听取了双方的意见，然后叹了口气说：“看来，我们的北斗工程只好停工了。”

众人不解，用疑惑的目光望着孙家栋。

孙家栋说：“你们双方谁也不让步，让我怎么判断？只好叫北斗停工。”

双方知道孙家栋不高兴了，孙家栋很少不高兴，双方都有些惭愧，都说：“孙老，听您的。”

孙家栋这才说：“我的意思啊，你们双方都努努力，都退一步，这样不就把事情做好了？”

孙家栋给双方都规定了指标。姜杰带领上面级设计师，通过选用烟火点火器、降低零件机械碰撞、安装蜂窝缓冲材料、改变点火器安装方式、改进捕获器结构方案、增加分离螺母连接缓冲垫等一系列措施，攻克了标准平台冲击测试、多因素耦合冲击源解构测试、高效缓冲结构设计和浮动式压环设计四项关键技术，最终设计出了冲击水平较低的F12A改进型低冲击分离装置，冲击值降低59%。满足了信号冲击指标要求，保证了工程研制进度，支撑了北斗导航任务成功。同时，F12A改进型低冲击分离装置比国际上其他产品冲击力更低，达到了国际先进水平。

孙家栋高超的统筹能力和协调艺术，一直在春风化雨般地影响着姜杰。

北斗三号卫星全球组网工程建设全面启动后，2019年，长征三号甲系列型号圆满完成了12次发射任务，其中完成北斗三号工程7次发射任务，将10颗北斗三号卫星送入预定轨道。这一年，长征三号甲系列火箭创造了几个“有趣数字”的光荣成就：先是3月10日，长征三号乙遥54运载火箭完成长征系列火箭第300次发射任务；再是4月20日，长征三号乙遥59运载火箭实现了国内首个型号单一系列发射任务达到第100次的光荣壮举；最后是5月17日，长征三号丙遥16运载火箭圆满完成航天一院宇航型号第200次发射任务。

长征三号系列火箭型号队伍，以实际行动弘扬了伟大的长征精神，向中华人民共和国70周年华诞献上一份厚礼！

我问姜杰：“当了十几年的总师，您最高兴的事情是什么？是每次听到发射成功的喜讯吗？”

姜杰停顿了几秒，说：“发射成功当然高兴，但好像还不是最高兴的。期待下一次吧，也许最高兴的是下一次！”

我又问：“压力最大的是哪次呢？”

姜杰脱口而出：“肯定是北斗三号收官之星的发射。”

2020年6月，北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星，已在西昌卫星发射中心完成最后区域测试、推进剂加注和发射前状态设置，执行发射任务的长征三号乙运载火箭也已完成加注前的全部测试工作。

姜杰回忆说：“就在这关键时刻，出问题了。”

“什么问题？”

“操作人员按流程进入火箭舱体内对中减压阀进行检查时，发现壳体上有一个鸡爪形的细小裂纹。”

“这种情况多吗？”

“从没出现过，简直是不可思议。”姜杰说，“发射被紧急叫停，任务推延，而且是通过新华社向国内外发布消息的，您看这事情闹得有多大。”

“压力巨大？”

“压力当然大，但每次发射出现问题的时候，我首先考虑的不是人家会怎么看待自己，而是自己应该怎么组织力量，赶紧去解决问题。”

七天七夜，殚精竭虑，呕心沥血。

6月23日，一箭冲天，长征三号甲系列火箭完成了它的第112次运载任务，北斗全球卫星导航系统组网建设圆满收官。

回顾这些年长征三号系列火箭走过的历程，姜杰感慨系之。“长征系列运载火箭第一个100次发射用时37年，第二个100次发射用时7年多，第三个100次发射只用了4年多。”

在姜杰看来，每个100次发射时间间隔的缩短，体现了运载火箭技术的进步、管理的完善和质量的提升，也反映了中国航天事业的快速发展和中国国力的不断提升。

如临如履，姜杰不敢躺在功劳簿上，科技日新月异，时时在激励着她。苟日新、日日新。姜杰说，我们的目标是将“金牌火箭”打造成“经典火箭”！

第八章 超越

21.“北斗狂人”

“我们这个团队81个人，平均年龄31岁。我告诉年轻人，把北斗建成与GPS一样，到你们老了的时候，会感到这辈子没有虚度。”

“就像是踢足球一样，既然上场了就应该进球，但这是非常难的。比如星上的信号，人家都建成了，我们要跟它兼容，不能干扰别人的，好的频点都被别人占了，知识产权都是人家的。在这种情况下，我们要占有一席之地，真是太难太难了。”

“外部的压力大，内部的压力更大。我们的首发星新技术的应用比例是70%。航天有个不成文的规矩，新技术不能超过30%。从系统工程角度讲，一个系统如果新技术超过30%，这个系统就不可靠了，不可掌控了。所以从这点讲，大家反对是有一定道理的，这时候必须要有担当。其实我们的做法不是蛮干，搞创新，要什么样的新技术？必须要符合客观规律，要靠谱的技术，这是一点；第二点，这个技术虽然是新的，但生产中每一步的工艺是成熟的；第三点，要把试验做透。尽管大家不放心，我作为总师心里是有数的，整个过程是可以掌控的。我已经是非常保守了，但在一些人眼里，我还是太冒进，所以有人叫我是‘北斗狂人’。回头看，我们的创新没有错。我想跟大家强调一下，新技术是学不来的、换不来的，只有靠自己创新，我们才能实现突破，才能实现跨越。”

北斗三号卫星系统总设计师、中科院上海微小卫星创新研究院副院长林宝军的这些话，吸引着我去见见这位“北斗狂人”。

林宝军不仅是“北斗狂人”，还是大忙人、“空中飞人”。趁他从上海来北京出差的短暂机会，我把他“抓”住了。说他来北京出差其实是本末倒置，林宝军的家就在北京，工作单位在上海，然而这几年，上海成了他的“家”，北京反倒成了“单位”。

林宝军从宇航公司借了间小会议室，采访安排在晚上。按约定时间，林宝军来了。他穿一条牛仔裤，配一件休闲西服，背着一只双肩包，行色匆匆。58岁的他，显得有些“潮”。

刚刚坐定，林宝军便问我：“作家同志，您能开夜车吗？”

我说：“开夜车是我们作家的强项啊。”

“那好，接下来一晚上的时间都属于我们了，您愿意谈多长就谈多长。”

遇见这样的采访对象，不由得让我也兴奋起来。

“作家同志，先问您一个问题，”他反倒采访起我来了，“2015年3月，北斗三号首颗试验星发射前夜，在西昌卫星发射中心招待所，我和相里斌院长有过一段对话，您知道我们当时说了些什么吗？”

我当然不知道。

“想知道吗？”

“说吧。”

“好，那我就向您披露一下。”林宝军说，“那天，都快大半夜了，院长突然来敲我的门，他说：‘我猜你肯定睡不着，出来透透气吧。’我们两人站在二层走廊的阳台上。此时，只见不远处的长三丙火箭巍然耸立，火箭顶端托举着的就是那颗我们非常熟悉的北斗三号首星。院长感慨地说：‘宝军啊，这颗星承载着我们太多太多的期望……’我说：‘是啊，三年的心血都凝聚在里面啊！’院长问：‘你想过没有，明天这颗星要是打不成功，我们该怎么办？’我说：‘我想的是它肯定能打成功。’‘万一呢？’‘我没想万一。’‘干咱们这一行的，怎么能不想万一？’‘那倒也是。’院长忽然变得悲壮起来：‘宝军，我告诉你，明天这颗星要是打不成功，咱们就从这里跳下去！’我不由得一震，血液都在奔腾。我像是一名即将冲锋陷阵的战士，哪怕是刀山火海都敢往前冲！”

我们常常以为只有政治家才有运筹帷幄的风险；其实，对于科学家来说，每一个举措也都与国家、与百姓息息相关，同样需要强大的评估风险能力、决策能力。

值得庆贺的是，2015年3月30日，北斗三号首星发射圆满成功。

我提了我的第一个问题：“一般人都觉得北斗卫星都是由航天五院研制的，你们这家中科院上海微小卫星创新研究院与他们的区别是什么？”

林宝军说：“根据卫星整星质量，国际上一般将卫星分为三类：2000千克以上的为大型卫星；1000千克至2000千克的为中型卫星；1000千克以下的为小型卫星。大约是2000年，中科院副院长兼上海技术物理研究所所长严义埙在欧洲考察时，发现英国已经在研制微小卫星了。回国后，他马上让副所长沈学民带领微小卫星研制团队，开展基础研究。2003年，中科院整合全院航天技术力量，组建了上海微小卫星工程中心，沈学民是首任中心主任，开展小卫星研究。随后研制出了我国第一颗仅有22千克重的空间飞行器，作为神舟七号飞船的伴星，对航天员首次出舱进行实时直播。”

恰在此时，北斗办为了促进北斗工程创新、推进工程速度、保证工程质量、降低卫星研制成本，决定在北斗导航系统，尤其是在卫星系统实行竞争择优机制。

北斗办经过考察，决定邀请上海微小卫星工程中心加入北斗研制队伍。

微小卫星工程中心成立七八年了，干了几颗小卫星，发展的幅度不大。没想到，一下子赶上北斗大工程了。消息在中心一传开，大家摩拳擦掌，准备好好干一场。

不久，林宝军空降上海。

林宝军1983年毕业于吉林工业大学汽车系，1993年在中科院获得高能天体物理博士学位后，进入航天领域。他参与了神舟一号到神舟三号的全部论证；筹建了总体设计仿真实验室，主持完成了神舟二号和神舟五号飞船应用系统船载设备的研制、电性能综合测试、整船总装测试、发射场总装测试发射工作及飞船试验工作，均获得圆满成功。另外，还主持开展了飞船应用系统总体技术方案设计、优化，四艘船桌面联试的组织及实施，内外技术协调，接口规范研究、制定和运行模式研究，大型试验的准备、组织及技术方案的制定等工作。

2009年9月，林宝军正在瑞士访问，商谈空间天文合作事项。中科院急电将他召回，任命他为上海微小卫星工程中心副主任。

紧接着，中科院光电研究院院长相里斌带着光电研究院卫星团队南下上海，与上海微小卫星工程中心会合，组建了相里斌任总指挥、林宝军任总设计师的北斗卫星团队。

我问林宝军：“都说新官上任三把火，当时您烧了几把？”

“就一把。”

“什么火？”

林宝军说：“当时我觉得我们中心既然进入了北斗办的视野，那首先要做好招投标工作，争取有资格参与北斗的建设。当时，北斗办通过调查研究、精心布局，建立健全了北斗项目的招投标制度，每个项目、每种产品、每项技术都面向全国招标，参加投标的科研、生产单位必须达到三家以上，此举意图非常明确：通过公开竞争、择优使用，让最好的科研单位或企业进入北斗工程，从而确保北斗工程的质量，关键核心技术不断突破，同时还能保证工程整体性能稳步提升。”

上海微小卫星工程中心上报的北斗三号研制方案，以新技术含量大幅提升、研制价格大幅降低而中标。

2011年，上海微小卫星工程中心和五院同时承担北斗三号卫星研制任务，成为北斗工程一支重要的队伍。后来事实证明，两家共同参与，相互竞争、学习，两家都壮大了。

林宝军感慨道：“我们赶上了一个好时代，我们遇到了一个好机会。北斗工程，国之重器。我们中心只有参与这种重大工程的建设，才能获得提升，才能不断发展。”

片刻，林宝军又说：“中心中标那天，大家都非常兴奋，喝了一场小酒。相总指挥说：‘老林，咱们甩开膀子干吧！’我说：‘为了北斗，拼了！’”

22.青春让人敬畏

成就一项事业，人才是第一资源。此时的微小卫星工程中心只有一百来人，缺兵少将，急需招兵买马！

广告登了，应聘者寥寥。

人事部门的负责人唉声叹气：“听说咱们单位工作压力大，经常要加班加点，工资待遇又不高，别说高学历，就连大专生都看不上眼！”

林宝军反问道：“那怎么办？给房子还是给地？”对方无语。林宝军说：“你们啊，观念有问题，还是按照人事部门的老套路来招人。这样吧，下次有来应聘的，我与他们见见面。”

不几日，来了一位博士、一位硕士、一位本科生。林宝军亲自出马面试。

林宝军说：“欢迎你们的到来。你们能找上门来，说明了你们的诚意和眼光。”

几位应聘者笑着，不知道怎么回答好。

林宝军坦诚地说：“我想开诚布公地告诉你们，我们中心这个庙不大，现在才一百来人，你们来了以后，一时半时工资不会很高，福利也不会太好。”

博士生说：“林总，我们也不是都奔着高工资来的。”

“好，有这种准备就好。”林宝军话锋一转，问，“诸位知道北斗工程吗？”

硕士说：“知道一些情况，但了解得不多。”

林宝军说：“那我得简单介绍一下。北斗工程事关国家战略安全，事关国民经济发展。北斗工程分三步走，目前已经完成了北斗一号的‘双星定位’，将覆盖亚太区域的北斗二号正在进行中，全球导航系统北斗三号已进入了预研阶段……”

几位应聘者听得津津有味。“我想告诉你们，我们中心已经成为北斗三号卫星研制主要参与团队之一，因此，可以说，我们中心已经成为我们国家导航卫星研制的主力军之一。知道什么叫‘主力军’吗？就是主力部队。”

那位硕士有些激动：“太好了，看来我的目标选对了。”

林宝军继续他的“演说”：“看到你们，我不由得想起自己曾经走过的路。我也年轻过，大本、硕士、博士，然后工作。1993年做完博士后，我也面临各种选择：可以出国，在国外谋份差事干，日子过得好一些，完全可能；也可以去外企，工资肯定高一些，待遇会好一些。但经过一番思想斗争，我最终选择留在中科院。那时载人航天工程刚刚起步，如火如荼，我立即参与到神舟一号的论证、研制中去，专业对口，平台又大，我是如鱼得水啊。那水可不是小河小流，而是大江大海！记得当时总体室就四个人，全部是年轻人，精力充沛，干的又是自己想干的事业，很快就出了成果。后来，科学院又让我来干北斗，我立即转移到北斗战场……”此时的林宝军两眼发光，激情四射。

博士说：“林总师，请继续说，还想听您分享人生经历。”

林宝军充满期待地望着他们：“你们正年轻，现在面临着一次人生的重要选择。作为过来人，我想提醒你们的是，找工作，第一专业要对口，专业不对口，等于你费了那么多的心血学的专业知识，浪费了。二是你所瞄准的工作单位，一定要有发展前景，特别是应该了解有没有为你提供能够施展才能的平台。如果你去了一个单位，工资待遇不错，但那个单位没什么大发展，死气沉沉，温水煮青蛙，你愿意在那里待一辈子吗？”

林宝军说到激动处站了起来，语气更加慷慨激昂：“来我们中心吧，年轻人！我们这里会把最重要的岗位交给你们。在其他单位，从设计员到设计师，到副主任设计师，到主任设计师，每个台阶都会有年限要求，你不熬到一定年限便不能上升。在我们中心，不讲资历，不设门槛，只要你行，有能力，马上会有更重要的岗位在等着你……”

几位年轻人像是茅塞顿开，眼里满是渴望。

片刻，林宝军转换了语气：“刚才我说了，我们中心，起码眼前还无法给你们提供更高的工资和优厚的福利待遇，但将来会越来越好，面包会有的，牛奶也会有的……”

博士说：“林总师，我们签约吧！”

硕士说：“我们签吧！”

本科生说：“我签！”

走进中科院上海微小卫星创新研究院（即原上海微小卫星工程中心），遇见的几乎都是年轻人。他们脸上荡漾着青春的朝气，眼眸里迸发着奋进的激情，的确是支朝气蓬勃团队。

导航卫星研究所副所长沈苑一头干练的短发，走起路来风风火火。这位导航卫星的“大管家”，35岁时，从项目主管一下子被提升为北斗三号组网卫星副总指挥，连跳三级。沈苑说：“我不是最快的，我们这里还有28岁就当主任设计师的。”

2007年，沈苑从上海理工大学信号与信息处理专业研究生毕业时，中国正参与欧盟伽利略卫星导航系统研制，她进入伽利略导航有限公司。2011年，闻讯上海微小卫星工程中心新一代导航卫星立项，沈苑便抱着“做中国自己的卫星”的信念，加入当时只有30多人的初创团队。

此前，中心尚未做过国家重大型号的卫星，北斗办要求中心，必须按照航天型号研制的一套办法来进行管理。为此，中心成立了项目管理办公室。那天，林宝军对沈苑说：“准备让你来项目办工作。”

沈苑说：“没问题，我一定配合主任做好工作。”

林宝军直言：“这里不设主任，你就是主管。”

沈苑一时不解：“我不知道主管是干什么的。”

“跟主任差不多，就是‘大管家’吧。”

沈苑以为自己听错了，忙说：“林总，这么重的担子，我可挑不起来。”

“一颗卫星还没上天，你怎么就知道不好用？担子还没挑，你怎么就被吓住了？”

“我最了解我自己。”

“未见得，你的能力和智慧并没有充分发挥出来。先干起来再说，干不了，把你撤了，还不是就我一句话吗？”

沈苑说自己是被林宝军逼上马的。

3月1日到岗，林宝军便要沈苑组织北斗三号首星第一个技术协调会。沈苑一听急了：“林总，您怎么也得给我个适应、锻炼的过程。这么重要的会议，怎能由我组织，您不怕给弄砸了？还是您自己组织吧！”

林宝军眼睛瞪大了：“我堂堂总师怎么能给你组织会议！再说，我12号那天要去北京开会。”

万般无奈之下，沈苑只得自己组织人员准备会议。

会议刚开始，沈苑显得有点拘谨。她望了一眼台下，只见林宝军正悄悄坐在一角。哎呀，他根本没去北京开会，他是在逼着自己“上阵”。

会议开得很成功，定下了各分系统的技术状态、单机配置和接口关系。

沈苑让林宝军做总结，林宝军说：“我就想说一件事，就是我们这个年轻的团队，每个人都应该问问自己：我的能量和智慧都发挥出来了吗？现在有人只是2.0版，其实，他（她）的3.0版甚至4.0版还没有挖掘出来呢。时代给予我们这么好的机遇，为我们搭建了这么大的平台，你们不去展示，实在是太可惜了……”

沈苑知道林宝军是说给自己听的，更是说给大家听的。

高强度、快节奏，沈苑觉得每天都在与时间赛跑。既要管好内部100多人的队伍，还要协调好30多个协作单位。

突破一个个技术难点，攻克一道道技术难关。哪一项工作都有明确的“后墙”（时间点），哪个分系统都不能拖后腿。

沈苑拳打脚踢，恨不得使出浑身解数。走起路来风风火火，就是那几年形成的习惯。有人问她：“走路那么快，是不是觉得身后有只狗要咬你？”沈苑笑了：“不是狗要咬我，而是任务节点的鞭子在催我！”

经历了两颗试验星“全部生命周期”的历练，沈苑成长为一名干将了。

一位年轻博士刚进所，林宝军便让他负责一个重要技术项目。博士面露难色：“林总，我从来没干过。”

林宝军一脸严肃：“什么事情都是从没干过干起来的，先干嘛。”

博士将队伍组织了起来，项目很快向前推进，博士自信心大增，全身心扑在项目上。

谁知由于经验不足，项目出现差错。博士找到林宝军，自责地说：“林总，我辜负了您和大家的期望。”

林宝军把责任揽了过去：“这件事我应该负责任，有些情况没跟你交代清楚。干什么事情都不可能一帆风顺，出了差错，权当交学费吧。接受教训，继续往前走。”

有人问林宝军：“项目出了问题，你怎么连一句批评的话都没有？”

林宝军说：“这时候，他最需要的是鼓励。你劈头盖脸给他一顿批评，他真可能从此一蹶不振。”

年轻博士查找问题，重整旗鼓，干得风生水起，两年后晋升为主任设计师。

沈苑说的那位28岁成为主任设计师的小伙子，叫李绍前。

2012年，李绍前从哈尔滨工业大学毕业来到中心，做总体主管设计师。小伙子既能吃苦，脑子还特别灵光。他全面领会总师的思想，按整星的总指标，将任务分配给各系统，并积极做好协调、沟通、优化工作。

项目任务紧、工作量大，李绍前和大家一样，“白+黑”“5+2”，常常一两个月都休息不了一天。

2017年12月，北斗三号第26、27颗星发射在即，李绍前随试验队到了发射场。而此时，他的妻子即将临盆，李绍前悄悄把这件事藏在心底。事情还是被林宝军知道了，他问李绍前：“老婆什么时候生？”李绍前嘟囔道：“好像就这一两天吧！”林宝军急了：“什么好像就这一两天，赶紧回去吧，傻小子，卫星替代不了孩子。这时候老婆最需要的是你。”李绍前搭乘当天最后一个航班，晚上回到上海，妻子白天已经自己开车住进医院了。李绍前赶到医院时，儿子刚刚诞生。

曾经有人问李绍前：“你们单位那么忙，工资待遇比外企差一大截，为什么没有跳槽的？”

李绍前说：“我们是在做中国人自己的卫星，所以大家都有一种归属感和自豪感。再说，北斗工程为我们年轻人提供了这么大的平台，机遇难得！”

2015年北斗三号首星发射升空并顺利开机，负责这颗卫星总体研发的小卫星团队共81人，其中三分之二是“80后”“85后”。

美国宇航局局长麦克·格里芬听说了中国北斗卫星研制团队的年龄结构后，佩服地说：“中国北斗卫星导航技术的成就让我钦佩，北斗工程进展之神速让我惊叹。特别让我们不可思议的是，你们这支队伍的领军人物和主导中国航天的这些人太年轻了，年轻得让人敬畏。中国北斗卫星导航的未来，寄托在这些年轻人身上！”

23.卫星艺术化

我问林宝军：“当听到有人称您为‘北斗狂人’时，您是什么感觉？”

“我首先想到了‘狂’字，狂喜，狂欢，狂想曲……纵情畅想，无拘无束，多好呀！作家同志，您不觉得这个‘狂’字当中，也带着一种创新精神吗？”

哦，创新！

北斗三号首颗试验星质量只有847.6千克，是上海微小卫星工程中心仅用三年三个月零六天打造出来的。

由“小卫星”迈出全球组网的第一步，意义重大。与传统卫星相比，小卫星功能没有减少，同样能担起对天对地观测、通信、导航、校时等重任，但研制却实现了“多、快、好、省”，可以“一箭双星”或“一箭多星”发射，对全球“织网”的北斗卫星来说，“造星”效率大大提高，成本明显降低。

卫星“减肥”不是件容易事情。这颗卫星虽然变小了，却要与传统高轨卫星一样，到达距离地球3.6万千米的位置。这意味着它要承受更多路途奔波、更恶劣的外太空环境考验，比如强烈的火箭振动、宇宙射线、静电放电等。小卫星经受的太空辐照比通常卫星增加五至十倍。而且，星上器件从“大家”搬“小家”，如何不相互干扰，更快散热，都是棘手的技术难题。

通常卫星都采取分系统“拼图”式设计，基本分为结构、热控、姿控、星务、测控和能源等分系统，每个分系统由一个任务组来主持，从设计、制造到卫星上天，负责到底。好处是各司其职、便于管理，哪里出了问题就找哪个分系统负责到底。但是，分系统多了，沟通环节也多，而且，这么多设备器件的重复，往往带来星载大、故障多、能耗高等弊端。

“如果按照功能‘合并同类项’，就可以省去许多重复的器件，给卫星减负。”

林宝军下决心另辟蹊径，按学科“合并同类项”，串起有效载荷、结构热、电子学和姿轨控等四条“功能链”。打破原来的分系统设计方式，采用全新的“功能链”理念，将卫星设计这块“大蛋糕”用“学科刀”来切分。例如，每个分系统原先都需要数据计算，都配备了计算机，整星需搭载二十几台计算机才够用。而如果其中一台计算机出差错，天上的卫星就可能“犯病”。实际上这些计算工作，如今只需要一台高性能计算机就能完成。按照“功能链”理论设计，星上计算机从二十几台减少到一台，减少的不仅是重量，能耗和故障率都几何式减少。优化创新带来的是更高的卫星可靠性。

林宝军经常说“要让卫星艺术化”。将卫星打造成一件艺术品，神！

国内外的卫星，外形都是“正方体”，飞行姿态都是“竖着飞”。北斗三号首发星重不足一吨，功能要求高，功率高达两千多瓦。如果采用正方体，载荷的散热问题根本无法解决。

“正方体”“竖着飞”就是经典吗？不能越雷池一步吗？难道没有其他更好的方案？

林宝军下了命令，要求年轻人“异想天开”，甚至“胡思乱想”。

“长方体”行吗？

“多面体”行吗？

“斜着飞”行吗？

“横着飞”行吗？

……

那些日子，年轻人在一起，争论得最多的是“什么形”“怎么飞”。意见终于统一了——“长方体”“横着飞”。

“长方体”：根据长方体卫星表面面积不同，让较小的面对着太阳，较大的面散热，可以有效减少热辐射并提高散热速度。

“横着飞”：将面积最大的面对着地球，使卫星装载更多导航天线，可以提高卫星信号发送、接收效率。

一些老设计师看到这个颠覆性的设计方案，把电话直接打给了林宝军：“我说宝军啊，你们设计的还是卫星吗？长方体，太过分了吧？让卫星横着飞，那是放风筝，能飞得起来吗？”“卫星这么轻，只能带不到40公斤燃料，能飞多远？”“长方体卫星怎么保证稳定？怎么保证刚度？”

林宝军承受着巨大的压力。

还有人话说得更难听：“中科院这些书呆子，光懂得理论，根本没什么实践经验，根本就不应该让他们参与北斗工程。等着看笑话吧！”

对具体方案有不同意见，林宝军能够接受，但听到这样的议论，林宝军实在接受不了。他只能告诫自己：让事实来证明！

北斗三号首星必须走星间链路的技术路线——这种“基于相控阵1Ka星间链路”，是一种全新的体制、全新的技术。攻关团队从原理开始做起，经过几轮验证的工程件才能变为卫星上的单机。

北斗三号还有另一项“独门绝技”——在轨赋能，就是让卫星变成一颗“智慧星”，在天上“有错能改”“自我修复”。这其中包含着观念突破和多项技术革新。

在试验平台上完成第一颗能够做到在轨赋能的方案星后，为了尽快确定卫星的有效载荷状态，林宝军带着结构设计师、热控设计师等十余人来到成都的合作单位。没想到人家一听，根本不买账，说“从来没见过这样的设计理念”。整整三天，从早上8点到夜间12点，林宝军不停地为对方分析、讲解，有根有据，对方终于接受了方案。

创新还体现在敢不敢使用国产器部件上。

曾经在相当长一个时期，我们自己的航天器部件质量一直不如西方发达国家的，因此，“用进口件保险”，能进口尽量进口，特别是关键器部件，非进口不可。林宝军有个形象的比喻：用进口件做出的卫星，再先进心里也不踏实，说不好它哪天就会“使性子”，真使起“性子”来，谁也控制不了。林宝军倡议积极大胆使用国产成熟的器部件。在首星上，他主动要求使用中科院计算所研制的“龙芯1E”抗辐射中央处理器和“龙芯1F”抗辐照处理器。团队不定期召开“龙芯”的专题调度会，确定接口、管脚定义，协调流片进度，制定验证方案，组织测试试验，国产“龙芯”抗辐照芯片完成了从纸面上设计理念到成功流片的蜕变，继而随星上天。

在只有通常卫星一半的研制周期里，北斗三号首颗试验星实现了数十项技术创新。

在与林宝军的交谈中，我听到最多的一个词是：创新！

我问林宝军：“林总，前几年，上海微小卫星工程中心改名为中科院微小卫星创新研究院，是不是期望着创新能成为研究院的灵魂？”

“对，您说得非常准确。我干了10年北斗，最大的收获就是这两个字：创新！”林宝军说，“我们研制的首颗试验星，新技术超过70%。不创新就没有办法往前走，你也买不来别人的新技术。当时，我提出了一个观点，新技术不等于不可靠。比如说，我们在开始的时候遇到一个问题，然后准备攻关，攻关的周期大约需要10年。卫星的寿命是10到12年，卫星寿命终结之时，攻关成果已经是20年前的技术了，当时的新技术变成了现在的老技术。这就是辩证关系。

“我们常常说到短板理论，一只木桶的盛水量取决于最短的那块板，这个理论放在哪儿都是成立的。但我们在做北斗的过程中，却一直按照长板理论在做。从长板理论出发，对卫星配置进行前瞻性规划，用未经在轨验证的创新技术补足短板。用长板理论好在哪儿？得益于现在技术发展非常快，现在跟以前不一样，比如华为手机，不是按五百个用户想用什么手机来定什么指标，而是要考虑将来的用户想用什么手机去定指标。我们做北斗，一开始我就把目标定得很高，要做到世界第一。创新不等于不可靠。从某种意义上说，符合客观规律本质需求的、靠谱的技术创新，就是对的，不能把创新和不成功、失败捆绑在一起。如今我们卫星里里外外五万多个元器件、几百项核心部件，几乎全部都是自主创新。事实证明，我们成功了，这是创新的成功。

“再说创新与担当的关系。我是卫星总师，理当积极推进创新，但卫星上天后出了问题，总师要负全部责任。如果按部就班去做，风险小，但全世界都这么做，做出来的卫星就没有特色，也没人用。卫星成了摆设，这是资源的极大浪费，对人民、对国家不负责任。所以说，不敢担当是无法创新的。现在成功了，可以吹吹牛，但当时不敢。用长板理论代替短板理论是观念的突破，说起来容易，但很多人事到临头却不敢去做，不敢担当。”

2016年至2019年，林宝军带领团队累计完成12颗北斗导航卫星的研制发射，有力支撑了北斗三号基本系统建设。

林宝军自豪地告诉我：“在首发星之前，不怕别人笑话，我们北斗定的目标是争二保三。什么意思？就是说，大家心里想的是一定会比美国的GPS差。但是在四大导航系统里，我们不能当‘小四’。自从首发星打成功后，大家把这个目标改了，从争二保三，改成比肩乃至超越GPS了。”

超越，需要奋斗；

超越，更需要创新！

第九章 北斗三号

24.逼出来的技术路线

北斗三号工程总设计师杨长风曾经参加中央电视台《开讲啦》栏目，那一期访谈掀起了一阵“北斗热”。

杨长风告诉观众：北斗三号最大的亮点是星间链路。

星间链路——一个听上去有些复杂的航天专业术语。卫星通信系统中，卫星有两种通信链路：一种是空间—地球链路（空地链路），另一种是空间—空间链路（星间链路）。为了实现全球服务，空间—地球链路需要在全球建立一定数量的地面接收站；星间链路是航天器与航天器之间，具有数据传输和测距功能的无线链路。有了星间链路，不依赖全球建站就可以跟星座中的所有卫星相连。即便和地面中断联系，卫星也能继续提供服务。有了星间链路，依靠境内的地面站就能管理全球卫星。

由于各种因素所限，我国无法在全球各地布设地面接收站，因此，星间链路成为我国北斗由区域迈向全球导航系统的关键。

起初，杨长风也有些犹豫和担忧：兹事体大，星间链路万一失败，北斗工程或是前功尽弃，或是无限期拖延。

2014年10月，由于年龄的原因，孙家栋不再担任北斗工程总设计师，被聘任为高级顾问。56岁的杨长风接任总设计师，当时，他说了四个字：“倍感压力。”

说起来，杨长风也是航天战线上的一员骁将。

1978年，作为恢复高考后的第二批考生，杨长风考入国防科技大学。1982年被分配到中国空间技术研究院。1986年作为航天部首批公派访问学者，赴国外学习。回国后一直参与航天科技研究和管理。

2007年，中国卫星导航工程办公室成立，杨长风出任办公室主任。此后，杨长风便参与、配合、协调、管理北斗卫星导航系统工作。

一天夜里，很晚了，杨长风接到了孙家栋的电话。

“孙老，这么晚了，您还没休息？”

“想到那个星间链路了，进展怎么样？”

“正组织几家在攻关呢。”

杨长风谈了遇到的重重困难和自己的担忧。

孙家栋没有正面回答，而是问：“长风啊，你一定知道咱们酒泉卫星发射中心首任指战员孙继先吧？”

杨长风说：“知道啊。”

孙家栋又问：“听说过孙老在长征中的故事吗？”

“听说过。”

“好，那你给我讲讲他的传奇。”

杨长风停顿了一下，不知道孙老是什么意思。但也只能说：“长征中，孙继先是红一军红一师红一团一营营长。那年五月，部队到达大渡河，前有堵截，后有追兵，若过不了大渡河，中央红军将全军覆没。刘伯承、聂荣臻首长亲临前线指挥，孙继先从二连亲自挑选并带领十七勇士组成突击队，强渡大渡河，在被敌人视为插翅难飞的天险防线上，打开一个缺口，为中央红军北上开辟了一条通道……”

还没待孙家栋开口，杨长风接着说：“孙老，我明白了。对于我们来说，无法去国外建站，只剩下星间链路这条路了，我们前面也遇到了‘大渡河’，别无选择，只能强行渡过去。”

孙家栋不紧不慢地说：“这些年，我们经历了多少次被‘逼’的境况，一‘逼’，反而长志气了，出智慧了，反倒绝处逢生了……”

杨长风下意识地并拢双脚，做了个立定姿势，坚定地说：“孙老，我们一定完成任务！”

由此北斗三号刚刚进入基础研究，星间链路便成为重中之重。

北斗工程“两总”认为，星间链路是北斗三号工程建设成败的关键，创新难度大，工程要求高，要确保信息畅通、安全可靠。同时，还必须在规定的时间节点内完成。

工程指挥部将星间链路总体设计任务交给了北京跟踪与通信技术研究所，由测控专家汪勃负责牵头。

从北斗工程一立项，汪勃便参与论证和试验任务测控总体设计。他开创性地提出并论证了我国第一个具有完全知识产权、达到国际先进水平的航天测控体制——非相干扩频测控体制；完成了扩频测控网总体设计，以及北斗二号卫星地面应用系统顶层设计和总体论证等重大科研试验任务，并攻克了航天测控安全防护、多目标测量、电子靶场机载试验站测控等关键技术难题。

此前，通过各自的多次论证、预研，共提出了十余种方案，这些方案在频段选择、天线形式、载荷数量、工作模式等方面均存在巨大差异。随着论证的深入，逐步收敛为基于Ka频段的两种方案，一种是以反射面天线为主的方案（时分Ka星间链路），该方案技术基础相对成熟，工程相对容易；另一种是以相控阵天线为主的方案（时分连续混合Ka星间链路），该方案前瞻性强，但工程难度大。基于当时的技术条件，也考虑工程时间节点，工程大总体组织国内顶尖专家，进行反复研判，最后决定在方案深化论证收敛的同时，进行地面和在轨综合可行性试验。

为支撑开展对两种方案的在轨技术试验，汪勃牵头完成了地面测试系统论证和建设，李罡组织完成了星间链路在轨技术可行性试验。此外，为验证30颗卫星的星间链路组网能力，工程大总体开展了地面试验验证系统建设，开展了星间链路组网地面仿真试验验证。同时，李罡带领论证队伍，持续开展了多方案的深化论证，设计了优化方案，开展了大量的地面对接试验，完成了星间链路总体技术方案论证。该方案于2016年通过了评审，优化方案得到工程全线和论证队伍的认可，星间链路方案最终收敛。从2008年星间链路开始论证算起，已过去了八年，但这些论证和试验工作极为重要，为后续全球卫星成功组网奠定了坚实基础。

鉴于星间链路在北斗工程中的重要地位，考虑到星间链路创新难度，为加强对星间链路的运行管理和业务协调，工程“两总”决定在北斗工程原有的六大系统基础上，单独成立第七大系统——星间链路运管系统。

汪勃出任星间链路运管系统总设计师，李罡出任星间链路运管系统副总设计师。

我国在空间开展几十颗卫星组网运行尚属首次，如何实现星间链路网络高效服务、稳定可靠运行，是北斗人面临的又一个难题。汪勃带领工程技术人员，精心谋划、反复推演，设计了管理系统方案、分阶段组网实施方案。2018年底全球基本系统组网成功，保障基本系统顺利开通试运行。2020年7月全球完整系统组网成功，保障全系统正式开通运行。

Ka频段星间链路是北斗三号最大的技术跨越，是国际卫星导航系统中性能指标最为优异、唯一业务化运行的星间链路。Ka频段星间链路的成功，突破了立足于国内地面站、实现全球卫星运行和服务的瓶颈，为高精度导航定位、全球短报文、国际搜救返向链路等功能和指标实现提供了关键支撑，为国际卫星导航系统提供了中国特色方案。

着眼北斗系统的长远发展，在Ka星间链路论证和试验过程中，工程大总体已着手安排更先进星间链路论证和单机预研工作。通过关键技术攻关，工程大总体综合考虑激光在厘米级测距精度、对无线电干扰免疫、高信息速率等方面具有较大优势，认为激光星间链路是后续发展方向。

考虑到星间链路可带来跨越式性能提升，尽管激光星间链路实现有较大难度，汪勃向杨长风主动请缨：“北斗是一流的卫星导航系统，从长远发展考虑，应立即启动激光星间链路在轨试验工作。”

杨长风非常赞同：“北斗工程起步比人家晚了近20年，既然是后来者，就必须奋起直追。人家没有的，我们通过创新也要有。不过，激光星间链路这条路还没人走过，你们要做好打大仗、打硬仗的思想准备，要有决然的勇气，要用超然的智慧，去完成这项重大的任务。”

汪勃带领团队，深入多个研制单位，历时两年完成了激光星间链路总体设计和地面试验验证。此后又完成了在轨试验方案设计、地面试验条件搭建。一年后，终于见到了曙光，成功完成了一定规模的北斗激光星间链路在轨技术试验，测距精度等主要指标达到了预期。

星间链路发展历程是“北斗人”独立自主、追求卓越、不断创新的真实写照，星间链路技术的不断突破为北斗系统跨越发展、引领发展提供了条件，更是为北斗系统未来发展提供了无限可能！

25.“故障树”

蒙艳松至今还记得2002年在504所考研时面试的情景，当年的面试官是504所所长谢军。

“请谈谈你对西安和504所的印象吧。”

“西安是著名的历史古都，也是中华文明的重要发祥地之一。同时，西安又是新兴的电子科技城和航天城。关于504所……对了，我能实事求是说吗？”

“当然要说真话。”

“原来我想象，西安504所就在西安城里，没想到在这么偏僻的郊区，得坐小面包车，路况也不好，屁股都颠疼了。当时，心里有点失落感。不过进了所里，眼睛一亮，觉得遇到的人都是搞科研的，都很有学问，这个单位学术气氛一定会很浓，在这里一定会大有作为的。”

面试官满意地点了点头：“请你谈谈对电磁波的认识？”

“我本科学的是电信工程专业，大四的毕业设计课题是卫星电视设计。电磁波对于卫星和大众用户的联系是极其重要的……”

后来，谢军遇到蒙艳松还夸他：“小蒙挺有眼光的。那年面试时，说自己一进504所，就发现这里学术气氛很浓，是个搞科研的地方。”

说得蒙艳松有些不好意思，脸都红了。

在中国航天界，航天五院504所（2008年，以它为基础组建成立中国空间技术研究院西安分院）硕果累累。建所50多年来，为我国“两弹一星”工程、载人航天工程、月球探测工程、北斗导航工程做出了重大贡献。走出了陈芳允、张洪太、彭守诚、李祖洪、谢军、邱乐德、陈明章、张立新、贺玉玲等一大批航天精英。

2005年，蒙艳松在504所读完硕士研究生后，留在了所里，被分到数字信号处理研究室，室主任是后来成为北斗三号卫星系统副总师的张立新。当时为了保频率，北斗二号飞行试验星正争分夺秒进行星上载荷的研制。

工作不久，便遇上国庆节。蒙艳松向张立新请假，想回内蒙古赤峰老家探亲。

张立新问：“很想回去？”

“每逢佳节倍思亲嘛！”

张立新笑了笑，批准了。

假期结束后回来，比他早两年入职的师兄问：“小蒙，你跟张主任有什么特殊关系？”

“没有啊！”

“那他怎么批准你休假？国庆五天，我们整整加了五天的班，比平时还忙。”

蒙艳松一下子愣住了。这才听说北斗工程一上马，别说节假日，就是平时加班加点也已经成为常态。他有些内疚地找到张立新，说：“主任，我是不是太自私了？”

“唉，新兵想家，可以理解。”张立新随即又说，“不过，你现在已经加入北斗队伍，成了一名北斗人，与读研的学生不一样了。”

后来，蒙艳松听说了许多张立新的故事。

1993年，张立新研究生毕业便参与北斗工程的先期论证，负责出站信号体制快捕技术验证、用户机技术开发等工作。1998年1月，他们团队研制的北斗用户机初样个别指标不理想，甲方来验收时，提出尖锐的意见。张立新为此痛哭流泪。没日没夜奋战了三个月，用户机终于达标。

2000年12月21日，两颗北斗导航试验星相继发射成功。为了验证用户机的性能，张立新他们在租来的汽车上安装好设备，在北京郊区进行跑车试验。跑着跑着，忽然用户机的黑白屏上显示收到了经纬度信息，定位成功了——这是北斗一号系统的首次定位，显示的经纬度和实际位置完全吻合。

那几年，科技人员“下海”成风，张立新的同学不少都“下海”了，而且很多人还挣了钱。有一家民营大企业几次想把他“挖”去，他却婉言谢绝了。他说：“我的理想是为国家做点事，实现自己的人生价值。我不太看重物质。”

2004年，504所启动北斗二号卫星有效载荷的研制，张立新被任命为导航分系统主任设计师。他带领团队突破了上行高精度测距、时间保持系统、导航信息处理与信号生成等核心技术，实现了导航分系统中关键载荷产品从无到有的历史跨越。

能成为这个团队中的一分子，蒙艳松心中不知不觉增添了一种使命感。那几年，他参与了三颗星的星间链路预研。

2008年，北斗三号星间链路开始论证。蒙艳松十分兴奋，觉得自己有了施展才华的大平台。

一天，张立新告诉蒙艳松，所里决定让他担任导航卫星星间链路与精密测距技术课题组负责人。

蒙艳松不禁打了个问号：“我行吗？”张立新说：“所里是看重你的肯干、认真、有闯劲，当然，还有你的年轻！”

敢于给年轻人压重担是504所的一种传统。蒙艳松于是勇敢地挑起了这副重担。

经过总体多轮迭代论证，北斗全球系统需要一个天地一体网络化的、高精度测量型的、测量与通信一体化的实时星间链路系统。在北斗全球系统30颗卫星间建立此类星间链路，复杂度与难度系数相对以往我国星间链路系统提升了一个数量级以上。星间链路方案优化论证持续进行了近三年，最终确定了混合体制星间链路方案。

蒙艳松和年轻团队打了一场攻坚战。

画好的“纸”星间链路，必须经过验证，证明它可行，才能确定试验星方案。为了充分、完备地完成方案验证，从2011年4月开始，蒙艳松团队在504所联合五院总体部，完整建立了混合体制星间链路物理验证系统。

有线测试从2012年2月18日正式开始，工程总体成立了专家组，与504所研制队伍的测试组，采取24小时不间断测试。2月23日晚上，各项目测试结果均满足要求，第一阶段测试验证圆满结束。

蒙艳松已经一个多月没回家了。测试结束，他一进家门，因为裤子、鞋子和上衣的袖子上沾满了吸波材料掉落的黑色粉末，妻子惊异地盯着他：“你这些日子下煤井啦？”

蒙艳松自我解嘲：“是啊，是啊，去煤矿挖了几天煤……”

他想抱抱女儿，未满周岁的女儿“哇”的一声，吓哭了。

蒙艳松不知如何是好，连说：“哎呀，你看我这个爹当的……”

好在妻子也是被他动员来加入航天队伍的，理解他的工作，承担了几乎所有的家务。蒙艳松说：“我女儿学会的第一句话不是‘爸爸’，而是‘再见’……”

有线测试完成了，还得进行无线测试。2012年6月，无线测试在“东三”联调大厅星间链路无线远场测试场进行。

郑先安、牛新亮、徐连军等完成了双星星间链路无线验证系统的搭建工作，在北边联调大厅暗室里的模拟卫星舱中，又安装A星星间链路设备。在距离暗室479米的南边龙门架可移动吊舱中安装B星星间链路设备，相当于模拟了两颗卫星间的星间无线链路，借助龙门铁架上可移动吊舱，缩比模拟星间相对运动。

“星间链路系统无线验证试验开始，各岗位准备就绪！”蒙艳松在对讲机中发出开始试验的指令。

经过一个多小时的静态测试试验，陈旭阳、周晓平对双星的测量精度进行了评估，测量精度满足要求。

蒙艳松对郑先安说：“郑师傅，静态试验非常顺利。下面我们就要开始模拟卫星运动的动态试验了。”

郑先安在团队里最有经验，他说：“万事开头难。我们已经迈出了艰难的第一步，再努把力，把后面的试验做好。”

大家确认了各自岗位设备的正确性后，设备开始加电。

动态试验刚刚开始，两条链路均双向失锁定，测试场的气氛一下子紧张了起来。蒙艳松眉心紧锁，问郑先安：“您觉得问题出在什么地方？”

郑师傅沉思了片刻：“这个无线系统十分复杂，我们做的又是动态无线试验，链路失锁的原因会有很多，链路指向、程序动态适应性、干扰、多径等都有可能导致失锁定，需要仔细排查。”

蒙艳松看了看室外的龙门架：“我们按照航天‘归零’的标准，建立‘故障树’，逐一分支排除。”

画“故障树”是航天工程中一种排查问题的有效方法，从顶层故障事件出发，逐步分解到若干个可能引起故障的底层事件，并对每个底层事件进行分析和试验排查。画出“故障树”需要具备扎实的功底，对系统和设备工作的机理非常熟悉。

大家集思广益，在黑板上逐一罗列“故障树”，最终形成了一个详细的“故障树”，大分支分为无线链路、软件程序、硬件平台，大分支下又分了若干小分支，故障分支有21条。

一个多月没日没夜，团队成员将可能的故障分支逐一排查完毕，依旧没有找到问题的根源。他们像是走进一片茫茫荒原，看不到路的尽头。

正当大家不知道下一步该怎么走时，蒙艳松突然对郑先安说：“我们看功率、监测频谱，只能看到信号的包络情况，载波特性不一定能看到，怎么能看到载波特性好不好呢？”

郑先安被蒙艳松这一问，受到启发：“可以测一下载波相位噪声，看龙门架运动时本振的载波相位噪声是不是发生了恶化？”

于是，大家对无线监测龙门架设备的载波相位噪声反复查验，问题终于找到了——载波相位噪声恶化导致失锁。

是什么造成载波相位噪声恶化呢？还得去找原因。

这是个复杂、繁琐却又很难立即见效果的过程。

星间链路是块难啃的“硬骨头”，尽管团队已经有了充分的思想准备，但一个个难题还是接踵而至……难道真要像唐僧西天取经一样，磨砻淬砺，非得经九九八十一难不成？

忙到深夜，还是一无所获。几位年轻人情绪有些低落，在场区内漫无目的地走着。

忽然，蒙艳松看见路边小树林里那尊铜像——陈芳允铜像。年轻人慢慢走到铜像前，在路灯的映照下，陈芳允神态安然、目光深邃。

蒙艳松自言自语：“陈老在看着我们呢！”

“也许，陈老知道我们遇到难题了。”朱向鹏说。

“陈老要是还在我们所里，一定会帮助我们答疑解惑的。”徐连军说。

周晓平说：“当年，陈老提出‘双星定位’，碰到的难题比我们大多了。”

“那是肯定的。”蒙艳松说，“当年是什么条件？陈老提出‘双星定位’理论，那的确是一种奇思妙想，充满了创新精神。”蒙艳松像是忽然想起来似的，“前几天上网，知道国外是怎么评价咱们的北斗吗？”

“怎么评价？”

“说北斗将会是一堆太空垃圾，毫无用处。”

大家议论了起来：

“这就是西方的偏见！”

“他们已经习惯于长期以来的霸主地位。”

“他们恨不得我们永远处于贫穷落后状态。”

“不蒸馒头争口气，我们必须攻破这个难关！”

徐连军说：“所里将这么重的担子压在我们的肩上，我的理解是想让我们这些年轻人通过大考，更快地成长起来。”

蒙艳松望着陈芳允的塑像，问大家：“现在，我们站在陈老的塑像前，我们敢对陈老说吗：陈老，您放心，我们一定会破解星间链路这道难题的！”

这时候，不知道谁说：“哎呀，要是我们真破解不了这道难题，怎么办？”

一阵沉闷。

片刻，蒙艳松说：“如果真是那种结局，反正我是再也无脸见陈老了。”

几位年轻人凝视着陈芳允塑像，默默无语，神色刚毅……

那几年，蒙艳松将所有的心血全部倾注于星间链路。其间，他还经历了母亲因车祸身亡、父亲瘫痪在床后又故去的重大打击。然而他将个人的痛苦埋在心底，悄悄擦干泪水，义无反顾地投入工作。

雨过天晴，试验重新开始。

蒙艳松张开双臂，抬头望向天空，想释放一下几天来紧张压抑的情绪。动吊舱在龙门架做Z字形运动，他的目光也慢慢跟随移动着。突然，蒙艳松脑海里蹦出了个疑问：吊舱在转向过程中的振动，会不会对设备产生影响，从而造成失锁？

蒙艳松将自己的疑问一说，大家也觉得问题可能就出在这里。

经过多次验证，证实了吊舱在转向过程中的振动与微波本振异常跳变、链路失锁的关联性。改进了微波本振和龙门架的运动特性，终于解决了这个问题。

6月30日至7月3日，正式进行星间链路无线和最小系统测试，经过专家组成员和团队成员多日的连续奋战，各测试项目的测试数据均满足指标要求，圆满完成方案阶段的测试验证任务。10月17日，孙家栋等专家到504所，检查星载有效载荷和星间链路研制情况，在“东三”联调大厅，专家们观看了干扰条件下的端到端星间链路无线动态试验演示，对团队取得的成果非常满意。孙家栋欣喜地对蒙艳松他们这拨年轻人说：“你们将大有可为！”

是的，经过一番磨砺，一代年轻人成长起来了！

2013年，北斗三号试验星工程立项，此时已是导航所所长的蒙艳松，同时担任试验星总师助理。试验星工程任务重、进度紧，其中星间链路等关键技术均是首次在轨试验项目。

蒙艳松带领团队用了三年时间，完成了两颗试验星载荷的研制、交付在轨试验。突破了短信号精密测距、大规模相控阵天线在轨自主校准等全套关键技术，星间链路为代表的关键技术均得到了在轨验证，功能性能满足工程要求，使我国北斗导航卫星星间链路技术处在了国际领先地位。

2015年9月29日，IGSO-2S卫星成功发射，一周后星间链路产品开机，星地链路成功建链。

在星间链路载荷开通、星地建链过程中，曾发生一个小插曲：星间链路开机后，地面注入相关参数后进行星地建链试验，等待一段时间后，星地并没有成功建链。

坐在蒙艳松身旁的王平总师问：“载荷是不是正常？”

蒙艳松停顿了一下，脑海中迅速过了一遍地面验证情况，说：“地面充分验证过，载荷遥测参数都正常，建议确认下注入参数。”

经查，地面注入参数异常，修正参数后，星地成功建链。

这件事，让蒙艳松再一次深刻体会，要确保在轨工作正常，地面必须完备验证，研制过程中要严、慎、细、实，不放过任何疑点。

从2015下半年开始进入组网星研制阶段，关于时分体制精度指标，团队经分析研究认为还有提升的空间。他们通过精细设计与验证，进一步将指标提升了一倍以上。

杨元喜院士为此发表文章，称他们的星间链路达到1厘米指标，远优于10厘米的指标，相当于用尺子测量接近地球赤道周长两周的长度（70000千米）时测量误差仅为1厘米。504所研制的16颗组网星星间链路载荷，在轨连续稳定运行，有效支撑了北斗系统的运转。

2017年11月5日，北斗三号第一、第二颗组网卫星“一箭双星”顺利发射，标志着北斗卫星导航系统全球组网的开始。

星间链路稳定运行，让蒙艳松团队个个热泪盈眶。

张立新副总师常说“10000－1=0”，不能带任何问题上天，任何一个“1”都不能出错。

蒙艳松说：“产品的可靠性，来源于认真细致的设计和周密严谨的试验，工作中必须严格数据判读和把关，不放过任何细节，只有这样才能有效控制产品质量。”

2020年6月23日，北斗三号最后一颗组网卫星GEO-3发射成功，504所研制的最后一台星间链路载荷，奔赴长空，履行使命。

26.星星只有闪烁在太空中才最亮

2012年夏天，一场场大雨总是说来就来。

一天清晨，又是雨雾蒙蒙。在上班的路上，五院总体部星间链路主管设计师康成斌接到了北斗三号卫星副总师郑晋军电话，告知总体部批准建造一颗模拟卫星。康成斌有点不相信自己的耳朵，自言自语道：“这么快啊？”

星间链路的论证进入最后阶段，在完成单机的研制后，整星级、系统级的试验验证将成为下一步工作的重点。星间链路由于其功能的复杂性和近乎严苛的性能要求，成为北斗三号导航系统优化设计的关键环节。为了使星间链路能够精确指向目标卫星，卫星需要进行高精度的姿态测量和天线指向控制；为了使星间链路能够达到极高的测距精度，卫星需要确保整星条件下实现优异的电磁兼容性。这对于立志打造世界一流导航卫星的北斗卫星总体团队来说，是一个极其严峻的挑战。而且，航天是高风险行业，卫星一经上天，所有的载荷便无法更改。星间链路两颗卫星相距数万公里，要实现厘米量级的高精度测距，需要围绕这个核心问题构建整星级试验方案。完备的地面验证，拿到最可信的试验数据，是成功的基础。

这些日子来，郑晋军带领总体室的技术骨干，一直在讨论星间链路的试验方案。

“我们是不是可以建造一颗模拟卫星？通过模拟卫星的电磁辐射环境以及电磁波的空间传播特性，这样就可以做到高精度的验证。”

那时，康成斌还是一名刚入职两年多的新人，但是凭借上学期间的一些相关理论积淀，特别是对星间链路的理解，他大胆提出了自己的想法。

“模拟卫星？”郑晋军停顿了一下。

“我觉得小康说得有道理，我们一定要精确地模拟卫星在太空中真实的工作状态和电磁环境。这样吧，小康，由你负责此次试验，并尽快完成试验方案的制定。不过，这种新型的高精度试验方法，我们没有任何可供借鉴参考的资料，难度很大。而且，还需要经过评审把关。”

评审把关是航天工程中一种有效的集体决策机制，是在卫星研制过程中的重要节点，邀请经验丰富的专家集体审查把关，降低决策的风险。

经过一个星期的苦战，在团队的支持帮助下，康成斌完成了试验方案的编制。评审会上，陈忠贵总师、王平总师等专家，为完善试验方案提出了建设性的意见。迟军总指挥批准了试验项目，并明确了各协作部门的任务分工和计划进度要求。

金黄的外衣（卫星热控多层）、规则布局的星间链路设备……一颗符合试验要求的模拟星，不到半个月便做好了。

康成斌站在模拟星前，此时压力大于激动，建造模拟卫星是自己第一个提议的。万一试验有个三长两短，不好交代。

五院唐家岭紧缩场是亚洲第一、世界第三的大型紧缩场，所谓紧缩，就是利用电磁波的反射机理，在一个地面试验空间里，巧妙地模拟太空数万公里甚至无限远的距离环境。它像是一座大型电影院，里面密密麻麻地布满成千上万个尖劈状的吸波材料，接近10米见方的大型曲面反射镜，型面精度达到了毫米量级。

“各就各位、确认状态，试验马上开始！”

做完准备工作后，现场指挥康成斌提醒参试人员。

庄建楼是卫星设备岗，负责确认模拟卫星的状态；李海良是测试岗，负责确认测试设备的状态；李振东是测控岗，确认卫星指令的正确性。

“开始发送卫星加电指令K3001，确认状态。”康成斌下达了第一条试验口令。

“加电状态正常。”李振东完成判读后报告。所有试验指令逐一发送，测试数据逐一进行处理分析。结果出乎意料，误差比预期大了不止一个数量级。

“不可能啊！”康成斌自言自语。

所有的参试人员目光齐刷刷投向康成斌，等待着下一步的工作口令。

康成斌一时有点蒙，下意识地擦了擦额前的汗水。这可不同于读博时的实习项目，而是事关星间链路方案正确与否。

“保持状态，暂停后续操作，排查问题。”康成斌知道，不先把问题搞清楚，后续的测试便失去了意义。

紧缩场的使用是严格按计划执行的，精确到小时。为了不影响其他卫星使用紧缩场，康成斌带领团队加班加点排查问题。

半夜，紧缩场灯火通明，在尝试了几种排查方案后，测试数据依然没有改进。

郑晋军赶到了试验场：“情况怎么样？”

“测试结果比理论误差几乎大一个量级，我认为是不合理的，需要进一步排查。”康成斌做了简要汇报。

“先分析原因，把‘故障树’画出来，然后制定排查方案，对每一个可能引发的故障环节，进行测试排查。只要画出完备的‘故障树’，就一定能够找到问题的症结。”郑晋军鼓励道。

看着康成斌疲惫的模样，郑晋军问：“怎么样，能坚持吗？”

“应该可以，也必须坚持。”

郑晋军有意转移话题：“小康啊，别老想着测试的事了，换换脑子，给你讲个故事吧。”

康成斌苦笑着说：“郑总，我们都急成什么样儿了，哪有心情听您讲故事？”

郑晋军自顾自地讲了起来：“说起来是两年前的事情了，咱们总体部招收了一批新人，其中一位是中科院的博士生。记得他第一天来总体室上班，我问他：‘小伙子，你很优秀，可以选择的机会很多，出国啊、到外企啊，条件和待遇都可能比五院好，你为什么偏偏选中了五院？’小伙子脱口而出：‘我要做中国人自己的导航卫星！’……”

“郑总，您还记得我说过的这句话？”

“或许你忘了，我却不会忘。”

康成斌笑了笑：“我自己说的怎么会忘呢？不过那时候刚出研究所大门，初生牛犊不怕虎，口气大了些。”

“现在后悔啦？”

“那怎么可能！”

实际上，康成斌对当年的情景记忆犹新：

2009年7月的一天，烈日炎炎。中科院微电子所科研楼楼顶，一次非常重要的测试即将开始。

康成斌屏住呼吸，凝视着测试电脑屏幕，期待着来自外太空的导航信号。

2007年，康成斌由北京理工大学考入中科院微电子研究所攻读博士。那时以GPS为代表的卫星导航技术，逐渐走入了人们的生活。在博士生导师阎跃鹏研究员的指导下，康成斌的博士课题确定为某卫星导航接收机射频芯片和模块的相关研究。

阎跃鹏是这个领域的专家，入选中科院百人计划。2005年他辞掉了日本NEC公司某部门高管的职务回国，投身于我国集成电路研究。他常说：“美国人、日本人能做到的事，我们中国人也一定行。”

阎跃鹏一直鼓励康成斌瞄准国际前沿科技，大胆探索，一有机会就为他提供核心芯片设计与流片的实践机会。康成斌利用自己研发的卫星导航接收机射频芯片和模块，配以标准的基带芯片，做了一套完整的卫星导航接收机。

“小康，收到信号了吗？”阎跃鹏快步赶来。

“老师，有信号了，一颗星，两颗星，三颗……哇，越来越多了……”康成斌兴奋地喊了起来。

“观察一段时间，看信号是否稳定，注意做好记录，核算一下接收性能是否符合理论预期。”阎跃鹏叮嘱道。

按照预定的试验计划，康成斌对试验数据进行判读。半个多小时过去了，信号接收始终稳定。

阎跃鹏接过数据记录本仔细地核对着，脸上露出了满意的笑容。

“天上有了导航卫星，我们再不会迷失方向！”康成斌由衷地感叹道。

“是啊，这就是科技的力量，它可以改变世界、造福人类、强大国家。”阎跃鹏停顿了一下，又说，“不过，遗憾的是，这些卫星都是美国GPS的。”

“没有一颗是咱们中国的导航卫星？”

“起码现在还没有……”

康成斌盯视着眼前布满GPS卫星的接收机屏幕，久久没有说话。

“不过，应该快了，我们的北斗工程正在紧锣密鼓的研制之中，已经被列为《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020）》16个科技重大专项之一。”

北斗！我们的北斗！康成斌目光中充满了渴望。

获得博士学位后，康成斌谢绝了导师的挽留，入职五院总体部。

第一天上班，到总体室报到，当时的室主任郑晋军便问了康成斌“你为什么选中来五院总体部”这个问题。

“我想做中国人自己的导航卫星。”康成斌不假思索地回答。

康成斌没想到，两年多了，郑总还记得自己当年说的这句话。

郑晋军说：“小康，做中国人自己的导航卫星是我们所有航天人的理想。不过，要将这种理想变成现实，需要付出极大的心血，我们大家都要有这种思想准备……”

康成斌若有所思地说：“郑总，我明白！”

康成斌带领团队很快完成了“故障树”的梳理。

针对每个故障机理，现场制定排查方案，开展排查试验。最终发现是因为测试仪器微弱的电磁泄漏引入了干扰信号，致使测试误差变大。对于普通测试，这样微弱的干扰几乎可以忽略不计，但对于测量精度要求极高的星间链路而言，却绝对不能容忍。在对测试设备进行了屏蔽处理改进后，测试结果果然大幅改善，与理论预期基本相符，试验任务终于按期完成。

大家走出试验场地时已是凌晨4点，雨停了，晨风轻抚。抬头仰望长空，满天繁星闪烁，康成斌不由得赞道：“这凌晨的星空太漂亮了！”

李振东轻轻地说：“我看见北斗星了。”

李海良也说：“我也看到了。”

康成斌像是在憧憬：“过不了多久，中国人造的‘北斗’，一定会镶嵌在茫茫长空中，与北斗星交相辉映……”

后续的试验依然困难重重，各种突发问题极大地考验着这支年轻的团队。何善宝、王子玉、顾亚楠、李平、刘安邦、吴阳璞、宋铮、赵小鲂等，在星间链路的构建中尽情挥洒青春与智慧，交出了令世界震惊、令国人满意的答卷！

记得有一天，孙家栋顾问来到紧缩场，要亲自看看星间链路的验证实况。星间链路事关北斗工程的成败，孙家栋一直牵挂在心。

听了谢军、郑晋军的介绍，孙家栋非常高兴。发现站在眼前的都是面生的年轻人，孙家栋两眼一亮，问康成斌：“小伙子，今年多大了？”

“孙老，我29岁。”

“29岁，多年轻啊！我29岁那年，刚刚从苏联留学回国，加入航天队伍。你参加工作几年了？”

“两年。”

孙家栋关爱地说：“参加工作两年，便承担这么一项重大工程的科研，你们赶上了一个好时代。我们的国力强大了，我们的航天发展了，你们才有了这么大的施展天地。”

康成斌有些激动：“孙老，我们一定不负众望！”

将要离去时，孙家栋又收住了脚步，目光炯炯，对身旁的年轻人说：“我今天很高兴，通过大家的努力，星间链路验证已经取得关键性的突破。但让我更欣慰的是，你们这支年轻的队伍平均年龄还不到30岁，这说明‘80后’‘90后’已经挑起了重任，支撑起了大梁，说明中国的北斗事业永远年轻，中国的航天事业永远朝气蓬勃！”

孙家栋的热情鼓励和殷切期望，让新一代航天人激动不已。

北斗是个特别需要创新的工程，要做到世界一流，需要在方案上、技术上、产品的研制上，做很多创新。创新来源于活力，而活力，常常来源于朝气蓬勃的年轻人。

现在的北斗研制队伍中，大部分是名牌大学的硕士生、博士生。干航天，需要年轻人做出更多的奉献，“5+2”“白加黑”，经常要加班，还经常要去外地做试验。高强度、高负荷运转，物质待遇又不是特别优厚，他们是怎么坚持下来的？

当北斗卫星一颗颗升空，当神舟飞船翱翔在天际，当嫦娥五号携带月壤返回国土，当天问一号探测器成功在火星软着陆……我们坐在电视机前，看着荧屏上那一幕幕精彩的画面，痛快、激动，甚至于热泪盈眶。此时，人们或许很少想到年轻的航天人……

创作《中国北斗传》，让我有机会接近这个群体。

我曾经直率地问康成斌：“10年了，你是怎么坚持下来的？”

“干航天，项目一上马，每天都按小时、分钟来计算，我自己都没什么感觉，10年一晃而过。”康成斌想了想，又说，“我们搞航天的，好像有个自己相对封闭的环境，上班去工作区，下班回生活区，对社会的了解相对少一些，生活也相对单调一些。

“我觉得参加工作以后，对我影响最大的是前辈科学家的精神和工作作风。钱学森、孙家栋那些老科学家，我们接触不多，但在一线带我们的中年科学家，直接在影响着我们。您知道谢军首席总师吧，他有能力、有水平，人又非常正直、非常自律、非常低调。在我印象中，他好像没什么个人兴趣爱好，长年累月，将全部智慧和心血都献给航天事业了。还有陈忠贵总师、王平总师、郑晋军副总、王金刚副总，都极有才华。他们心无旁骛，整天想的就是卫星、卫星！这种影响是潜移默化的。不能说我们这支队伍中的年轻人对金钱、对物质没有渴望、没有需求，谁不想工资高一些，房子住大一些。刚入职的头两三年，看见干航天风险大，活儿累，待遇也一般，甚至还曾经有过跳槽的想法。然而，干着干着，便慢慢融入了这个团队，成为这个团队中的一员。这个团队有它独特的传统、独特的文化，或者说是独特的习惯。举个小例子吧，每当过年过节前，许多人想的是去哪儿旅游，但在我们这儿，好像没这种想法，因为项目，很难保证正常的节假日。刚开始不习惯，慢慢也就习惯了，甚至家里人也跟着习惯了。如果在一些大的IT行业，或是上市公司，年轻人的付出必定是与金钱、物质直接挂钩的，而且回报很快。我的一些硕士、博士同学，挣得比我多得多，这很正常，高付出，高回报，也很有幸福感；但干了北斗，我们得到的回报，更多往往是精神层面上的，常常与国家安全、国家发展、国家利益结合在一起。精神层面的回报，同样也很有幸福感！有一次我们同学聚会，我对一些网络语言，比如什么‘网抑云’‘山不过来，我就过去’都是一头雾水，大家笑我：成斌的心都给了北斗了！黄老师，您是不是觉得我们这些干北斗的人挺无趣的？”还没待我说话，康成斌又问，“黄老师，有句话您听说过吗？我特别喜欢。”

“说说。”

“星星只有闪烁在太空中才最亮，否则它就是一块巨石。”

“说得真好。”

康成斌显得有些激动：“我们这些造星的年轻人，只有让自己的青春也像星星一样在太空闪烁，才是最美最亮的。”

这像散文诗般的话语，难道不正是年轻北斗人真实的精神写照吗？

也是这个团队中的一位年轻人对我说：“黄老师，前些日子我在看美国作家马隆写的一部专著《三位一体：英特尔传奇》，讲述的是罗伯特·诺伊斯、戈登·摩尔和安迪·格鲁夫如何创建了英特尔的传奇故事。马隆最后对所有的英特尔人说：‘如果你们还像过去40年那样，勇于涉险，不怕犯错，世界还将是你们的；如果你们变得谨小慎微，你们将失败。’我觉得马隆既是对英特尔人说的，也是对我们北斗人说的。”

我想起了中国工程院院士、国家航天局原局长、探月工程首任总指挥栾恩杰在接受央视记者采访时说的一段话：“在国际航天的竞争中，谁也没有停下来等中国人。如果我们认识不到这一点，反而在自我欣赏、吹牛皮，还怎么搞航天强国？你知不知道美国20年后干什么？印度20年后是什么样子？我们要赶超美国的时候，是不是美国就这样不动？不是的！”

国际航天的激烈竞争，给中国新一代航天人提出了更大的挑战！

追求卓越，永不止步。

2017年，在开展北斗全球组网的同时，北斗工程开启了第二代星间链路的技术攻关。经过前期的历练，康成斌成长为卫星系统新一代星间链路技术的主要负责人。

新一代星间链路天线波束极窄，这样空间指向对准的难度极大，类似于两只手电筒在相隔数万公里的太空，实现光束相互对准，当时世界上还没有其他国家在类似的条件下成功实现。

做了将近100次尝试了，仍然无法星间建链，大家都挺着急。

“接收到对面卫星发出的光了吗？”康成斌问主管设计师周会超。

“还是没有。”

一年多来，他们几乎没有休息过。为了赶上这次搭载试验，硬是将三年的工作量在一年内完成了。

“快凌晨5点了，大家设置完关机状态，今天的试验就到此为止。上午好好休息，下午1点继续分析数据。”王金刚说。

王金刚是主管这颗卫星的副总师，鉴于本次试验的重要性，他亲自担任试验队队长，带领大家驻扎在卫星测控中心。

试验机房异常安静，机房的前面整齐地摆放着十几台电脑，通过这些电脑控制远在长空的卫星，并实时判读卫星的状态信息。

受到试验工况的限制，激光链路的部分试验只能在夜间进行。为了倒时差，大家上午睡觉，下午分析数据和制定试验方案，晚上和半夜做试验。白天想睡睡不着，晚上必须猛喝咖啡提神，大家已经坚持了20多天，身体极度疲乏。

“见到光了！快看！”主管指向控制的设计师宋铮博士忽然大声喊道。

“再观察一下，看链路是否稳定，注意做好记录，核算一下指向角度是否符合理论预期。”康成斌叮嘱道。

“奇怪，与理论预期完全不符。”在轨专家郭建新皱紧了眉头。

王金刚说：“全面检查一下星间链路终端的遥测，看看能否判断接收到的光是哪来的？”

大家屏息凝视，快速地凑到了徐常志的电脑屏幕前。徐常志是这台产品的负责人，别看他只有30岁出头，对这套产品，没有人比他更清楚。

“检查完了，从探测器的遥测来看，确实是收到外部的光了，而且光的能量很强。我怀疑可能是收到了自然界某颗恒星的光，致使探测器误判为对方卫星的光，并且启动了持续跟踪。”徐常志说得头头是道。

“恒星的光？误判？如果知道恒星的位置，那岂不是可以……”康成斌低头轻声地自言自语，陷入了沉思。

“对，恒星标校！”几个人同时打破了沉默，突然灵光乍现般地激动了起来。

“把自然界的恒星当作标校塔来对卫星进行标定，理论上行得通。可以试一试。”王金刚立即决策。

“好。”康成斌马上做出安排，“会超，抓紧查一下恒星在惯性坐标系下的位置坐标；宋铮，抓紧分析一下理论角与实际角的偏差，争取能计算出修正参数；常志，准备指令，将修正参数上注给卫星。”

大家各司其职，开始了忙碌的分析处理和执行操作。

谁也没想到，竟然是一次偶然的、预期之外的发现，让这个日夜坚守的团队，又一次创造了奇迹。成功的确是给有准备的人的，如果他们提前放弃了试验，或是放过了那道一扫而过的星光，便会与成功擦肩而过！

此次试验在国际上首次成功实现了中高轨卫星之间激光建链。

在这项试验中，杨长风工程总师高瞻远瞩，谢军工程副总师亲自主抓，汪勃总师总体牵头，陈忠贵总师、王平总师、郑晋军副总师、王金刚副总师均付出了极大心血，五院张笃周副院长主持召开周调度会，坚持了一年多。另外，还有张若禹、陈祥、张靓、王强等杰出代表提供了大力支持。那真是一个大团队齐心协力在拼搏啊！

2018年12月底，北斗三号全球卫星导航系统基本系统正式提供服务，北斗系统通过创新星间链路技术，实现了星地星间联合定轨和时间同步。

随着激光链路成为北斗组网卫星的有效载荷，北斗星间链路整体性能实现空前跃升：

激光通信波束把一切干扰和侵入排除在外，让星间链路的安全性实现质的飞跃。

激光链路测量精度，将Ka链路的分米级缩小到毫米级，精度提升100倍。

信息传输容量将达到G级，传输速度比Ka星间链路提升了1000倍。

浩瀚星河遥相望，星间链路搭桥梁。

杨长风在谈到北斗系统未来的愿景时，告诉我：“随着星间链路的使用，打破了不同类型卫星的壁垒。遥想将来，导航卫星、遥感卫星、通信卫星甚至空间站都可以通过星间链路技术实行联通，甚至实现太空‘一星通’‘星星通’。人们希望北斗卫星通信也能像打手机那样方便。随着激光链路广泛应用，距离那一天的到来，已经为期不远了！”

激光星间链路为世界航天事业展现了美丽的愿景，提供了无限的想象空间……

第十章 “北斗”与“嫦娥”唱和

27.不用微信的设计师

报告文学是“走”出来的文学，采访对于报告文学创作尤其重要。报告文学不能虚构，人物、故事、细节，都要靠深入采访获得。采访是门学问，采访谁，怎么问，考量着作家的能力。

记得有一次，我去采访一位有着40年军龄的潜艇老兵。他因为中风，无法用语言表达，他的潜艇生涯都是他的老伴讲给我听的，故事非常生动，写一篇短报告文学素材够了。但我感到不满足，似乎还缺了点儿什么。我合上了采访本，依然有一搭没一搭和他老伴继续聊。我看见潜艇老兵的床头摆着台电视机，问她：“宗老每天看电视吗？”“看什么电视，不看。”片刻，她像是突然想起来似的，又说：“看，看，每天晚上九点，一定要看电视台的海况预报。”我不解：“看海况预报？”他老伴说：“当作训参谋养成的习惯。几十年了，每天都关心海上气象，刮风下雨，有没有风浪，舰艇能不能出海训练。”

犹如一道闪电在我的心头划过，这个细节，将老兵一辈子献身海军事业的尘封历史，一下子激活了。尽管宗老思维迟钝，语言功能几乎丧失，但他的潜艇情结依然没有中断，他心中永远有片海啊！

一个小小的细节，足可以映照人物丰富的内心世界。但如果不深入采访，这样的“金子”是淘不到的。

这次创作《中国北斗传》，作品的体量决定了采访的数量。我首先采访了一批领军人物，总设计师、工程总指挥、分系统总设计师等，他们是北斗的灵魂和核心，是他们架起了中国北斗的“四梁八柱”。接着，还采访一批一线人物，技术员、工人师傅等，他们是北斗工程的骨干力量。我在与五院宣传处处长交谈时，他说：“我们院有一对夫妇，男的研制‘嫦娥’，女的研制‘北斗’，您感兴趣吗？”一家人里既有干“北斗”的，又有干“嫦娥”的，这倒挺有意思。

于是，便确定见见这对“北斗”“嫦娥”夫妇——北斗三号卫星某系统主任设计师赵晓文、嫦娥五号工程某系统主任设计师张大成。

那天中午，我自驾车跑了近一个半小时到达北京西北郊的航天城。

这里是世界三大航天员中心之一的中国航天员科研训练中心所在地，也是中国空间技术研究院、北京航天飞行控制中心（简称“飞控中心”）所在地。北京飞控中心是中国第一个也是世界第三个具有透明控制能力、可视化测控支持能力、高精度实时定轨能力、高速数据处理能力、自动化计划生成能力和清晰图像传输能力的现代化飞控中心。

采访是在五院张大成的办公室进行的。

张大成着一身航天工作服，戴一副宽边眼镜，两鬓有些灰白。我第一个感觉是，当他望着你的时候，目光特别深邃。

一开场，张大成便说：“我极少接受记者采访。”

“为什么？”

“现在是融媒体时代，不用采访我，很多事情大家也知道。”

我问：“那你为什么同意接受我的采访？”

“机关打招呼了，说一位军队的老作家，刚刚写完孙（家栋）老的传记，对航天非常关注，想跟我聊聊。我便同意了。”

“聊聊与采访有什么区别吗？”

“那肯定是有区别的。采访我是被动的，你问什么，我必须回答什么。聊聊是相互的，你可以问我，我也可以问你啊。比如，怎样写好科普读物，我就想向作家您请教请教。”

“您对科普读物感兴趣？”

“对，特别是科幻小说，《三体》《拉格朗日坟墓》《古峡迷雾》等我都爱看。作家的想象力常常比科学家还丰富。”

怪不得有人说张大成像个哲学教授，说话都带着哲理。

我不敢直奔主题，怕有“采访”的嫌疑，便从网上“扒”到的他的少年趣事聊起：“我知道您出生于湖南湘阴县一个小山村，您父亲是小队会计，算盘打得特别好，所以您很小就会打算盘。”

“当时农村唯一的计算工具就是算盘，我父亲算盘的确打得好。我们那一带农村打算盘的高手很多，有的甚至可以将算盘放在头顶打。如同古人为什么书法好，因为当时的书写工具只有毛笔，有些记账先生，放到现在都可以当省书协主席了。”

“您从小就会打算盘？”

“那是肯定的。上小学时，我就会打‘九九归一’了。”

“能否说也是因为算盘，您对数学产生了兴趣，所以1978年考大学时，您报考了西北电信工程学院计算机系？”

“可以这么说吧……哎，您这不是开始采访了吗？”

我赶忙说：“不是采访，随便聊聊，随便聊聊……”

的确没有刻意采访，但在不知不觉中，张大成还是谈起了嫦娥五号探测器和他的航天人生……

这种交流是轻松愉快的，愉快之中又让我近距离接触了采访对象，获得了我所需要的素材。

预定的两个小时很快到了，张大成另有工作安排，我不能再打搅他。

我提出采访他夫人赵晓文的要求，他说可以啊；我请他给夫人打个电话，他说“好啊”，刚掏出手机，又说：“我不能打，采访的事要组织通知她。”

张大成又说：“黄老师，与君一席谈，非常愉快啊。咱们留个联系方式吧，不过，先声明，我不用微信。”

“不用微信？”我有些诧异。

“一是我太懒；二是用微信会上瘾的。”

我突发奇想：“我这篇文章的标题都想好了：《一个不会用微信的设计师》。”

“错了！”张大成立即纠正，“我是个计算机专家，怎么不会用微信？应该是‘不用微信’。”

我连声说：“对、对，《一个不用微信的设计师》。”

离开张大成，我到了宣传处处长办公室，请他帮助联系采访赵晓文。

处长拨通了赵晓文的电话，告诉她，有位海军作家正在写北斗的报告文学，今天来五院，刚采访完张总，想接着采访她。赵晓文一听，婉言谢绝了，她说自己从来不接受采访，也说不出什么。我给处长使了个眼色，希望他继续做工作。处长说：您还是接受一下采访吧，黄老师特别想与您谈谈。赵晓文还是推辞，并一再说对不起。处长露出了无奈的表情。

我的脑子在高速运转着，我知道此时只要处长放下电话，采访的大门便关闭了，以后想采访她更难。关键时候必须亲自出马了，我示意处长将手机交给我，接过手机，我说：“赵总，我是一位海军作家，姓黄，刚才我与张总交谈了两个小时，谈得非常愉快。我特别想跟您聊聊。”

“黄老师好，实在对不起，我从来没有接受过采访，也不知道说什么。”

“哎，赵总，也不是什么采访，就是想跟您聊聊。”

对方停顿了一下：“您觉得有必要吗？”

我说：“非常有必要。跟张总聊了，还想跟您再聊聊。我来一趟开车要一个半小时，咱们见次面也非常不容易。”

“您是自己开车来的？”

“是的。”

对方又停顿了一下。

“也真是辛苦您了，那好吧，您在办公室等我，我马上过去。”

放下电话，我的额头都冒出了汗。处长竖起了大拇指说：“佩服，黄老师，您的执着令人感动！”

10分钟后，赵晓文来了。她也是穿着一身工服，朴实、干练。

因为已经说好了“不是什么采访”，我不敢直奔主题。

我说：“刚才与张总聊天，才知道他竟然不用微信。”

赵晓文微微一笑：“是的，他从来不用微信。我劝过他：都什么年代了，还不用微信，用微信方便。他说：‘我哪有工夫伺候它？’想想也是，微信虽然带来了方便，但势必分散精力。”

“那你们之间怎么联系？”

“用短信啊。”

“那多不方便？”

赵晓文说：“是有些不方便。平时倒也没什么大问题，去年疫情最严重的时候，我随试验队去西安，他不用微信，就有些麻烦了。只能我上网帮他买菜，让快递送上门，然后，再发短信告诉他。”

我禁不住在心里说道：这样一对科学家伴侣，肯定有精彩的故事！

28.“小于一纳秒”

2009年3月1日，中国第一颗月球探测器嫦娥一号成功撞击月球，为我国空间探测器软着陆打下了基础。这是中国人首次在月球表面留下痕迹。

2013年12月14日，嫦娥三号探测器携“玉兔号”月球车，成功实现中国首次月球软着陆。综合考量多种因素后，着陆地选择在月球雨海西北部的虹湾地区。嫦娥三号成为虹湾地区的首位“访客”。

2019年1月3日，嫦娥四号成功在月球背面的南极-艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内着陆。这是人类探测器首次在月球背面软着陆。

中国探月工程成功走完“绕、落、回”前两步，第三个目标“回”，将由嫦娥五号实现。

为什么探月？这个问题从20世纪60年代问到21世纪，从美国问到中国，从嫦娥一号问到嫦娥五号，在网上有人质疑：“砸”那么多钱，还不如给老百姓加工资实惠。

嫦娥三号成功落月后，《人民日报》刊文回答：执行探月计划，如果仅仅屈从于“有什么用”这样的逼问，只会令中国落后于世界。

一位网民的回答令人沉思：会不起眼，会仰人鼻息，会形成中国人只会刷盘子的刻板印象，会慢慢导致没有核心竞争力……

张大成告诉我，嫦娥五号执行的是探月工程的第六次任务，任务将经历11个阶段，其中最难的是要实现月面采样、月面上升、月球轨道交会对接、再返回地球等多个首创任务。

“去月球‘挖土’，是老百姓对嫦娥五号任务的说法。事实上，嫦娥五号任务将重点实现三大工程，一是要突破一系列关键技术，提升我国航天技术水平；二是要实现首次地外天体自动采样返回，推进我国科学技术重大跨越；三是要完善探月工程体系，为载人登月和深空控测奠定一定的人才、技术和物质基础。此外还将开展一系列科学探测，如着陆区的现场调查和分析、月球样品的分析和研究等。嫦娥五号将降落在月球正面西北部风暴洋地区，过去还没有人类的探测器到达过。着陆器携带了钻取采样装置、表面采样装置、表取初级封装装置和密封封装装置等‘神器’，采取深钻、浅钻、铲土、挖土、夹土等方式，采集约两千克月壤并进行密封封装。”

完成月面工作后，嫦娥五号将踏上“回家”旅程。这是一次艰难的旅程：首次月面起飞上升，没有成熟完备的发射塔架，还要克服地月环境差异、发动机羽流导流空间受限等难题；上升器需要飞到月球的轨道上，与轨返组合体交会对接，把采集到的月壤转移到返回器；轨返组合体带着月球采样产品，将在距离地球5000千米高度外，实现轨道器和返回器分离；返回器要经历惯性滑行、地球大气再入、回收着陆三个阶段，平稳安全地降落在预定地点。

张大成说：“嫦娥五号必须确保一次成功，但想确保实在是太难了。探测器上天之后到落地，11个阶段有100多个环节，其中只要有一个环节出问题，便前功尽弃，全盘皆输。”

四十几位主任设计师、几百位主管设计师，夜以继日，尽锐出战。

“嫦娥”进入倒计时，“北斗”也到了关键期。2020年将是北斗工程的收官之年。

一天，一份“单机测试异常问题报告”摆在赵晓文面前。

“超差了多少？”赵晓文问设计师高强。

“小于一纳秒。”

小于一纳秒，也就是说，小于十亿分之一秒。

赵晓文说：“卫星单机分析出的问题不能隐瞒，要勇敢面对，要敢于较真，发动大家查找问题，然后再去寻找解决问题的办法。即便是一纳秒也不能放过！”

要想把这个异常问题查清楚，必须拿到该产品在各阶段采用各种测试设备获得的数据，进行纵向比对；同时，还要拿到同厂家验证件、不同厂家正样件的测试数据，进行横向比对。尽管工作量极大，高强还是带领人员做完这一切。然而，整星测试设备和单机验收测试设备都有许多证据表明自身状态正常。

赵晓文、高强没有迟疑，带领设计师们开始了又一轮的深入排查，终于初步摸准了“脉象”，基本确定了问题出在这台单机设计上。主管设计师全面细致地对比了单机研制和整星测试阶段在测试环境、测试设备、数据处理方法等方面的差距，终于发现了两个阶段的数据处理方法存在错误和不足。他们完善了整星数据处理方法，升级了信号性能分析软件，最终不仅确定了单机存在的指标超差问题，而且发现了其两路信号的相位差存在异常的正弦波动。

查明了原因，锁定了问题，为产品的改正换新提供了有力的支撑。

“不放过一纳秒”，后来成了抓质量的代名词。北斗系统第54颗星即将发射。

2月27日清晨5时，赵晓文要随飞控试验队奔赴西安。疫情肆虐，飞往西安的航班取消了，试验队只能改乘单位的大巴车。

24位队员整装完毕，他们戴着口罩，穿着防护服，像是一支出征的医疗队。

时任五院院长张洪太、党委书记赵小津、机关科室的同事们前来送行。广场上弥漫着悲壮的气氛。

张洪太举着电喇叭，动情地说：“同志们！在这个非常时期，你们去执行一项非常任务。你们既要圆满完成任务，还要保护好自己身体。预祝你们成功！出发——”

大巴车离开航天城，沿着京港澳高速、连霍高速疾驶。

春天尚未到来，窗外群山萧索，寒风凛冽。

赵晓文枕着靠头，像是在闭目养神，其实脑子正在高速运转着，她在思考卫星发射前后可能会出现的情况以及处理的方案。

如果说航天是高风险的行业，那么飞控是航天行业中风险最集中的体现。从火箭点火开始，对卫星操控的接力棒就从卫星发射试验队交到了卫星飞控试验队手中。正常情况下，卫星按照飞行程序升空，飞控试验队和测控系统一起完成一系列飞行事件操控，卫星进入工作轨道，开通有效载荷，具备在轨工作状态。如果卫星出现异常，需要飞控试验队通过卫星遥测参数精准判读，快速处置，防止故障扩散，将卫星异常所造成的影响降至最小。卫星在飞行中有一些关键事件操控复杂，故障处置时机往往稍纵即逝；判断不准确，处置不及时或处置不正确，都将可能导致卫星功能损失，卫星失效。星箭分离、远地点变轨、大型机构部件在轨展开等都是关键事件。关键事件故障处置对飞控试验队的技术水平和能力要求极高。多年历练，赵晓文形成了一种严谨、细致、果断、不放过任何一个疑点的工作作风。她能将飞控任务的每一个环节、每一步操作都精稳掌控，将每一个环节、每一步操作的风险系数都降到最低。每次面对突发情况总能沉着应对，快速决断，精稳实施。

经过一天马不停蹄地奔波，傍晚，试验队抵达西安卫星测控中心揽月楼。

3月9日19时55分，卫星发射升空，进入近地点高度约200千米，远地点高度约36000千米的初始轨道。按计划将采用490N发动机进行五次远地点变轨和采用10N推力器完成三次定点捕获，将卫星送入地球同步轨道，随后开通有效载荷，完成卫星平台在轨测试。如不出意外，卫星发射八天后，飞控试验队即可完成全部飞控任务，将卫星转入长期管理。

3月10日，卫星使用490N发动机进行了第一次远地点变轨，变轨过程卫星工作正常。

3月11日，进行第二次远地点变轨，点火初期卫星姿态平稳。

28分钟后，赵晓文眉毛微微动了一下，再仔细一看，发现卫星姿态出现一个小的抖动，卫星姿态虽然稳定，但干扰力矩逐渐增大。“不好！”赵晓文在心里轻轻说了声，马上意识到卫星可能出问题了。干扰力矩持续增大，将引起卫星姿态失控，导致卫星损伤甚至失效。是什么原因引起干扰力矩增大？是卫星质心变化，还是490N发动机异常？赵晓文在脑子里快速思考着各种可能的故障模式。

时间紧急，需先进行故障处置，防止故障扩散，将故障影响降到最低。试验队长带领几位专家商量确定：即使卫星姿态稳定，但干扰力矩大于某个阈值时，则应立即关闭490N发动机，停止此次远地点变轨。随后，他们分别打电话将情况报告飞控组长，报告给在北京飞控保障的总指挥和总设计师，同时要求卫星调度岗（90号）协调测控中心指令岗，做好发送490N发动机紧急关机指令的准备。

漫长的几分钟过去了，达到490N关机条件，随即实施了490N发动机紧急关机。关机后异常干扰力矩消失。通过对卫星遥测参数分析，确定490N发动机发生故障，引起490N发动机某一侧设备温度异常升高。通过北京飞控技术保障支持组进一步开展干扰力矩分析，并建立外热流模型。结果表明，干扰力矩异常期间达到单机多层表面的平均热流六倍的太阳常数。由于对490N发动机故障处置及时正确，避免了卫星姿态失控，防止了星上设备因490N发动机高温燃气侧漏发生故障扩散，为后续采用10N推力器变轨赢得了时机。

基于故障现象和分析，五院及飞控任务指挥部均认为，继续采用490N发动机变轨，可能对卫星供电安全、姿态安全带来不可预期的损伤，后续轨控任务按照采用10N推力器变轨方案进行。

飞控试验队针对采用10N推力器完成变轨要求，识别风险，提出贮箱结构对点火方式限制条件，并综合考虑10N推力器累计点火时长、推进剂消耗量、后续10N推力器在轨使用等因素，完成了10N推力器变轨控制方案，有效解决了变轨燃料消耗和变轨时间双重优化、不同推力器工作时长合理分配、故障条件下姿态安全保障、变轨控制对象特性变化等多个难题；通过卫星控制软件在轨修改，实现了10N变轨方案的新需求。这些都有力保证了这颗卫星转移轨道变轨控制过程精准、安全。定点后，卫星寿命仍满足设计要求。

在飞控任务指挥部精心组织下，西安卫星测控中心调用了所有可以使用的测控资源，尽可能保障在每一个远地点，都能实施10N推力器变轨。

出于疫情防控的需要，卫星飞控试验队与测控系统人员被分开在两个测控大厅，只能通过电话和网络进行沟通协调和数据交换。他们密切联系，精细操作，夜以继日，连续奋战。经过14次10N推力器变轨实施，累计点火28.5小时，终于在3月28日凌晨，成功将GEO－2卫星送入预定轨道。天线成功展开，载荷正常开通。经过评估，采用10N推力器变轨后寿命末期推进剂仍有余量，不影响卫星寿命，推力器工作状态完好。

如同打了一场攻坚战胜利了，赵晓文才感到身心十分疲惫。她拉开测控大厅的窗帘，此时，朝霞满天，金光灿烂。

光线太强，赵晓文下意识地眨了眨双眼，说：“西安的晚霞真是太漂亮了！”

“是啊，是漂亮！”站在她身旁的海波刚应了声，马上又说，“不对，赵总，现在是清晨啊，这是朝霞。”

“是吗？是清晨吗？”赵晓文还在怀疑。

“肯定是清晨，赵总。”海波说，“哎呀，这下可坏了，赵总把白天黑夜都颠倒了，回去我们怎么跟张总交代？”

那些日子，嫦娥五号正在做出厂测试、评审，张大成也是忙得不亦乐乎。

当获悉卫星抢救成功的消息时，他拨通了赵晓文电话，问：“成功了？”

赵晓文告诉他：“成功了！”

“为你们高兴！”还没待赵晓文多说几句，他已经挂了电话。

赵晓文很满足了，她早已习惯了，他们之间打电话，常常比90号岗发出的一条条指令还简洁。

更何况此时此刻，他的时间和精力，全部属于“嫦五”。赵晓文非常理解他。

29.“北斗，你好吗？”

“噼里啪啦、噼里啪啦……”是的，张大成是在生产队当会计的父亲的算盘声中长大的。算盘声熏陶了张大成，同时也造就了一名航天科学家。

1982年，张大成从西安电信工程学院毕业后，考取航天五院研究生，1985年研究生毕业，入职航天队伍。

从珠算到计算机，张大成有幸赶上了人类运算工具和运算方式的变革和飞跃。他将所有的智慧和心血用在了各种卫星星载计算机的研制工作。在我国返回式卫星控制计算机的研制中，他提出并实现了三机冗余TMR/S可变结构高可靠控制计算机容错方案，该项技术获部级科技进步一等奖；在神舟号实验飞船制导、导航与控制计算机系统的研制中，他提出采用前后台处理机任务分担、并行流水线工作的三机容错计算机技术，获国防科工委科技进步二等奖；在资源二号卫星控制系统计算机的研制中，他提出采用三机冷设备容错计算机体系结构，实现长寿命和高可靠的要求，参与研究的资源二号卫星控制系统获国防科工委科技进步一等奖。

而出生于北京的赵晓文，1987年从北京邮电学院研究生毕业后，被分配到北京工业大学电子工程系当老师。

一次，赵晓文的大学同学约她一起去看总政歌舞团演出。同学同时还约来一位小伙子。小伙子身材高大，言谈质朴。嘿，原来是帮忙找对象啊。那个年代，介绍对象也挺含蓄的。

就这样，“北斗”遇上了“嫦娥”，挺投缘，一来二去，成了夫妻。

1988年结婚时，他们住在单位一间8平米的地下室里。1990年，搬到筒子楼一间15平米的屋子里，张大成兴奋地说：“想不到我们能住这么大的房子，太幸福了！”

赵晓文告诉我，张大成是个孝子，每年春节，没有特殊情况，他都会回湖南农村老家去看望父母。每个月都会给家里汇钱，开始是10元、20元，他自己汇。这几年他太忙，顾不过来，就换成赵晓文做了，每个月给他父母汇6000元。

1997年赵晓文调到五院，加入航天队伍。参与北斗一号、北斗二号、北斗三号卫星研制。

朴实，是张大成当年给赵晓文留下的第一印象。至今，三十多年过去了，赵晓文对张大成的评价依然是朴实。

或许是因为科学家的工作太复杂，日常生活便变得格外简单。

赵晓文告诉我：“老张穿衣服特随便，春秋夹克衫，夏天白衬衫，裤子不是深蓝就是深灰，一年四季都喜欢穿旅游鞋，所以，他的衣服特别好买，我有时候一买好几件。吃饭也很简单，你做什么他吃什么，从不挑食。湖南人，原本喜欢吃辣，在北京生活时间长了，慢慢也不吃辣了。老张最看重的是时间，对于他来说，时间好像永远不够用。他每天回家都很晚，不是开会，就是加班。他还带着研究生，有硕士，也有博士，经常要利用晚上时间给他们上课。白天太累，也许是他脑子里总在想着天上的事情，回到家，话也不多，随意看会儿电视，或是翻翻杂志。我们常常是一人一个房间，他想他的‘嫦娥’，我想我的‘北斗’。”

他们没有要孩子，似乎也没有什么业余爱好，或者原本都有自己的爱好，却因为忙，而无暇去爱好了。忙，是所有航天人的常态；因为忙，他们不得不奉献出了一部分个人生活。

2020年，一场突发的疫情打乱了所有人的生活。三月，一切准备就绪，北斗三号第54颗星即将如期发射，赵晓文将与试验队赴西安飞控中心。

临行前，赵晓文像是突然想起来似的：“哎呀，我走了你怎么办？”

张大成大惑不解：“你走了，我为什么会‘怎么办’？”

“是啊，你怎么办？”张大成“哈哈”大笑：“我可以让‘嫦娥’飞到月球，还准备让它带着月壤回来。你走了，我怎么就‘怎么办’了？”

赵晓文：“老张，别开玩笑，我走了，你吃什么？”

“这不很简单吗？吃食堂啊！”

“中午食堂有饭，晚上吃什么？”

张大成忙说：“你过虑了，我自己又不是不会做饭。”

“去哪儿买菜？”

“超市啊，哪儿不能买。”

“你啊，心思都放在‘嫦娥’上了，你不知道，现在疫情严重，很多超市关门，已经都在网上买菜了。你不用微信，怎么上网买菜？”

张大成仿佛突然明白了过来，自言自语道：“这倒没想到……”片刻，又说：“没事的，你放心走吧，车到山前必有路……”

为了让赵晓文放心，张大成又开起了玩笑：“我办法比你多，不行的话，我派‘嫦娥’去月球采购，那里的食品零污染，最环保。”

赵晓文也被他逗笑了。走前，赵晓文网购了一些食品存在冰箱里。不过，她不敢买太多，她不想让张大成老吃冰箱里的食品。

到了西安飞控中心，赵晓文隔三岔五从网上采购新鲜食品和生活用品，让快递直接送到家里：

“老张：网上买了一箱牛奶、一袋青菜，明晚送家。多吃蔬菜保健康！”

“老张：网上买了一盒猕猴桃、一盒草莓，今晚送家。餐后一定要吃水果！”

“老张：网上买了一套秋衣，你原来穿的太旧了，换上新的。”

……

3月底，圆满完成任务，赵晓文回家。此时，嫦娥五号进入发射前最紧张的阶段。

10月初，张大成随团队飞赴海南文昌卫星发射基地，准备嫦娥五号发射任务。

天南海北，夫妻间顾不上联系。

关于张大成他们的情况，赵晓文几乎都是从机关同事嘴里听说的。

嫦娥五号被大家亲切地昵称为“五姑娘”，像评剧《花为媒》里一样。大家都非常关注“五姑娘”的情况。有时候，同事问赵晓文：“张总他们什么时候送‘五姑娘’出嫁啊？你们家给‘五姑娘’准备了什么嫁妆？冰箱、彩电、洗衣机三大件肯定少不了吧？”赵晓文笑了：“老张这个人保密性很强，他们准备什么嫁妆连我都不告诉。”

11月24日凌晨，赵晓文早早就起来了，坐在电视机前看央视嫦娥五号发射直播。

在探照灯强光照射下，文昌发射中心的“胖五”（长征五号遥五）火箭巍峨矗立。

电视镜头在不断切换着，赵晓文急切地想见到张大成……终于，当电视镜头又一次切换时，她看见张大成了：还是那身工装，还是那副眼镜，精神矍铄，神态自若。只是脸上挂着一丝疲惫，这是旁人察觉不到的，只有赵晓文能够感受到，她有些心疼……

4时30分，长征五号遥五运载火箭成功将嫦娥五号探测器送入预定轨道，开启了我国首次地外天体采样返回之旅。

赵晓文激动地拿起手机，想给张大成发条短信祝贺一下，倏忽间，她立即打消了这个念头，她意识到，这个时候决不能让他分心。

赵晓文知道入轨才仅仅是第一步，嫦娥五号探测器不仅要成功落月，还要实现月面采样、月面上升、月球轨道交会对接、再入返回地球等多个首创性的任务环节，每个环节都是一道难关！

闯过一关；又闯过一关。12月1日23时11分，嫦娥五号组合体着陆月面。

由数十个关节组成的机械臂，缓缓伸出3.7米长的“手”，探向月表，挖起属于中国人的第一铲月壤。

赵晓文的心揪得紧紧的……

那些日子，是“北斗”对“嫦娥”最牵挂的日子，“北斗”一次次呼唤“嫦娥”，她怕“嫦娥”冷了，她怕“嫦娥”饿了，她怕“嫦娥”有个三长两短，她期盼“嫦娥”按时回家。

12月17日1时59分，嫦娥五号返回舱成功着陆内蒙古四子王旗着陆场。赵晓文一直悬着的心终于落了下来。她给张大成发了一条短信，只有两个字：“祝贺！”

她在等待张大成的回复，一直等到晚上，张大成才回了，什么话都来不及说，只发来了一张嫦娥五号在着陆场的照片。

赵晓文很满足、很幸福，够了，足够了。

如今，嫦娥五号已经完成她的历史使命，北斗三号却翱翔长空，重任在肩。

仰望星空，星斗灿烂。

“嫦娥”常常在问：“北斗，你好吗？”

第十一章 “天上好用，地上用好！”

30.北斗产业化

我与孙家栋院士交谈时，半开玩笑半认真地说：“孙老，有几段话，不知是哪位伟人还是哲人说的，您能帮我验证一下吗？”

孙院士一时没有反应过来：“这不在我的专业范围之内，可能说不好。”

我说：“这几段话您很熟悉，一定知道它的出处：‘天上好用，地上用好’，‘北斗就像一部手机一样，只要你会玩，里面的名堂就能越来越多’。”

孙院士笑了，连说：“不是伟人，也不是哲人，是一位普普通通的老‘北斗人’说的。”

这两段话都是孙院士说的。

时空是人类永恒的话题，既熟悉又神秘。从古至今，人类孜孜以求掌握时空，从目测天体导航，到指南针，到六分仪，到无线电导航，初心没有改变，脚步从未停歇。卫星导航的兴起和信息化社会的发展，让时间空间深度融入各种应用场景。随着智能时代的来临，时间空间已不仅是一种度量，更是植根于社会生活的新要素。卫星导航作为获取时空信息的最便捷手段，功能更加强大、作用愈加凸显，掌握时空、驾驭位置不再是遥不可及的理想，而是正在成为唾手可得的现实。因为时空信息获取的便利，我们的生存保障更加坚实；因为时空信息的赋能，我们的生活质量更加提升。上下四方、古往今来，时空周行而不殆，人类则因时空掌控而活得更加精彩。

有关部门曾请孙家栋用最简练的语言，诠释一下北斗卫星导航系统应用的意义和价值，孙老睿智地回答：“如果说东方红卫星证明了我们‘有没有’；神舟载人证明了我们‘敢不敢’；嫦娥探月工程证明了我们‘行不行’；那么北斗导航系统必须证明我们‘能不能’，能不能用？能不能好用？能不能用好？”

能不能用？能不能好用？能不能用好？三个问题都关乎北斗卫星导航系统的应用问题。

中国卫星导航系统管理办公室原总工程师蔡兰波，2007年到北斗办后，一直负责北斗卫星导航系统的应用工作。他告诉我，从2010年开始，北斗办每年都要举办一次中国卫星导航年会。在2019年5月22日的第十届中国卫星导航年会高峰论坛上，北京大学周其仁教授专门做了《北斗产业化的广度——一个值得重视的战略目标》的演讲：

……我想从一个相关的例子说起，原子弹原来是一个科学原理，涉及分子结构、原子结构及其能量的释放，但是一旦变成了一个可应用的技术，它在整个人类历史进程当中起到了非常重大的作用。当年担心法西斯德国先走一步，罗斯福总统听从科学家的意见，用“曼哈顿计划”上了这个国家项目，据说消耗掉美国三分之一的电力，投资是20亿美元。美国先于法西斯成功爆炸了原子弹，提前结束了二战。这件事搞定了以后，倒过来就变成国民经济和国防建设当中一个巨大的决策难题。原子弹不能当饭吃，关键是如何在维持巨大军事开支的同时扩大民用，扩大原子能的和平利用，使之变成国民经济的一部分。我们来看看核技术在国民经济应用的一个指标，美国、日本、欧洲，不光有核动力、核电站，还有核技术在其他国民经济领域的应用，通常要占到GDP的4%—5%。中国的“两弹一星”，让我们在核威慑、核威胁面前站住了脚，但核技术在国民经济更广泛的、深度的利用方面，我们只占GDP的0.2%—0.3%的水平，跟美国大概还差一个数量级。

拿这个观点来看美国的GPS，它既为军用，又为民用。GPS在全球到底有多大经济规模？有不同的估计，总体是4500亿欧元，比较保守的估计是1000亿美元，是千亿美元级的产业应用。北斗呢，应该是千亿人民币的产业应用。这就带出一个问题：从国民经济角度来看北斗产业化，具有非常重要的战略意义，一方面它本身是国家高科技研发的一个基础，同时它要持续追加投资。所以，它的产业化做得好不好，是全球舞台上的竞争，是一个持久力的问题，一个可持续的问题。

“天上好用，地上用好。”北斗工程立项之始，孙家栋便在思考这个问题。

蔡兰波记得北斗二号首星发射成功，北斗系统保住了申请的卫星导航信号频率与轨位资源，在最后时刻，拿到了进军全球卫星导航系统俱乐部的“入场券”。接着，北斗办举行了一次新闻发布会。

会前，孙家栋对北斗办的工作人员说：“我准备谈谈北斗导航系统的应用问题。”

继而，孙家栋问大家：“关于北斗的应用问题，你们是怎么想的？”

大家纷纷发表了自己的看法。

显然，孙家栋已深思熟虑，他说：“国家花了巨资投入北斗，干什么？国防需要，这是刚性的；民用呢？我觉得大有文章可做，大有潜力可挖。在北斗应用方面，有三个问题值得我们思考，或者说必须去做：一、北斗的泛在性，它应该是无所不在、无所不能的存在。同时，它必须具有规模化，没有规模便没有意义。二是要有创新应用模式，同样是交通行业，你有什么创新没有？否则人家已经使用了GPS，为什么要改用北斗。三是要有创新应用价值，跨越传统的位置服务，变革性地创造其他价值。”

最后，孙家栋又强调：“还是那三句话：能不能用？能不能好用？能不能用好？”

31.北斗就是拿来用的

2011年12月，中国卫星导航系统管理办公室正式宣布北斗卫星导航系统开始试运行，转入建设与应用推广并举新阶段，开始向中国及周边地区用户提供连续的导航定位与授时服务，并逐步展开交通运输、气象、渔业、林业、电信、水利、测绘等应用领域的试运营。

“地上用好”，看似简单的四个字，真做起来并非轻而易举。

苗前军曾经在中国卫星导航定位协会担任过七年秘书长。他告诉我：“1995年协会成立时，叫中国全球定位系统技术应用协会，主要是推广应用美国的GPS。中国的北斗导航系统开始试运行后，我们立即决定将协会更名为中国卫星导航定位协会。我们向孙老做了汇报，孙老很高兴：‘我们的北斗系统马上就要提供服务了，你们协会这时候更换名称是恰逢其时。’但是，当时企业和老百姓用惯了GPS，对北斗的印象很模糊，甚至不接受。孙老告诉我们要从最基础的地方抓起，市场不是现成的，而是需要去培养。”

北京迅腾智慧科技有限公司（迅腾智科）是一家专门为燃气行业提供信息化服务的公司，当时，燃气用户反馈智慧燃气软件出现定位严重偏差，燃气事故点和软件定位偏差超过200米。技术部门将市面上的十多款定位设备分批次购买和测试，定位效果不理想。燃气的精准定位直接关系到城市和用户的安全，问题急需尽快解决。

公司总经理向苗前军秘书长求助：“我们迫切需要一种高精度定位工具，最好能像傻瓜相机一样，一摁就知道埋在地下燃气管网的位置，并且，这个位置要记录下来，几年后施工开挖，这个关键点还在这个位置。”

苗前军一听，笑了：“这个不算是什么难事。”

总经理说：“苗秘书长别开玩笑，我都急得火烧火燎了。”

“真的不算什么难事。用北斗定位系统可以实现精准定位，精准到一米甚至一厘米。”

总经理说：“你们要是把这个问题解决了，我给你们协会烧高香。”

苗前军告诉他，精准定位通常只是测绘资质单位才能应用。如何让北京燃气行业几万公里的地下管线能用北斗精准服务，苗前军建议迅腾智科在北京市内先建设北斗精准服务站进行测试。

孙家栋听说了此事，对苗前军说：“迅腾开了个好头，我想去迅腾看看。”

苗前军说：“孙老，这件事您就不用亲力亲为了，什么时候完工了，请您去剪彩。”

孙家栋严肃地说：“如果是锦上添花，我还真不去呢。现在对于他们来说，是雪中送炭，我得去。”

没想到孙家栋院士竟然会亲自到他们这个名不见经传的小公司来，总经理非常感动。

孙家栋笑着说：“我们造北斗，你们要用北斗，北斗就是拿来用的。”

听了总经理的汇报，孙家栋非常满意，问：“你们怎么会想到北斗呢？”

总经理说：“我们找了市面上十多款定位设备，都不行，最后只好向苗秘书长求助。原本是病急乱投医，没想到真遇到了好‘医生’。”

孙家栋笑了：“这个‘医生’医术高明不高明，还有待实践检验。说真话，天上的北斗能和地下的燃气管网结合，我们在设计的时候根本没有想过。所以，我要感谢你们对北斗的信任。同时也希望你们加大力度，用好北斗。”

总经理介绍说，埋在地下的燃气管网有数不清的焊接点，这些都是最容易出问题的地方。北斗的精准定位如能快速、准确锁定故障点，将为抢险抢修赢得宝贵的时间，也必将提升安全管理的质量。

2012年，覆盖北京市五环以内的北斗基准站建设完成，迅腾智科展开多区域测试，定位偏差在10厘米以内，解决了燃气行业管理的燃眉之急。有人甚至评价这是“革命性的重大推动”。

迅腾智科迅速推动北斗在燃气行业的应用，基于北斗精准定位，将燃气全业务链和北斗紧密结合。北京燃气行业的北斗应用在全国迅速形成示范，国内大型燃气公司不断派人到北京取经“北斗精准应用”。北斗精准服务站在全国几百个城市逐步建设起来，各地燃气企业的北斗应用快速展开。

2016年，全国已经有300多座城市建设了北斗精准服务站，这些城市地下管网全部用上了北斗定位。“北斗精准服务网”因此名扬全国，应用规模不断扩大，应用范围扩展至供水排水、城镇供热、应急救援、轨道交通、石油石化等重要领域。

孙家栋说：“我们应该努力去推动将科技成果更快、更好地转化为现实生产力。国家花巨资去建设卫星定位导航系统，就是让大家用，如果没有将它用好，就是极大的浪费。用得越多，我们这套北斗系统的价值就越大。我愿意当北斗应用的‘推销员’。”

院士当“推销员”，一时传为佳话。

有人称佳利电子董事长尤源是“北斗义工”，他却说自己是“自带干粮干北斗”。

21世纪初，GPS导航系统占据了国内市场90%以上的份额，车载导航领域则被国外品牌一网打尽。

北斗一号卫星导航系统建立完成，中国成为全球第三个拥有独立卫星导航系统的国家。消息传来，尤源跃跃欲试，此前，佳利电子已经有了五年的GPS天线研发经验，然而，他最想做的是中国自己的车载导航品牌。

由于北斗系统和GPS系统没有相关性，从技术储备到硬件设施，都是横亘在面前的一座座大山。尤源带领研发小组，从零开始，从研究材料配方到自建简易测试设备，再到搭建小型生产线，每个环节都是亲力亲为。

两年后，尤源受邀带产品去北京参加北斗一号天线比测。当佳利电子的手持终端机接收到北斗一号信号时，冬夜的寒冷都被心中的激动化解了。最令尤源骄傲的是，佳利电子的北斗天线获得了项目比测的第一名。

在北斗办的指导下，尤源自发组建起“中国北斗车载产业应用联盟”。他“自带干粮”跑遍大江南北，联络导航产业的厂家加入联盟，合作开发、推广北斗应用。

尤源颇具战略目光，要想推广北斗应用，必须先降价格。他说服联盟厂家，即使不赚钱也要将市场上北斗天线的量提上来，让老百姓认这个产品、使用这个产品。于是，短短三年，北斗天线的价格从几百元降到了几十元。GPS见北斗降价，只好也跟着降价。尤源还组织车载应用联盟成员，跑遍全国大大小小的汽车城，向老板介绍北斗车载，动员他们体验北斗导航设备。

短短几年，北斗导航设备的车载市场保有量从零做到了300万台。

北斗星通是北斗产业化的开拓者，是北斗产业的首家上市公司。董事长周儒欣至今还记得北斗一号立项不久，拜访孙家栋时，他神情凝重地说过一段话：“现在是和平时期，你可以用GPS；万一有个风吹草动，GPS用不了怎么办？俄罗斯在搞格洛纳斯，欧洲在搞伽利略，北斗是事关国家安全的重大战略……在和平时期，卫星导航民用其实更重要。老百姓会问，你天上的卫星可靠不可靠？性能稳定不稳定？他们会拿GPS和北斗比较。说句实在话，当年电视机刚国产化的时候，买电视机时我也要想想，是买外国的还是买国产的，这不是简单的有没有爱国心的问题。所以，必须有一个对北斗认可的过程，真正关注‘北斗系统的重中之重在于应用’。”

周儒欣有着十几年的军旅生涯，曾参加过“为什么美国能打赢海湾战争”的研讨班，他了解GPS在这场战争中发挥了至关重要的作用，卫星导航应用也在他的脑海中留下了极其深刻的印象。

他“下海”后，“卫星导航”情结也始终在脑海里飘荡。

周儒欣目光敏锐，一直在寻找机会。北斗一号刚刚升空，周儒欣便产生了创建“北斗一号卫星导航系统”的想法。三年努力，终于完成了系统的立项和研制工作。

2002年，因台风频发，渔民渔船的管理和导航都出现了大问题，海南省有关部门得知北斗星通在对北斗民用系统进行研制与开发，邀请北斗星通前往调研。机会终于来了，周儒欣很兴奋。上船调研还闹过笑话，两位技术员由于站立不稳，竟“扑通”一声掉进海里。多年后周儒欣想起来还忍俊不禁。

让人遗憾的是，由于体制僵化，地方官员懒政，加上渔业公司和渔民对卫星导航不了解、没兴趣，北斗星通白忙了一年多，差不多给拖垮了。无奈只好暂别海南。

2005年8月，总部设在广州的农业部南海区渔政局，希望以北斗系统解决我国南沙海域渔船导航定位问题，仅一期就有几百条船需要安装设备，邀请北斗星通参与投标。经过一年的试验、磨合，2006年8月，北斗星通以综合实力第一中标。

这是一次名副其实的战略突破，南沙海域有近900艘渔船安装了北斗星通导航定位产品，成为北斗星通在海洋渔业应用领域的样板项目。

以南海区项目为起点，此后，北斗星通以点带面，在海南、浙江、广东、江苏、辽宁、山东、天津等沿海省份及城市，相继实施了海洋渔政项目。安装北斗产品的渔船，从南海区的900艘增加到浙江的9000艘，乃至全国的成千上万艘。北斗星通就此占领了国内约80%的市场。

谁能占领产业的制高点，谁就能把握企业发展的主动权，谁就能赢得未来。北斗卫星导航产业的技术制高点、核心竞争力，无疑就是芯片。有机无“芯”的危机感，时时让周儒欣感到纠结。如果自己不掌握核心技术，长期依赖进口，中国将永远受制于人。

北斗星通成功上市后，周儒欣下决心在卫星导航芯片上搏一搏。

朋友劝他：芯片研发周期长，国家搞了那么多年的芯片也没看到用多少，你们一个小小的民营企业，怎么可能搞出芯片？

2010年9月，北斗星通发布了世界首款真正意义的支持多模多频构架的Nebulas芯片。这款芯片支持世界上所有导航系统的信号，无论是北斗还是GPS，只要能够接收到其中任意N+3颗卫星信号，就能进行测算和定位。2011年，“多模导航型基带芯片”“多模多频高精度OEM”在北斗重大专项比测中夺冠。2017年，北斗星通旗下和芯星通研发的中国首款支持全球信号的北斗多模芯片亮相，这款名为“火鸟”（Firebird）的芯片仅有铅笔尖大小，工艺为28nm。该芯片支持北斗三号系统体制信号，与北斗系统建设同步发展提升，标志着国产芯片迭代发展，使北斗应用快速步入“物联网时代”。

北斗工程总设计师杨长风评价“火鸟”芯片：这是一款具有国际竞争力的芯片，为北斗系统建设、一带一路、万物互联做出了贡献。

周儒欣感慨地说：“北斗不仅是建设者的北斗，也是使用者的北斗、应用推广者的北斗，是我们共同的北斗。”

32.“北斗+”

中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其说：“北斗卫星远在天边几万公里，但北斗应用就在我们身边。”

在抗击“新冠”疫情的阻击战中，一系列创新科技派上了大用场，这其中包括北斗卫星导航系统。自始至终，北斗快速响应，融入医院建设、物资运送、巡防管控等多项疫情防控工作。

1月23日，武汉市决定快速建造火神山医院。除夕夜，北斗卫星导航系统高精度定位设备火速驰援火神山医院工地，确保工地大部分放线测量工作一次性完成。

2月12日，北斗卫星导航系统操控的首架“疫情区应急作业”无人机，降落在武汉市金银潭医院，将急需的医疗和防疫物资送到一线医护人员手中，当日，该无人机共运输急需医疗物资20架次。

在北京、湖北两地，植保无人机广泛用于区域内消毒防疫，一架无人机单次喷洒面积达5000平方米，并且能够覆盖防疫车无法抵达的死角。在人员密集场所，公安民警还可以通过无人机进行巡视和防控，隔空喊话，呼吁人员减少集聚、做好预防。此外，在北斗定位下，无人送货车、自动引导车等，既给居民提供生活便利，又增强了万众一心抗击疫情的信心。

交通运输部通过全国道路货运车辆公共监管与服务平台入网的北斗车载终端，向600多万部入网车辆持续推送疫情信息、道路运输服务信息等，并推荐行驶线路，提供14天行车轨迹查询服务；为行业主管部门提供途经抗疫一线的车辆信息，为重点营运车辆调配和应急物资运输提供数据服务保障。

精准掌握患者及其密切接触者，把传染源掌握住、定位准、封控好，是疫情防控的关键。北斗与互联网、大数据、云计算等结合，形成的“北斗+”信息产品，可对感染者的行动轨迹进行精准定位并向社会公开发布，为大城市特别是城市基层社区做好防控工作提供了关键数据支撑。

北斗就在我们身边。

随着智能手机的普及，导航定位早已在我们的日常生活中“扎根”：早晨，设定的手机铃声唤醒起床；出门，用手机解锁共享单车；中午，实时查看外卖的配送距离；晚上，向朋友发送聚餐地址……这些都离不开卫星导航系统。

据《2020中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》披露，截至2019年第三季度，在中国市场申请入网的手机，有400多款具有定位功能，其中支持北斗定位服务的有近300款。

北斗的授时功能——通过与天上的北斗卫星“对表”，时间误差可以控制在千万分之五秒，确保人们的生产生活有着统一的时间基准。

时间基准是一个国家安全的保障，如高铁、电网、金融、计算机网络通信等，都需要时间同步。

一条100千米的500千伏输电线路，如果两端电压相量测量的时间基准差0.1毫秒，就可能产生27万千瓦的功率差异，相当于30多万户城镇三口之家的平均用电量。

与其他卫星导航系统不同，北斗系统还有自己的“独门秘籍”：短报文通信功能。通过短报文通信，北斗终端不仅能让用户知道自己“在哪儿”，也能告诉别人“有什么事”。

2020年8月，随着台风“黑格比”步步逼近，福建沿海风急浪高。

“目前在港渔船共有4467艘，转移渔船1290艘，台风影响海域无作业渔船。”在福建省渔业减灾中心值班室内，工作人员正通过北斗渔船动态监控管理系统，实时监控台风可能经过海域的船只动态，及时通知提醒外海渔船回港避风。电脑屏幕上，密密麻麻地布满了代表渔船的三角符号，点击符号，便会跳出该渔船的具体位置、大小、型号、船主姓名及电话等详细信息。

台风侵袭频繁的福建，已有1万多艘捕捞渔船安装了北斗示位仪，实现了船舶自动识别、定位、报警等功能。24小时不间断掌握船只动向，精准定位……渔船的海上状况都在北斗系统“视线”内。

此外，北斗智能农机、自动驾驶拖拉机和配套装备投入使用量增长15%，科技助农成了春耕最美的景象。

四川广汉市一台个头小巧的插秧机吸引了不少好奇的农户。插秧机没有驾驶员，只有一位工作人员负责将秧苗放置到插秧盘上。秧苗放置妥当后，插秧机随即开始在水田里“折返跑”，快速插下一行行整齐的秧苗。

据介绍，这台自主导航无人驾驶插秧机搭载北斗终端，在工作区域内，工作人员只需设定取秧量、栽插深度等参数，插秧机便能自行规划最优路线，自动完成插秧作业。人力一人一天最多插秧一亩，自主导航无人驾驶插秧机作业一小时，能完成七亩田的插秧。

北斗农机的推广使用，有效降低了驾驶员的劳动强度。驾驶员只需在田间地头进行人工操作，田间作业就可以完全实现“傻瓜式”操作；同时，北斗农机作业误差可控制在1—2厘米、效率提高20%—25%，极大地提升了农业精细化程度，提高了田间作业的质量和效率。

新疆土地广袤，日照充足，降水稀少，昼夜温差大，自然条件利于棉花生长，是中国的优质棉生产基地。新疆兵团第八师把北斗导航精准农业技术应用于棉花生产过程中，创造了良好的经济效益和社会效益。

北斗导航拖拉机自动驾驶系统，广泛应用于棉花精量播种、精准施药、耕深监测、棉花滴灌、受灾棉田重新播种、残膜回收、棉花测产、采棉机实时监控等生产过程中。

八师棉花种植面积380万亩，其中利用卫星导航自动驾驶技术喷施除草剂250万亩以上；利用卫星导航技术进行棉花播种242.6万亩，占八师石河子市棉花播种总面积的63.8%。在播种作业中，安装北斗导航自动驾驶系统的播种机不受光线限制，可实现全天不间断作业，做到了适时播种，不误农时，提高了机车利用率。可以说，一台机器不仅减少了农机具数量上的投入，还可节省聘请播种机手约1600元/天的薪酬支出，整个播种作业季节省开支60%。同时，交接行的精准度和播行直线度提高，可使土地利用率增加0.5%—1%，采棉机的采净率提高2%—3%，亩增加收入60—90元。在植保作业中，北斗导航拖拉机自动驾驶技术用于播前喷洒除草剂，田管阶段喷洒作物生长调节剂，秋后喷洒化学脱叶催熟剂，可确保接茬准确、施药精确、不重不漏。

北斗导航自动驾驶系统显著地提高了作业效率与质量，降低了劳动力成本，受到团场职工欢迎。北京合众思壮、上海华测、上海司南、黑龙江惠达等十三家导航企业，在八师辖区十四个团场安装拖拉机卫星导航自动驾驶系统超过2500台。新疆兵团的耕地面积大，农业机械化程度高，随着北斗导航精准农业技术的进一步推广应用，北斗导航自动驾驶系统需求广泛，应用前景十分广阔。

作为卫星导航的后来者，北斗建设之初，如何先用起来，当时面临不少难题。交通领域作为北斗最早的示范应用行业之一，立下了汗马功劳。

装载危险品车辆限速每小时80千米，当速度即将达到这个峰值时，北斗终端便会自动给予提醒。连续行驶三个半小时以上，也会提示司机休息，从而大大减少由此带来的交通事故。

大货车接入北斗数据后，实际位置、运行线路、载货量、油耗、里程等数据一目了然，有助于实现高效率的“车货匹配”。随着北斗应用向智能化发展，未来有望实现自动优化线路、无人驾驶等新功能，让物流变得更加智能。

2020年度，超过700万辆道路营运车辆已安装使用北斗系统；3.63万辆邮政快递车辆安装北半终端；约1600艘公务船舶安装使用北斗系统；约350架通用飞行器使用北斗系统，占比12%，并首次应用于运输航空器。

2021年5月，第十二届中国卫星导航年会召开，中国北斗卫星导航系统主管部门透露，中国卫星导航产业年均增长达20%以上。截至2020年，中国卫星导航产业总体产值已突破4000亿元。

“十四五”期间将抓住北斗产业生态的构建，抓住北斗系统技术产品的研发、推广和应用。预计到“十四五”末期，北斗产业总产值将达到万亿元规模。卫星导航领域有句名言：“卫星导航应用仅受人类想象力的限制，没有做不到，只有想不到。”

赋能各行各业，中国北斗是个“大北斗”。

小麦跨区机收是典型的农机社会化服务，“三夏”期间，数十万台收割机南征北战，对我国粮食颗粒归仓起到了重大作用。但20多年来，因缺乏相应技术手段，有关部门无法全面、准确和及时地掌握收割机时空分布和麦收进度，难以为机手提供高质量的信息和保障服务。农机制造企业的“三包”服务和收割机手的跨区转移，存在较大的盲目性和不确定性。

2021年麦收期间，中国农业大学北斗团队开始发布《麦收快讯》。

这是6月24日18:00—6月25日18:00的《麦收快讯》：

快讯摘要：全国规模化麦收已结束。面积中位数17亩/天，时长中位数1.65小时。

农机类型：小麦收割机

农机数量：潍柴雷沃（4794台）、江苏沃得（2169台）、中联农机（1630台）、中国一拖（89台）

作业进度：全国规模化麦收已经结束

作业重心：已移至河北唐山

……

《麦收快讯》首次集成了国内主流小麦收割机制造企业的北斗定位数据。尽管北斗终端数量有限，不及小麦收割机保有量的10%，但仍不失为一次意义重大的尝试和创举，在国际上也是首次实现国家级大范围农机数据共享和大数据应用服务。

《麦收快讯》基于农机作业大数据，可以在宏观、中观和微观尺度，全面服务于小麦收割作业组织与管理：第一，整体掌握小麦收割进度。第二，成为机手跨区转移的好帮手。第三，提高农机制造企业“三包”服务效率。第四，北斗大数据改变农机生产管理方式。它将改变我国组织和管理农机生产的方式。

据北斗精准农业应用国家重大项目首席专家吴才聪介绍，中国农业大学以北斗导航为技术支撑，根据农机作业大数据的应用场景，设计和构建了大数据构架，实现了大数据接入、清洗、存储、处理与发布的一条龙服务。在我国，农机作业大数据的应用刚刚起步。此次《麦收快讯》小试牛刀，即已显现出大数据的作用和意义。

北斗在“巅峰测试”中的成功应用，也是它在接续攀登、走向卓越道路上的一个耀眼标记。

2020年5月27日，珠峰高程测量登山队成功登顶世界第一高峰珠穆朗玛峰。

测量登山队员在峰顶竖立起测量觇标，使用GNCC接收机通过北斗卫星进行高精度定位测量，使用雪深雷达探测仪探测了峰顶雪深，并使用重力仪做了重力测量。

中国的北斗，世界的北斗。北斗系统是联合国认可的世界四大全球卫星导航系统之一。

在2021年9月16日的首届北斗规模应用国际峰会上，联合国外空司司长迪皮蓬在致辞中说：“中国的北斗系统，已经实现并正在与其他全球卫星导航系统兼容共用……将推动当今定位导航和授时技术的发展，为开创更灵活、更稳健、更具有弹性的卫星导航技术体系结构铺平道路。”

北斗系统与美国、俄罗斯、欧洲卫星导航系统的兼容与互操作持续深化。透明开放、拥抱世界的北斗系统，相继签署了中巴、中泰、中俄、中沙、中阿（盟）、中伊（拉克）、中阿（根廷）、中南（非）等双边协议，建立中国—东盟北斗合作论坛、中国—阿拉伯国家北斗合作论坛、中国—中亚北斗合作论坛、中国—非洲北斗合作论坛等常态化交流平台。相继进入民航、海事、搜救卫星、移动通信、电工委员会等多个国际组织标准体系。北斗正随着5G、民航、航海等产业走向全球，让全球用户享受到多系统并用带来的好处。

目前，北斗基础产品已出口至120多个国家和地区，系统服务已经覆盖200多个国家和地区，用户突破一亿，日服务达两亿次。中国北斗作为国家名片的形象持续深入人心。

中国的航天事业是人类和平探索和利用外空努力的重要组成部分，完全用于和平目的。中国自主建设北斗系统，建成之后主动向全世界开放。这种开放融合的胸怀和理念，让北斗系统的“朋友圈”越来越大，也将进一步锤炼北斗系统服务全球的能力。

2035年前，我国还将建成以北斗系统为核心的更加泛在、更加融合、更加智能的国家综合定位导航授时体系。北斗将以更强的功能、更优的性能服务全球，造福人类，为构建人类命运共同体做出中国贡献。

北斗被称为是“五千万”工程：调动了千军万马，经历了千难万险，付出了千辛万苦，要走进千家万户，将造福千秋万代。

展望未来，征途漫漫。

中国北斗服务全人类——这是北斗系统的不变初心，更是时代赋予北斗系统的历史使命。

第十二章 全球卫星导航系统

新华社2020年6月15日讯：

据中国卫星导航系统管理办公室消息，按照发射技术流程，我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星已在西昌卫星发射中心完成最后技术区测试、推进剂加注和发射前状态设置，执行发射任务的长征三号乙运载火箭也已完成加注前的全部测试工作，将于近日择机发射。

6月的大凉山，郁郁葱葱，生机勃勃，西昌卫星发射中心艳阳高照，微风习习。

此时此地，已经成为举世瞩目、万众关注的焦点。

同在这个发射场，同是这个发射塔，2000年10月31日，北斗一号首颗卫星腾空而起，拉开了我国北斗卫星导航系统建设的精彩大幕。

北斗系统全球组网导航卫星共有55颗，即将发射的是收官之星。届时，北斗三号全球卫星导航系统组网将宣告全面完成。

这是一次具有关键性意义的发射；这又是一次具有标志性意义的发射。

大凉山的天公仿佛也意识到了兹事体大，一进入6月，便变得肃然起来……

33.眺望

那几天，远在海南文昌卫星发射中心，常常可以看见一位老师傅眺望西北方向，眼中充满了关注和期待。

他是航天五院502所推进系统部燃料加注高级技师白崑顺。

1972年，17岁的北京小伙子白崑顺从地坛中学毕业，正赶上总字875部队招工，他以为去部队就是当兵，立即报了名。没想到所谓的部队，原来是个研究室（502所），是研制卫星的，特别要求保密。他成了一名加注工，负责给卫星加注燃料。

白崑顺的师傅叫吴文跃，话不多，整天只知道埋头干活。上班没几天，师傅忽然问他：“听说过人家背后是怎么喊咱们干这种活儿的吗？”

白崑顺不解地摇了摇头。

“与魔鬼打交道的人。”师傅闷声闷气地说。

“与魔鬼打交道？”白崑顺吓了一跳。

师傅告诉他，如同要给行驶的汽车加油一样，卫星在发射升空前，必须加注氧化剂和燃烧剂。氧化剂四氧化二氮，分解为二氧化氮红棕色气体，含有麻醉神经的剧毒；燃烧剂甲基肼遇明火、高温极易爆炸。

见白崑顺吓得脸都黑了，师傅又改口说：“害怕啦？没那么邪乎，我干了好几年了，不还是好好的！”

第一次给卫星加注，消防车、救护车鸣着汽笛，拉着消防队员、急救人员来到现场，一见那架势，白崑顺的心跳不由得加快了。

“燃料到位，仪器预热！”

“一切到位，准备加注！”

“一岗准备完毕！”

“二岗准备完毕！”

“加注！”

一次加注，要有8个人协调操作，100多条口令，300多个管路连接点，50多个阀门，阀门操作数百次……

从早晨7时一直加注到夜里11时，白崑顺跟着师傅跑前跑后，内衣都湿透了。

每次加注必须先去大山的库房里，将燃料卸到冷藏车上，再运到加注厂房。这时候，师傅会爬到两米高的大罐框架上，指挥徒弟各就各位，各司其职。白崑顺发现，在这个过程中，平时大大咧咧的师傅会立马变得小心翼翼，两眼瞪得老大，注视着储罐的仪表。既要控制温度，还不允许丝毫泄漏。

“加注！”

“一号给储罐加压！”

“打开S1！”

“S1已打开！”

“JY1！”

“JY1已调好！”

加注完毕，白崑顺便和大伙一起等待那激动人心的时刻到来——卫星发射。由于隔着一座小山，其实每次发射都看不见火箭升空的情景。白天发射只听得一声轰响，感到一阵山摇地动；夜晚发射可见一片火光染红半个天空。几秒钟后，大地复归寂静，天上的月亮还是月亮，星星还是星星。

白崑顺能吃苦，又愿意动脑子，他把师傅教的都悄悄记在脑子里，把所有的流程都默默融化在心间。几年打磨下来，他成了“金牌”加注技师。他的代号也从“小白”变成了“大白”。每次发射前，总师都会问：“大白来了吗？”

说起“大白”这个称呼，还挺有趣。也是巧了，白崑顺他们科室有五位姓白的师傅，有时外面来电话，说“找白师傅”，接电话的问：“您找哪位白师傅？我们这儿有五位姓白的师傅呢。”为了便于区别，白崑顺年龄和资历都是老大，于是被称为“大白”。更重要的是大家钦佩他的技术，“大白”也是一种敬称。

此后，每发射一颗卫星，白崑顺都要去西昌一次，有时待一两个月，有时一待小半年，最长的有10个月。西昌成了他的半个家乡。一出协作楼大门就是麻叶林村，待久了，跟村民们成了朋友。村民们都知道这位给卫星加注燃料的“白师傅”。村里有所希望小学，晚上闲时，白崑顺喜欢去希望小学转转，与老师们聊天。老师们最喜欢听他聊火箭和卫星，火箭为什么有那么大的力量，卫星在天上怎么不会掉下来，北斗是干什么用的……有些白崑顺能回答，有些他也答不上来。他手勤，经常帮助学校干点修修补补的活儿。他热心肠，村里有老乡到北京办事，他忙前忙后全程陪同。二三十年下来，有的村民索性喊他“白村长“”白支书”。

不知从什么时候开始，白崑顺有了写日记的习惯，每发射一颗卫星，他都要写一篇日记：当天的气候，什么星，何日进厂，何时开始加注，加注了多长时间，加注什么燃料，出现什么情况，等等。

每写完一篇日记，白崑顺心里便有一种满足感。经常也会把几位徒弟叫拢在身旁，说道说道，说说这位的优点，道道那位的不足，徒弟都服他。不知不觉间，他已经积累了20多本工作日记。徒弟说：“师傅啊，等您退休的时候，把这些日记本放到中国航天博物馆里展览，让全国人民都知道咱们加注工的伟大。”白崑顺瞪了他一眼：“哪有那么多伟大？咱们就是普普通通的加注工。”

那天傍晚，在协作楼外，总指挥李祖洪双眉紧拧，不知道在想什么事，一抬头，看见了白崑顺：“哟，大白师傅来了，什么时候到的？”

“李总，我不是跟您一起来的吗？”

“你看我这脑子，一忙，忘了。大白啊，您一出马，大家就放心了。”

是的，每当重要发射，李祖洪或是型号总师都点名要白崑顺来现场。北斗卫星发射至今，他已经一颗不落地跟了下来。

总指挥这么看重他，白崑顺心头一热，马上说：“李总，您放心，加注队会努力的，绝不会拖试验队的后腿。”

白崑顺经常对徒弟们说：“干咱们这种活儿的，一是不怕吃苦，二是要心细。一颗卫星几亿、十几亿，那都是老百姓的血汗钱。更要紧的是，每颗卫星都特别重要。所以，说一千道一万，活儿得干好，绝不能在咱们这里出问题。”

李祖洪问：“大白，您来西昌多少回了？”

白崑顺想了想：“应该有几十次了，记不清了。”

李祖洪又问：“一共打了多少颗星？”

“那天算了算，差不多是五十几颗吧。”

“五十几颗，哦，不少啊。”

李祖洪望着站在眼前老实厚道的白崑顺，不由得有些感慨。

发射一颗卫星，卫星系统、发射系统、测控系统……牵连着多少科技人员啊，同时，还有许多技术工人像白崑顺一样，坚韧、勤劳、刻苦，默默无闻地坚守在自己平凡的岗位上。庆功会上，很少出现他们的身影；功劳簿上，常常忘了给他们写上一笔。什么名啊利啊，似乎从来都与他们无缘。

白崑顺欲言又止，最后，还是说了：“李总，我想跟老领导汇报个小打算。”

“大白，您说，有什么打算？”

“我想，到我退休那天，争取打完80颗星。”

“80颗？”李祖洪一听，马上说，“大白，您这个目标定得低了点了，太小气了，北斗这么大工程，接下去要打的星很多，您的目标应该定得更高些。”

“高点？多少颗合适？”白崑顺眼前一亮。

“图个吉利，百发百中，争取打它100颗星，怎么样？”

“100颗？那么多，达不到吧？”大白半信半疑。

“没问题，您肯定可以打100颗。”

白崑顺下了决心：“老领导说了，那就打100颗星吧，听您的！”

李祖洪握着白崑顺的手，说：“好！大白，一言为定！”

2014年，白崑顺到了退休年龄，正准备办手续。

所长听说后，征求他意见：“大白，现在任务这么紧，活儿这么多，您不能退，再返聘三年吧？”

白崑顺说：“听所长的，您让我干，我就干。”

所里每月给2000元返聘费。

徒弟知道后，替师傅抱不平：“师傅，您的技术，这么点返聘费，咱们不干了。”

白崑顺两眼一瞪，抡起大巴掌：“一边儿待着去，为国家出力，这事儿跟钱有关系吗？”

三年后，返聘期又到了，新所长上任。新所长对白崑顺说：“白师傅，我刚接手，情况不熟，您不能退，再替我保驾护航三年吧。”

白崑顺又默默地穿上工装，什么话也没说。

北斗工程密集发射，让白崑顺一步步接近了自己定下的“为100颗卫星加注”的目标——每每想到这个宏伟目标，白崑顺心里便有一股热浪在翻滚。

北京—西昌！西昌—北京！

那天夜里，发射完又一颗北斗卫星，白崑顺从西昌回到北京。走前，家里新装了指纹锁。到了家门口，白崑顺用手指摁了一下指纹锁，没反应；又摁了一下，还是没反应。他换了只手，再摁，依然没反应。

白崑顺纳闷了，走前试了好多次，好好的。这离家个把月，怎么进不了门了？

白崑顺只好敲开了门。

儿子问：“爸，您怎么不摁指纹？”

“摁了啊，没反应。”

“不可能，我们都行，挺好使的。”

“不信？我再试一次给你看。”白崑顺说。

儿子关上门，白崑顺试了几次，先用左手，又用右手，门还是打不开。

儿子疑惑不解。白崑顺也是一脸狐疑。

儿子抓过白崑顺的手，仔细地看着，忽然，他明白了：“爸，您的指纹都已经磨平了，怎么开得了门？”白崑顺把双手举在眼前，仿佛第一次见到似的，慢慢看着。

他有些不敢相信，这是自己的手吗？伤痕累累，粗糙得像是两把钢锉。他再定睛一看，没错呀，分明是自己的双手……

他叹了口气：“唉，这双手整天与有毒的燃料接触，一层层脱皮，把指纹也磨平了。”

忽然，白崑顺自言自语道：“儿子，爸爸同卫星打了大半辈子交道，整天想的就是卫星，现在真成了回不了家的人了……”

儿子劝慰道：“爸，您怎么回不了家？明天，我换上原来的门锁不就得了。”

白崑顺期待着将北斗最后一颗星顺顺利利送上太空就退休，可院里一个电话，又将他招到文昌发射中心，长征五号火箭即将发送第三星，总师点名要“大白”去保驾。

航天系统也带着几分军队的作风，一切服从命令听指挥。

白崑顺到了文昌，但他的心却牵挂着西昌。隔个一两天，白崑顺就要与在西昌的徒弟王国超、郭欣羽微信联系，一再对他们说：这是北斗最后一颗星，马虎不得，一定要小心谨慎！

“师傅，您已经说了无数遍了，我们都牢记心里了。”遥望西北，一抹晚霞，万丈光芒。白崑顺在心里默默祝愿北斗的收官之星……

从文昌回来，白崑顺成了一名真正的退休老人。

48年，近半个世纪的加注工生涯，汗水伴随着辛劳，平凡蕴含着伟大。至今，白崑顺遇到老同事或自己的徒弟，还常常念叨：“这辈子，我一共加注了97颗卫星，最大的遗憾是没能实现送100颗卫星上天的目标。”

那几天，在武汉黄鹤楼旁的一个建设工地上，一位戴着安全帽的中年男子，不时地眺望西方，若有所思……

他是中建三局某公司的项目经理李一山。

2020年元月中旬，“新冠”疫情在武汉扩散。刚开始，李一山听说了一点消息，但不知道具体情况，反正没往心里去。他打算1月23日开车回黄冈老家过年。

没料想，一大早便传来武汉封关的消息。紧接着，手机朋友圈刷爆，各种传闻四起。

下午，中建三局召开紧急会议，传达市政府决定，由中建三局牵头，参照“非典”期间北京小汤山模式，在蔡甸区火速筹建火神山医院，规模为1000个床位。上级要求25日开工，2月2日交付使用。

李一山脑子有些乱，好些话他没记住，只记住了三个数字：1000个床位，25日开工，2月2日交付。

头尾都算上，九天时间。

当晚，工程承包公司总经理拉着各分公司的项目经理，到了施工现场。这个地方叫黄家湖，位于南郊。在车灯照射下，李一山看见了眼前的一片泥塘，几座土包，七零八落的矮树林夹杂其间。

当夜，李一山在项目部群里发了条短信：“弟兄们：为国家出力的时候到了！只要你身体无恙，家人支持，明天马上到项目部报到！”

150多人的项目部，报名者达95%。

兵贵神速。

当天下午1时6分，武汉市城建局向原北京小汤山医院设计团队中国中元国际工程有限公司发出求助函，中元国际首席总建筑师、当年小汤山医院主持设计师黄锡璆立即召集协调会，一个小时后，当年小汤山“非典”医院的全部建设图纸传到了武汉。紧接着，中信建筑设计院60多名工程师连夜开展设计。

第二天一早，李一山带队赶到工地。必须是一边设计，一边施工。

李一山和兄弟单位要干的第一个活，是把眼前的这块泥塘和山包，平整出七个足球场大小的一块空地。

李一山在心里算了一下：这个施工量通常需要半个月的时间。然而，指挥部给出的时间只有两天。

1月25日，大年初一。一阵寒风一阵雨，时不时还飘起小雪花。

让李一山没有料到的是，仅仅过了24小时，工地便集结起了3000多人的施工队伍。工人们的脸上带着一种悲壮的神色，像是即将出征的将士。

上午10时，病房楼场地标高确定了，中午12时，总平面及基础图确定。

各施工队有了明确目标，大会战开始了。挖掘机、推土机、重型货车……如同翻滚的洪流，奔腾不息。

有着十几年施工经验的李一山知道，当基础场地平整完毕后，工程的下一个流程是放线测量，也就是将建筑物的尺寸，建筑物各个构件的尺寸，从施工图纸上定位到施工现场。

按常规，这么大体量的工程，放线测量一个星期能搞完都算快的。而此时，离火神山医院交付仅剩下一周时间。

李一山皱着眉头对刘副总说：“即便我把场地平了，一个星期医院也盖不起来。”

刘副总反问道：“为什么？”

“为什么您还不知道？这么大面积，光放线测量，没有一个星期根本弄不完。”

刘副总笑了笑：“不该你操心的别操心。”

的确，李一山有所不知，除夕夜，几位“北斗人”带着北斗卫星导航系统高精度定位设备，火速驰援火神山医院工地。定位终端的投入使用，确保工地大部分放线测量一次完成。即使在环境复杂的场地，如树林、建筑群中，定位终端也能实现高精度定位、精确标绘，其精确度达到厘米级。

当时，工地上几百辆运输车日夜穿梭往来，北斗终端提供精准定位服务，保证运输线时时畅通。

北斗为武汉抗击疫情的“桥头堡”和“生命方舟”——火神山、雷神山两座医院的迅速施工和快速交付使用，争取了宝贵时间，立了大功。

后来李一山才得知，在疫情防控阻击战中，北斗快速响应，融入交通管理、物资运送、巡防管控等多项工作。

李一山在心中为北斗点赞！听说北斗三号收官之星即将发射，李一山在等待着，等待捷报再传……

那几天，在北京航天桥附近的中国航天科技集团家属院里，一位老人，坐在轮椅上，遥望西南方，神色坦然，波澜不惊……

这位被称作中国航天“大总师”的老人，亲历了中国航天梦最初的艰辛起步，也见证了一代代航天人之间的梦想接力。特别是北斗工程，从论证、立项，从北斗一号、北斗二号到北斗三号，披荆斩棘，攻坚克难，他均亲力亲为。

他是北斗工程首任总设计师孙家栋。

四年前，孙家栋忽然发觉双腿明显乏力，稍走一段路便发酸发软。考虑到安全，每天的散步活动被女儿强行取消了。女儿更严厉的要求是，一般情况下不允许他出门；遇到重要会议或参加重要活动，必须坐轮椅。孙家栋火了，我堂堂军人出身，长空万里任驰骋，如今岂能坐轮椅？可女儿脸色一沉，毫无商量余地。

2019年9月，孙家栋被授予共和国勋章。考虑到他的身体情况，中共中央办公厅征求他的意见，准备在中央领导授勋时，让他坐轮椅。他一口谢绝了，严肃地说：“我怎能坐着轮椅受勋，这是何等的不礼貌？我一定要昂首挺胸地走上主席台。”然而，临开会的前一日，孙家栋还是妥协了，他担心不听话的双腿到时候迈得很慢，那会耽误所有与会者时间的。

9月29日，中华人民共和国国家勋章和国家荣誉称号颁授仪式在北京人民大会堂隆重举行。

9时许，国家勋章和国家荣誉称号获得者集体乘坐礼宾车从驻地出发，由国宾护卫队护卫前往人民大会堂。人民大会堂东门外，高擎红旗的礼兵分列道路两侧，肩枪礼兵在台阶上庄严伫立，青少年热情欢呼致意。国家勋章和国家荣誉称号获得者沿着红毯拾级而上，进入人民大会堂。

金色大厅，气氛热烈庄重。巨幅红色背景板上，共和国勋章、友谊勋章、国家荣誉称号奖章图案熠熠生辉。背景板前，18面鲜艳夺目的五星红旗分列两侧，18名英姿挺拔的解放军仪仗队礼兵在授勋台两侧持枪伫立。

9时58分，伴着欢快的乐曲，习近平主席同国家勋章和国家荣誉称号获得者一同步入会场，全场起立，掌声如潮。

10时整，颁授仪式开始。解放军军乐团奏响《义勇军进行曲》，全场高唱《中华人民共和国国歌》。

习近平主席发表重要讲话。他强调，崇尚英雄才会产生英雄，争做英雄才能英雄辈出。英雄模范们用行动再次证明，伟大出自平凡，平凡造就伟大。只要有坚定的理想信念、不懈的奋斗精神，脚踏实地把每件平凡的事做好，一切平凡的人都可以获得不平凡的人生，一切平凡的工作都可以创造不平凡的成就。

当习近平主席俯下身子，将一枚沉甸甸的“共和国勋章”颁授给坐在轮椅上的孙家栋时，全场响起雷鸣般的掌声。

在此之前，杨长风总师带着谢军、姜杰、王平、陈忠贵等几位总师，登门看望孙家栋。李祖洪闻讯也赶来了。

杨长风说：“孙老啊，北斗最后一颗组网星很快就要发射了，大家有个愿望，想请您去发射场见证最精彩的一幕。”

孙家栋摆摆手：“我不是早说了，天上的事不管了吗？”

姜杰在一旁说：“孙老，您嘴里说不管，其实心里每天都在惦记着。收官之星不看，到时候会后悔的。”

“我这么大岁数，到了现场，是个累赘，会给你们添麻烦的。”

杨长风说：“怎么会添麻烦？有您在场坐镇，大家心里更加有底。”

孙家栋转脸对李祖洪说：“让祖洪代表我去看看吧。”

李祖洪笑着说：“孙老，在您的面前我永远是小字辈。可您忘了，我今年也已经78了。”

“有那么大吗？78，‘70后’，还不到‘80后’，还可以再干几年。”

李祖洪诙谐地说：“孙老，北斗收官，我也收摊，干不动了，回家享清福啰。”

“‘北斗收官，我也收摊’？”孙家栋说，“这可不是你李祖洪的风格。你不是还兼着北斗高级顾问吗？不能‘顾’而不‘问’啊！”

杨长风说：“孙老，李总是在您面前谦虚，北斗很多重要事情他还‘问’着呢！”

孙家栋满意地说：“我们航天人永远是生命不止，奋斗不息！”

杨长风说：“要不这样吧，孙老，等收官之星发射成功，我们再请您喝庆功酒吧！”

孙家栋微微笑着。

傍晚，女儿将轮椅推到南阳台，她知道父亲喜欢自己一个人静静地待着、默默地想着……

遥望西昌，孙家栋不由得有些心动。他已经记不清去过多少次西昌，光为北斗卫星发射，就去了二十几次。

他曾经说过：干了这么多的航天项目，北斗工程是最难的；干了这么多的航天项目，北斗工程是最累的……

1994年，北斗一号工程立项之时，美国的GPS已在一年前完成了24颗卫星的在轨组网；俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统也在一年前正式启用。很明显，北斗卫星导航系统起步已经远远落后于欧美。可以说，从北斗立项之日，北斗人便开始了一次紧迫的追赶之旅。

这的确是最难的工程，起点低、底子薄，从无到有，从有到优，首获占“频”（频段）之胜、攻克无“钟”（原子钟）之困、消除缺“芯”（“中国芯”）之忧、破解布“站”（星间链路）之难，每一步都很难。有多难？参加过攻关的科研人员形象地比喻：“简直比登天还难！”

这同时又是最累的工程。26年，几代北斗人接续奋斗，数十万建设者聚力托举，从“跟跑者”向“并行者”“领跑者”转变。呕心沥血，筚路蓝缕。在“累”中，实现中国特色；在“累”中，贯穿创新精神。

2020年，是东方红一号发射成功50周年。那个年代，把第一颗卫星送上天，每一个螺丝钉都是自己造的，每每想起，孙家栋便感到扬眉吐气。前些日子，孙家栋与王希季、戚发轫等11位当年参与东方红一号任务的老科学家，联名给习近平总书记写了封信，回顾了中国航天事业发展的辉煌历程，表达了对实现中国梦、航天梦的坚定信心。

在第五个“中国航天日”到来之际，他们接到了中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平的回信：

孙家栋、王希季等老同志们：你们好，来信收悉。作为“东方红一号”任务的参与者，你们青春年华投身祖国航天事业，耄耋之年仍心系祖国航天未来，让我深受感动。

50年前，“东方红一号”卫星发射成功，我在陕北梁家河听到这一消息十分激动。当年，你们发奋图强、埋头苦干，创造了令全国各族人民自豪的非凡成就，彰显了中华民族自强不息的伟大精神。老一代航天人的功勋已经牢牢铭刻在新中国史册上。不管条件如何变化，自力更生、艰苦奋斗的志气不能丢。新时代的航天工作者要以老一代航天人为榜样，大力弘扬“两弹一星”精神，敢于战胜一切艰难险阻，勇于攀登航天科技高峰，让中国人探索太空的脚步迈得更稳更远，早日实现建设航天强国的伟大梦想。

祝你们健康长寿、生活幸福！

习近平

2020年4月23日

作为“两弹一星”的重要组成部分，东方红一号的成功发射，拉开了中华民族探索宇宙奥秘、和平利用太空、造福人类的序幕。

习近平总书记的回信，饱含着对老一代航天人的高度嘉许，饱含着对新一代航天人的殷切希望，饱含着对发展航天事业、建设航天强国的重托与期待，对所有航天人是极大的勉励、鼓舞和鞭策。

眺望西昌，孙家栋似乎又看见那座巍峨的发射塔，眼前浮现出一个个熟悉的身影，此时此刻，他们正全力以赴，精心组织，确保收官之作万无一失。

孙家栋眯缝着双眼，嘴角轻轻颤动着，显然，他也有些激动了……

眺望西昌，万众瞩目。

眺望西昌，期待一箭冲天！

34.收官之星

2020年4月3日，北斗三号最后一颗星，由专机运送至西昌发射中心。

正值疫情防控吃紧阶段。多支试验队、数百名科技人员齐聚发射场。面对特殊严峻的形势，总体层面精心做“统法”，统筹资源、统筹力量、统筹工作；各试验队一再做“减法”，把现场人员压缩到最少、工作流程调到最简、各类风险控到最小；发射场全力做“加法”，加强防控措施、加大保障力度、加紧解决困难，齐心协力，共渡难关。

前一天，北斗三号卫星首席总设计师谢军、总指挥迟军和总设计师陈忠贵，率领试验队，搭乘国航的包机直达西昌。

春风拂面，连风的气味都十分熟悉。

迟军问陈忠贵：“忠贵，西昌你来多少回了？”

“没算过，有十几次了吧。”陈忠贵说，“你呢？”

“我肯定比你多，二三十次了。”

迟军1990年从北京航空航天大学毕业后，进入五院，经历过技术和管理岗位的双重锤炼。2004年，37岁时，他被任命为某通信卫星型号总指挥。至今，一共参与管理了27颗卫星的研制。

许多事情对于老百姓来说已经习以为常，比如，任何时候打开电视，便能看到节目；开车去一个陌生地方，卫星导航会从起点将你准确送到终点。

然而，这一切的背后，是航天人想的问题：太空垃圾突然击中卫星，太空环境中的某些高辐射微粒侵入星体，或是星上十几万个元器件中的某个元件发生故障，都可能让卫星停止工作。

迟军曾经是鑫诺三号卫星的总指挥，鑫诺三号用于广播电视信号传播。迟军想，这颗卫星可不能出问题，它要是在天上出了问题，千家万户的电视可就黑屏了。他说：“干卫星的有一种无形的压力，无论什么类型的卫星，包括商业卫星和民用卫星，它服务的对象是广大公众。北斗导航卫星更是如此，它的用处几乎无处不在，与国家利益、老百姓生活息息相关。”

一般说，卫星发射时，试验队提前40天进场。北斗三号收官之星拟定2020年5月23日发射，试验队提前50天进场，说明各级对这颗星的重视。

此时在场的还有另一颗星——印度尼西亚向中国采购的第一颗商业通信卫星帕拉帕，它将于4月9日发射。

4月9日19时46分，长征三号乙火箭携带印度尼西亚帕拉帕卫星发射升空，三级火箭工作发生异常，卫星及三级火箭爆炸，残骸随即坠毁。

而在此前的3月16日，长征七号A火箭在海南文昌卫星发射中心的首次试飞中，未能将一颗分类卫星送入轨道，星箭俱毁。

发射场上空顿时乌云翻滚，上上下下一片震惊。

北斗三号最后星因此推延至6月16日发射。

连续两次发射失利，再次证明了航天事业的高风险。同时，也面临着严峻的质量形势。特别是帕拉帕星的失利，发生在“3·22”航天质量日之后，令人无法接受。

1992年3月22日，长征二号捆绑式火箭发射澳大利亚B1通信卫星时，第三助推器的点火触点，因一块两厘米左右的多余铝屑物产生的电弧接通了关机触点，造成助推器在点火后随即关机。火箭主计算机测的推力不够，发动机于7秒后实施紧急关机，最终发射失败。

为了牢记这个惨痛的教训，1994年，原航天工业总公司决定将每年的3月22日定为“航天质量日”。航天科技集团总公司成立后，决定继续沿用“3·22”为航天质量日。

一声令下，集团公司紧急部署了一场质量大整顿。

北斗三号收官任务与长三甲系列火箭失利后首次复飞重叠，作为试验队队长的迟军和试验队党支部书记的陈忠贵压力巨大。这种整顿是思想上对“质量第一”的一次再认识；这种整顿是对大到星、箭的重要器部件，小到一条线路、一颗螺钉的复核复查……

迟军说：“因为这是“北三”的最后一颗星，从集团领导到总师，到每位技术人员和工人师傅，大家都知道这颗星的实际作用和象征意义。所有的北斗参与者都有压力。我们所做的复核复查，真像是翻箱底一样，细致到每个焊接点是不是可靠都查了。”

这是让人刻骨铭心的两个多月。大整顿让每一位试验队员都获得了信心和底气。

离6月16日的发射日越来越近。

6月5日，北斗三号最后星吊装上箭。

6月13日，杨长风总设计师赶赴发射场，对发射前的准备做最后的检查。

6月15日傍晚，长征三号乙火箭已按流程完成常规推进剂加注，开始进行射前功能检查。

发射测试大厅内，火箭、卫星“两总”和试验队员，坐在各自工位上全神贯注观看技术数据。

20时，火箭开始加电测试，三级发动机的1分机中减压阀的压力数据，比正常情况下的数值相差了一点几。

火箭低温发动机副总设计师罗巧军眉毛竖了起来，他以为自己看错了，再定睛一看，数值还是有差异。这可不是好预兆，因为中减压阀的压力数据，直接关系到三级发动机能否正常工作，关乎任务成败。

罗巧君和试验队员陈明航交换了一下眼神，说：“会不会是测量设备出现故障，造成数据异常的极端情况？”

陈明航几步跑进测试间，快速检查完测试设备后，当头被浇了一盆冷水：测试设备工作正常。

情况立即上报。

几分钟后，发射中心指挥员紧急召集“两总”和各方专家研究对策。专家们一致认为：测试设备工作正常，说明问题出在阀门上，需要迅速更换同类产品，继续实施后续发射流程。按照这样的操作，16日清晨的发射窗口仍可赶上。

长三甲系列火箭总指挥岑拯、总设计师姜杰带领技术人员，迅速梳理出问题排查步骤和应对处置需要准备的备份产品。

发射塔上，操作人员按流程进入火箭舱体对中减压阀进行检查，发现壳体上有一个三四厘米的鸡爪形细小裂纹。

消息传来，在场人员都惊出一身冷汗。

姜杰眉心一蹙，在心里说道：“怎么会出现这种情况？不可思议！”

中减压阀是控制火箭液氧流量一个关键部件，如果液氧流量控制不准，会影响推力的产生，将对火箭卫星发射带来严重后果。必须在第一时间排查这些隐患。

虽然只是一个裂纹，但当时大家对它的机理掌握得不是特别准，便采取了两条措施：一是更换这个产品，保证它没有问题；二是派人迅速赶回北京，对同批次产品从设计到生产检验进行全程核查。

临近午夜12时，新更换的同批次产品经检测工作状态正常，具备实施任务条件。

16日凌晨1时，对产品抽检件的材料分析结果从北京传来，问题得到复现。

航天集团公司董事长吴燕生、副总经理杨保华在听取火箭、卫星等方面情况汇报后，慎重研究决定，推迟发射任务，彻底排除隐患，并将意见迅速上报任务指挥部。

任务指挥部果断决策：发射任务推迟，发射时间待定。

6时，新华社向社会公布了这一消息。

此时，几十家新闻媒体、近百名记者已经汇集西昌，任务推迟的消息一经发布，记者们原先准备好的新闻稿只得重写。

收官之星，万众瞩目。

全世界的观众本想通过直播看到这一激动人心的时刻，然而当天一大早收到的却是火箭推迟发射的消息，所有关心北斗的人都捏了把汗。

16日上午，问题产品被迅速送回北京接受材料检测。当晚，经过前后方结果对比，证明了问题发生的机理。

此时，北斗三号卫星已在箭上，必须迅速拿出符合要求的替换产品。与此同时，围绕问题的“归零”工作也在紧张推进。

18日上午，航天科技集团召开视频会，邀请火箭卫星研制专家、中国钢研的材料专家，对问题进行剖析定位，达成了可以“归零”的结论，决定使用合格替代产品继续执行发射任务。

18日晚，技术人员将从北京运来的替换产品安装上箭，经测试，指标符合任务要求。但由于夏季气温较高，已经加注常规推进剂的火箭贮箱内的燃料温度和气枕容积出现变化，已不能满足发射实施条件，近400吨火箭常规推进剂必须安全泄出。

不泄出显然不行，但泄出后再重新加注，万一出现新的问题怎么办？

难！难！！

这是一个艰难的决定，长三甲系列火箭历史上还从来没有遇到过如此情况！

通常看来，这过程仿佛是汽车已经加满了油，现在要把油箱里的油泄出来，没那么复杂。然而，火箭的情况绝对没那么简单。这是一种逆操作。推进剂，特别是氧化剂，是有腐蚀性的，时间长了，对管路、部件会带来一定的影响，而且要保证在泄出时没有任何闪失。

火箭的燃烧剂四氧化二氮对人体是有毒的，一线的操作人员得保证它不能有任何的泄漏。而这项工作是突发的，他们不可能天天都在操练，他们也是第一次遇到。

危急时刻，加注分队连续三天反复研究推进剂泄出技术难点，分析近500个阀门、1600米管道等设备实施状态，组织八次泄出演练，把泄出方案细化到分钟级，精细到每个动作、每一句口令，力争将风险降到最低。

19日至20日，火箭一级、二级及四个助推加注口以上的氧化剂、燃烧剂分别安全完成泄出操作。粗略计算，泄出量约占加注燃料总量的四分之三，规模之大前所未有。

杨长风、姜杰、岑拯几次到现场，坐镇指导泄出作业。

然而，一波未平，一波又起。夏季高温情况下燃料加注后推迟发射，又带来新的难题。技术人员在对助推器氧箱进行检查时，发现连接传感器的法兰盘螺栓出现轻微腐蚀现象，需要尽快更换。

在狭窄的箭体内更换法兰盘螺栓，操作人员要身着防护服从仪器舱舱口钻进火箭内部，以俯卧的姿势迅速精准完成拆除和新产品安装，同时还必须对箭体内的危险物保持高度警觉。箭体内的氧化剂有腐蚀性，燃烧剂对人体有毒，这就要求操作员不仅要胆大心细，还要有一种舍我其谁的奉献精神。

一院211厂产品装配年轻技工闫磊、刘永宁穿好防护服，拿着工具，沉着果敢地开始更换4个助推器氧箱、24个螺栓。

那每分每秒都显得那么漫长，现场所有的人，心都提到了嗓子眼儿。

一个多小时，更换完毕。

姜杰说：“危险时刻，紧急关头，211厂的工人师傅过硬的技艺和敬业精神，让我敬佩。”

北斗人又一次面对“娄山关”“大渡河”，北斗人的长征屡屡涉险又化险为夷……

6月23日，西昌卫星发射中心云雾缭绕，细雨绵绵。

9时30分，01指挥员尹相原下达指令：“30分钟准备！”

操作手姚云旋转自动旋钮，打开四联回转平台。

30度、90度、180度……星箭组合体渐渐呈现：长征三号乙运载火箭再一次闪亮登场，整装待发。箭体上“中国航天”四个大字显得格外耀眼夺目。

“15分钟准备！”

01指挥员再次下达指令，最后一批塔勤分队人员已经完成最后检查，快速撤离。

北斗卫星导航系统工程总师杨长风微微仰着头，默默注视着正前方，神色泰然。

长征三号系列火箭总师姜杰拢了拢耳旁的短发，深情地望着那发她非常熟悉的长三乙。

北斗三号卫星系统首席总师谢军，双眼紧紧地盯住火箭顶端的整流罩，那里搭载着这次发射任务的唯一“乘客”——第55颗北斗导航卫星。

“10分钟准备！”

蒙蒙细雨，丝毫挡不住从全国各地赶来的热情观众，大家挥舞着手中的国旗，热切期待着一个新的航天历史时刻的到来。

“1分钟准备！”

发射进入最后程序。尹相原沉着地发出指令，控制测量脱插脱落完成，电缆摆杆同时摆开。

“10，9，8……3，2，1，点火！”

9时43分，伴随着山呼海啸般巨响，长征三号乙火箭拖带着耀眼的尾焰，以雷霆万钧之势腾空而起，托举着北斗三号最后一颗全球组网卫星飞向太空。

经过1541秒的飞行，卫星与火箭分秒不差地准时分离，太阳翼徐徐展开，卫星如鲲鹏展翅，翱翔在距地面200多千米的太空中。

飞控大厅里，大屏幕上显示出卫星成功入轨的精彩动作，雷鸣般的掌声经久不息。

观礼台上，来自抗疫前线、扶贫一线、航天战线的代表们，挥动着手中的国旗，高唱《我和我的祖国》，久久不愿离开……

35.北斗璀璨

2020年8月3日，国务院新闻办公室举办新闻发布会。中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其、北斗系统工程副总师谢军、北斗三号工程卫星系统总师林宝军、北斗三号工程运控系统总师陈金平走上主席台，向大家介绍北斗三号全球卫星导航系统建成开通的有关情况。

冉承其精神矍铄，满脸笑容，做了主旨发言：

女生们、先生们、各位媒体朋友们：

大家上午好。很高兴和我的三位同事出席今天发布会。7月31日，习近平总书记向世界宣布北斗三号全球卫星导航系统正式开通，标志着北斗“三步走”发展战略圆满完成，北斗迈进全球服务新时代。下面，我从四个方面介绍有关情况。

一、工程建设提前半年完成，彰显中国速度

攻坚克难，完美收官。北斗三号2009年11月启动建设。十余年来，工程建设历经关键技术攻关、试验卫星工程、精简系统、基本系统、完整系统五个阶段，提前半年完成全球星座部署，开通全系统服务。建成即开通、开通即服务，工程建设取得巨大成就。一是攻克关键核心技术，实现自主可控。400多家单位、30余万科技人员集智攻关，攻克星间链路、高精度原子钟等160余项关键核心技术，突破500余种器部件国产化研制，实现北斗三号核心器部件国产化率100%。二是发挥举国体制优势，高效完成组网，加强集中统一领导，建强工程总体和两总研制队伍，以总体、技术、质量、进度为标准，创新研制建设体系，单星研制周期缩短四分之一，运载火箭总装周期缩短三分之一，卫星入网周期缩短四分之三。构建形成风险分析及控制保障链，不带隐患发射，不带疑点上天。自2017年11月起，两年半时间高密度发射18箭30星，建成40余个地面站，快速形成星地一体化运行能力。特别是面对年初以来的新冠疫情影响和航天领域质量形势风险，工程全线狠抓任务组织实施、狠抓产品质量复查、狠抓任务风险防控，实现组网收官攻坚战和疫情防控阻击战的全面胜利。

二、系统功能强大性能一流，展现中国品质

追求卓越，世界一流。建设目标对标国际，迭代升级、实施增量工程，功能性能指标达到世界一流。一是系统功能强大。北斗三号具备导航定位和通信数传两大功能，可提供定位导航授时、全球短报文通信、区域短报文通信、国际搜救、星基增强、地基增强、精密单点定位共7类服务，是功能强大的全球卫星导航系统。二是性能指标先进。全球范围定位精度优于10米、测速精度优于0.2米/秒、授时精度优于20纳秒、服务可用性优于99%，亚太地区性能更优。

短报文通信服务进行了升级拓展，区域通信能力达到每次14000比特（1000个汉字），既能传输文字，还可传输语音和图像，并支持每次560比特（40个汉字）的全球通信能力。星基增强服务具备一类垂直引导进近（APV－1）能力，填补了我国星基增强服务空白。国家搜救服务检测概率优于99%，具备反向链路确认特色能力，显著增强遇险人员求生信心。此外，地基增强、精密单点定位还能提供最高厘米级定位服务。

今天，我们在前期已发布的有关文件的基础上，再发布定位导航授时（B2b）、星基增强（BDSBAS－B1C）、地基增强、精密单点定位(PPP－B2b)、国际搜救共5类服务的接口控制文件，北斗官方网站同步上线。区域短报文通信、全球短报文通信2类服务的接口控制文件定向发布。至此，北斗系统发布的接口控制文件已覆盖全部7类服务。

三、综合效益显著成果丰硕，凝结中国智慧

一是国之重器，利国惠民。北斗系统已全面服务交通运输、公共安全、救灾减灾、农林牧渔、城市治理等行业，融入电力、金融、通信等国家核心基础设施建设。28nm工艺芯片已经量产，22nm工艺芯片即将量产。大部分智能手机均支持北斗功能，支持北斗地基增强高精度应用的手机已经上市。构建起集芯片、模块、板卡、终端和运营服务为一体的完整产业链。10年来我国卫星导航与位置服务产业总体产值年均增长20%以上，2019年达到3450亿元，2020年有望超过4000亿元。北斗在中欧班列运输、京张高铁建设运营、民用航空等方面得到应用，基于北斗的高精度服务在抗击新冠疫情和南方水灾中发挥积极作用，正在加速进入新基建，与新一代通信、区块链、物联网、人工智能等新技术深度融合，北斗应用新模式、新业态、新经济不断涌现。

二是中国北斗，世界北斗。北斗已是联合国认可的四大全球卫星导航系统之一。与美国、俄罗斯、欧盟卫星导航系统的兼容与互操作及系统间合作持续深化。相继进入民航、海事、搜救卫星、移动通信等多个国际组织，多个支持北斗系统的国家标准已发布。成功举办中阿北斗合作论坛、中国—中亚北斗合作论坛，在突尼斯建成首个海外北斗中心，中标阿尔及利亚地基增强网项目，在中阿合作论坛第九届部长级会议上，中阿商定继续推进深度合作。目前，北斗相关产品已出口120余个国家和地区，向亿级以上用户提供服务，基于北斗的国土测绘、精准农业、数字施工、智慧港口等已在东盟、南亚、东欧、西亚、非洲成功应用。

四、打造综合定位导航授时体系，再续中国创造

秉承“中国北斗、世界北斗、一流北斗”的发展理念，大力弘扬“自主创新、开放融合、万众一心、追求卓越”的新时代北斗精神，2035年前将建成更加泛在、更加融合、更加智慧的国家综合定位导航授时体系，为未来智能化、无人化发展提供核心支撑，持续推进系统升级换代，融合新一代通信、低轨增强等新兴技术，大力发展量子导航、全源导航、微PNT等新质能力，构建覆盖天空地海、基准统一、高精度、高智能、高安全、高效益的时空信息服务基础设施。服务全球，造福人类！

北斗闪烁，泽沐八方。

2020年7月31日上午，北斗三号全球卫星导航系统建成暨开通仪式在北京人民大会堂举行。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平出席仪式，宣布北斗三号全球卫星导航系统正式开通。

全场响起了经久不息的热烈掌声。

这是中国推进科技创新的重大事件。作为世界上第四个建成的全球卫星导航系统，北斗三号在导航精度、授时精度、稳定性、可靠性方面堪称世界一流，特有的短报文功能更是独步天下。“北斗”一词已经成为世界范围内的流行语之一。

从北斗一号工程立项开始，几代北斗人接续奋斗，数十万建设者聚力托举，在强国复兴的伟大征程中，一次次刷新了“中国速度”，展示了“中国精度”，弘扬了“自主创新、开放融合、万众一心、追求卓越”的新时代北斗精神。

习近平总书记充分肯定北斗系统特别是北斗三号全球卫星系统导航建设取得的成就。他指出，北斗三号卫星导航系统的建成开通，充分体现了我国社会主义制度集中力量办大事的政治优势，对提升我国综合国力，对推动疫情防控常态化条件下我国经济发展和民生改善，对推动当前国际经济形势下我国对外开放，对进一步增强民族自信心、努力实现“两个一百年”奋斗目标，具有十分重要的意义。26年来，参与北斗系统研制建设的全体人员迎难而上、敢打硬仗、接续奋斗，发扬“两弹一星”精神，培育了新时代北斗精神，要传承好、弘扬好。要推广北斗系统应用，做好确保系统稳定运行等后续各项工作，为推动我国经济社会发展、推动构建人类命运共同体做出新的更大的贡献。

一个民族的智慧，一个国家的创造力，往往需要一些标志性的成果来证明。这些成果，也是一个民族和国家兴旺发达的标志。北斗卫星导航系统是中国近30年来最伟大的发明。

仰望星空、北斗璀璨；脚踏实地、行稳致远。

中国的北斗，世界的北斗，一流的北斗！

全书将由人民文学出版社出版