一年发15到20颗卫星 这支平均31岁的团队怎么做到

2017-11-03 10:07:00 上观新闻 分享
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 “我们现在一年可以发射15颗到20颗卫星。”中科院微小卫星创新研究院副院长、北斗导航卫星总设计师林宝军说这话时,透着抑制不住的兴奋。在他身后,是一整面蓝色的“太空墙”,他们每发射一颗卫星,墙上就会多一颗姿态不同的卫星。

  已成功发射包括新一代北斗导航卫星、暗物质粒子探测卫星(悟空)、量子科学实验卫星(墨子)、天宫二号伴随卫星等22颗卫星,成功率达到100%。

  该研究院成立14年来,已成功发射包括新一代北斗导航卫星、暗物质粒子探测卫星(悟空)、量子科学实验卫星(墨子)、天宫二号伴随卫星等22颗卫星,成功率达到100%。不久前,习总书记在党的十九大报告中“点名”提到了“天宫”“悟空”“墨子”等重大科技成果。

  从过去几年才做一颗卫星,到现在一年可以发射15颗到20颗卫星,从卫星平台研制“跟跑”欧美国家到“领跑”世界,“小卫星”的奇迹从何而来?

  “这个单位是没有下班时间的。”很多年轻人刚来这里工作,都会听到这样的评价。除了无私奉献,还有别的吗?解放日报·上观新闻记者今天走进有些神秘的中科院微小卫星创新研究院,找到了答案,那就是勇于创新,一次次实现“零”的突破。

位于中科院微小卫星创新研究院的“太空墙”。

  想别人不敢想,做别人不曾做

  高13米、近2000平方米的总装厂房里,技术人员正在紧张有序地安装北斗三号组网卫星。

  “以前做卫星,都是先把国外的数据找来做分析。如果美国都没有做过的事情,也就轻易不敢下决心。这种固步自封,是我们首先要打破的。”林宝军说,理念创新并非易事,从0到1的尝试,意味着许多不确定性,但如果经得住科学论证,就要有这个自信。

  2015年3月30日,我国首颗新一代北斗导航卫星发射成功。这意味着中国人可以把“时间与位置”这一重要的战略资源,牢牢掌握在自己手里。这颗卫星从原先的几吨一下瘦身到了800多公斤,原本十几个分系统需要20多台计算机控制,现在优化为1台,大大提升了卫星的可靠性。在“瘦身”过程中,采用的新技术占比超过70%,其中不少为全球首创。而航天领域有条不成文的规定,卫星采用新技术的比例不会超过30%。

  该研究院在竞标暗物质卫星时,让评委们大吃一惊——设计团队提出了以载荷为中心的设计理念。多年来,我国卫星研发都是以平台为中心。打个比方,原来以“车”为中心,如果“货物”尺寸太大,或分量太重,就只能改。这次,他们提出根据“货物”来做“车”,颠覆的不仅仅是重量比例问题,更是设计理念的改变,能否经受力学振动试验成了一道必须跨过的坎。

  最后,整颗暗物质卫星重1.8吨,其中载荷1.4吨,平台只有450公斤,完全颠覆了过去卫星的载荷与平台比例,还可节省几千万元的运载火箭成本。“这是目前世界上观测能段范围最宽、能量分辨率最优的暗物质粒子探测卫星,超过国际上所有同类探测器。”卫星总设计师李华旺说。截至2017年10月7日,“悟空”已绕地球飞行9680圈,探测宇宙粒子34亿个。

技术人员在进行导航卫星电缆连接。

  在技术创新上自我较劲追求卓越

  有了“开土拓疆”的勇气,还要有过硬的技术傍身,“小卫星人”也一直在技术创新上自我较劲追求卓越。

  就在一个多星期前,在地球观测组织第14届年会上,中国与会者宣布将为全球提供我国首颗二氧化碳监测科学实验卫星的碳数据。

  与以往只用单一对地姿态探测地球的气象卫星不同,碳卫星是几种观测模式交互进行,一会“斜着看”,一会“竖着看”,一会“盯着看”,是颗“会跳舞的卫星”。在2011年接手碳卫星总体设计时,为更精准地监测全球二氧化碳,这支团队主动请战,大胆提出了现有的观测模式。“这么做卫星,还不翻了?”由于缺少在空间实现的先例,在项目初期难免有一些担心和质疑的声音。“就拿耀斑观测模式来说,卫星飞行时在动,海面上耀斑也在动,两者之间的几何关系一直在改变。这就像人在屋子里行走,要通过墙上镜子的反射,始终注视着桌上飘忽的烛火,难度可想而知。”碳卫星副总设计师张永合说。这支团队不畏挑战,埋首攻关,在2013年就取得了关键技术的突破。

  去年8月,世界首颗量子科学试验卫星成功发射,该研究院负责了量子卫星平台的研制。“对于做量子卫星虽然早有心理准备,但没想到难度会那么大。”量子卫星总体主任设计师邓雷说。要把卫星上的两束激光同时对准地面两个相聚千公里的天文望远镜光轴,误差必须控制在3.5微弧度,这就好比在离地万米的飞机上,往地面两个储蓄罐的狭缝里扔硬币。经过技术攻关,最终达到了2.5微弧度的对准精度,比设计要求的精度还更高。

  2016年6月,卫星顺利通过出厂评审,在最后一次测试中发现载荷信标光功率下降。这也许是性能波动,但总指挥王建宇、总设计师朱振才果断提出,绝不能让卫星带问题上天。留给他们的时间不到一个月,如果不能彻底解决问题,卫星发射时间就要向后推迟一年。该团队与上海光机所、中科大、上海技物所等单位联合开展攻关,终于解决了问题,确保了卫星按时发射。

  “尽管三大既定科学目标已提前完成,我们还可以拓展量子卫星的功能,修改程序开展新的实验。”

  不按资排辈,激发了年轻人积极性

  去年12月,中科院微小卫星创新研究院在中科院率先行动首批四类机构改革验收中唯一全票通过且排名第一。这次改革持续了26个月,期间发射了13颗卫星,占到该研究院成立14年发射卫星总数的68%。

  这支不到600名职工的年轻团队,平均年龄31.7岁。在新一轮竞聘中,全体员工“全部起立,重来一遍”。不按资排辈的管理创新,激发了年轻人的积极性和创造力。

  研究院按照任务的不同,以重大成果产出为导向,实行分层分类考评体系。跑项目的,关键看中了多少标拿了多少任务;做新技术的,则可以沉下心来做研究,以3年为一个考核周期。研究院施行末位淘汰,两年来,有的员工绩效成绩不高,或选择离开,或流动到其他更合适的岗位。这种并非走过场,而是“真刀实枪”的改革,成了一种实实在在的激励。

  “让每个人都能拥有属于自己的卫星,是我们的梦想。”研究院微纳所副所长曹金说。如今,中科院微小卫星创新研究院的卫星研制周期平均缩短60%,批产卫星平台成本降低80%,在研30余颗卫星,成为我国卫星技术创新研究的先锋队。作为张江综合性国家科学中心的核心单位之一,该研究院正积极参与张江科学城和国家实验室的建设,已将卫星批量生产制造和商业化航天布局到了临港地区。

  小卫星,大未来,值得期待。

责编:陶文冬