林宝军:谱写北斗传奇的头号功臣

2020-09-22 09:03
时代邮刊 2020年17期
关键词:神舟导航系统北斗

2020年7月31日,习近平总书记向世界郑重宣布,北斗三号全球卫星导航系统正式开通。这一刻,北斗全球服务信号在无形时空传播开来。寰宇苍穹、星罗棋布,全球真正有了“中国北斗”的导引和陪伴。中国又一次为世界贡献了中国智慧。作为新一代北斗导航卫星的总设计师,林宝军功勋卓著,受人敬仰。

一个农村娃的选择:挣钱还是为国效力

林宝军于1962年出生在吉林长岭农村。他是中科院微小卫星创新研究院副院长,新一代北斗导航卫星总设计师,曾任载人航天工程应用系统副总设计师,参与了从“神舟一号”到“神舟十三号”的全部论证工作。创新研究院是一个“学霸”云集的高等科研院所,而林宝军在这里是一个“学神”级的人物。他本科学的是内燃机专业,硕士是计算机专业,博士是软件控制专业,博士后从事高能天体物理专业研究。

林宝军从小就被认为是村里的“神童”,16岁那年进入吉林工业大学。他当时选择了内燃机专业,因为“表哥就是修车的”。大学毕业后,林宝军到一家柴油机厂当了汽车发动机工程师。过了一段时间,林宝军“感觉不好”,总不能一辈子就干这个。他又继续考取了不同专业的硕士、博士。1993年,硕士、博士都是稀缺人才,更别说是博士后了。博士后出站后,他被分配到中科院空间中心工作。这里,就是研发神舟飞船载荷的根据地。

这个时候,深圳等沿海地区正在进行一场大刀阔斧的改革,林宝军的很多同学都去南方创业了。“我只记得,他们一个月挣的钱,我挣一辈子都赶不上。”当年神舟飞船的研制,除了对科学学术层面有较高的要求外,还对工程施工有极高的要求。这就使得科研人员与工程技术人员之间产生了一定的“冲突”。当时的环境是,科研机构重学术、重探索、重讨论,但“造飞船”又有明确的时间节点,国家经费不多,工程部门又着急完工。这种情况加上院所外风生水起的改革开放形势,导致神舟载荷研制人马换了一拨又一拨。

林宝军也曾心动过,可他没行动。一些从南方回来的同学找到他,邀请他一起南下创业:“宝军,凭你的脑袋肯定比我们强,当个大老板多好!”林宝军设想了一下自己有钱后的生活,说:“我要那么多钱也没特别重要的事情干,我最喜欢的还是造飞船。人总要做点对民族、对国家有意义的事。”1999年神舟一号飞船发射时,林宝军成为不多的几个从始至终都在岗位上的年轻人之一。“当时单位里真没什么留人的办法,就是自己一直坚持,那些跟我一样意志坚定的人也都留下来了。”林宝军深深感到,10多亿人口的泱泱大国,没有与大国地位相匹配的航天科技,是不行的。

一名科研人的志气:做自主创新的“全球最新”

2009年,林宝军奉命从北京来到上海,出任中科院微小卫星工程中心研究所副主任、创新研究院副院长,担任新一代北斗导航卫星研发团队的“总舵手”。在此之前,他已拥有丰富的卫星空间应用总体工作经验,但做一颗重量不到1吨、导航定位要求却样样精到、高轨道高可靠长寿命的小卫星,他也是头一遭。北斗要在国际舞台上和美国的GPS等导航系统竞争,接受用户和历史的检验,而且北斗系统与人民生活的关联度更高,广受老百姓的关注。林宝军觉得,没有北斗的中国,就像一个“盲人”。

“总是跟在别人后面跑,很难实现超越。”林宝军思考,何不从另一个角度创新一套独家技术?一般攻关一项航天技术要花10年左右时间,攻关成功后研制出卫星又可能用10年左右。“这等于你用人家现在的末期技术,到你卫星做出来,就是人家20年前的老技术了,东西肯定不灵光。”林宝军被业内称作“技术狂”,他敢于打破常规,常常不按套路出牌,率领团队日夜攻关,用了3年零3个月完成了北斗三号首发星的研制,这个进度相当于美国导航卫星20年的技术跨越。美国顶尖专家竖起大拇指:“林,了不起!”

林宝军总结过不少创新要素,其中最为外界津津乐道的是全新的“功能链”设计理念。结构、热控、姿控、星务、测控、通信、能源……十几个分系统来“拼图”,这是卫星设计的常用理念。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,这么多设备器件的重复,带来了资源和时间的大量浪费。于是,新一代北斗研发团队下决心另辟蹊径,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4条“功能链”。“以前星上二十几台计算机的活,现在一两台就能完成,不仅重量轻了,能耗和故障率也都会几何级减少。”林宝军说,优化创新带来的是更高的卫星可靠性。

林宝军的“独家记忆”里还珍藏着更多“惊心动魄”的“创新时刻”。新一代北斗还有另一项“看家本领”——在轨赋能,就是要让卫星在天上“有错能改”“自我修复”。说起来容易做起来难,这里面包含前所未有的观念突破,比技术革新更叫人伤脑筋。“那是在2015年7月的成都,我们试验平台上有了第一颗能做到在轨赋能的卫星,然而如果真正上了载荷还做不到。我花了整整3天时间,从早上9点到晚上12点给人‘洗脑’,终于说服了所有人一起来完成这次创新。现在大家都觉得,这创新太值得了!”

负责研发新一代北斗导航卫星的上海微小卫星工程中心研发团队的80余人中,80后占到了75%。这么“高大上”的工程,为什么要选择一批没多少经验的新人?林宝军有自己的一套理论。“既然新一代北斗有很多创新,就不怕再多来一个。大胆起用新人,也是一种创新,只要用心培养,新人接受理念更快!”1989年的李绍前就是被起用的“毛头小伙子”之一。2012年研究生毕业的他,来到微小卫星工程中心工作,就被分派到了新一代北斗团队。

由于项目任务紧、工作量大,团队成员几乎每天都要加班到晚上10点多,一个月只能休息一天。如果以正常每人每天工作8小时计算,研发团队每人每年的工作量是400多天。既压担子又给予充分自由,这是林宝军管理青年团队的“秘诀”。他把30厘米厚的“航天规范”等文件,缩减成一本小册子,为年轻人“减负”,鼓励他们创新。微小卫星创新研究院的一大特点是,很多年轻人工作3到5年就能当上主任设计师,最年轻的主任设计师仅28岁。这在很多科研院所是无法想象的,通常情况下,一名科研工作者成长为主任设计师大约要到四五十岁。林宝军就是敢第一个吃螃蟹的“北斗狂人”。

一位顶级大师的追求:让北斗卫星系统造福人类

中科院微小卫星创新研究院,是北斗卫星团队中的主力军。从2011年起,北斗导航卫星研制团队在林宝军的带领下,历经超常规的工作强度和工作压力,攻克无数难题,先后完成了12颗北斗导航卫星的研制和发射,为北斗导航系统2018年建成基本系统、提供全球服务,2020年完成完整系统建设、全球组网提供了有力支撑,也为中国北斗卫星导航系统建设提供了全新的解决方案。

研究院每个人都知道,他们的总设计师是个“拼命三郎”。林宝军打趣说自己回家是“出差”,经常三四个月甚至半年也没机会回去一次。“虽然也想念家人,但正在研制中的北斗导航卫星也是我的孩子,团队成员也都是我的家人,实在走不开啊。”

令林宝军印象最深的是其中的25个月——2017年11月5日到2019年12月16日。“在这25个月中,北斗超高强度超高密度实施了18次发射,部署了30颗星,特别是完成了覆盖全球的24颗卫星发射,实现了北斗三号系统的稳定运行。北斗人创造了中国航天奇迹,向新中国成立70周年献上了一份厚礼。”林宝军神采飞扬地说。“像北斗这样的长寿命卫星,一两年发一颗也算勤快了,我们这25个月以超高强度和密度实施发射,最多的一年连发8颗——这个纪录连GPS和伽利略导航系统都做不到,其间的压力可想而知,我们年轻的团队都扛下来了。”林宝军倍感自豪。

如今,北斗应用已落地海外。国产北斗基础产品已出口120余个国家和地区,基于北斗的土地确权、精准农业、数字施工、智慧港口等,已在东盟、南亚、东欧、西亚、非洲等地得到成功应用。北斗系统可以提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务,可精确服务于手机导航、现代农业、灾害预警、抢险搜救、电网安全等生产生活各领域,和我们的生活息息相关。

2020年7月31日,国家主席习近平在人民大会堂向全世界庄严宣布——北斗三号全球卫星导航系统建成,正式为全球用户提供服务。“万里长征成功迈出了第一步!作为北斗三号的建设者代表,我备受鼓舞。”林宝军在人民大会堂参加完北斗三号全球卫星导航系统建成暨开通仪式,第一时间接受媒体的采访。“从无到有,从区域到全球,北斗卫星导航系统实现了真正的跨越式发展。这是我国第一个复杂网络、高性能、又离老百姓最近的航天系统工程,我们一定会管好用好已经在轨的北斗卫星。中国北斗将以更强的功能、更优的性能,服务全球,造福人类!”林宝军铿锵地说。

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