發射成功率百分之百創紀錄！北斗，照亮中國人的夢

　　北斗，照亮中國人的夢(報告文學)

　　一

　　滴答、滴答

　　中國在等待你的回答

　　你的夜晚更長

　　你的星星更多

　　你把時間無限細分

　　你讓速度不斷壓縮

　　三年一騰飛，十年一跨越

　　當第五十五顆吉星升上太空，

　　北斗，照亮中國人的夢

　　這是“感動中國2020年度人物”組委會，給北斗三號工程副總設計師、衛星系統首席總設計師謝軍的頒獎詞。

　　從2017年開始，在32個月內，共發射了30顆北斗三號組網衛星和兩顆備份星，中國創造了百分之百成功率的新紀錄。

　　據報道：由於長期連續工作，謝軍經常幾天幾夜不休不眠，曾經三次暈倒在衛星發射現場。

　　有人告訴我，“兩彈一星”功勳、北斗三號工程總設計師孫家棟，也曾好幾次在發射現場或指揮中心暈倒，原因是過於操勞和高度緊張。

　　看來，航太事業是高風險事業，航太行業裏的總設計師，也是高危職業。

　　我在熒屏上多次聽過謝軍的演講，他給我的印像是：睿智、低調、樸實。我有些不太滿足，想像中的衛星首席總設計師，仰望星空，腳踏大地，似乎應該更“科學家”一些，甚至還帶著幾分“藝術家”的范兒。

　　在航太五院採訪謝軍，他一身航太工裝，國字臉上戴著一副無框眼鏡，頭髮已經花白。依然是睿智、低調、樸實。

　　我問他：“衛星總設計師是一種高危職業嗎？”

　　謝軍沒想到我會提這麼個問題，他想了想，説：“是不是高危職業，我沒與其他職業比較，但總設計師壓力太大，倒是不爭的事實。”

　　“壓力非常之大？”

　　謝軍點了點頭，“以北斗工程為例，北斗工程六大系統，後來又加了個星間鏈路運作管理系統。每個系統都極其複雜，可以説是每個元器件、每個螺釘、每根連線，都牽連著整個型號任務的成敗。作為這個系統的總設計師，事無巨細，出了問題，最後都必須找總師去解決，壓力怎能不大？”

　　“舉個例子，北斗三號星上有一台非常重要的時頻設備，在測試時，發現偶爾會出現1納秒的跳動，1納秒是10的負9次方秒的概念，假如一隻時鐘，每天變化1納秒，300萬年之後，才會變化1秒，對我們日常生活來講，1納秒比瞬間一剎那還要短得多。但對於高精度的導航，1納秒對應的星上參數，就會有0.3米的偏差，這個偏差帶到用戶那裏，可能就變成20米30米了。如果每顆星都有這個問題，整個系統的服務，就會大大打折扣。為了解決這個問題，我們費了很大的精力去搜尋，經過反覆排查，發現是地面上測試設備測試方法的問題，導致了偶爾1納秒的跳動。”

　　謝軍告訴我：“作為北三衛星首席總師，我差不多有一半精力花在元器件和部件産品的國産化上。”

　　關鍵元器件100%國産化。部件星上産品100%國産化。兩個100%，像是一副重擔壓在謝軍肩上。

　　我問：“這件事非常重要？”

　　“北斗衛星導航系統作為國家重要的經濟和軍事基礎設施，為實現自主可控的目標，中國空間技術研究院確立了元器件國産化替代進口、升級技術、提高品質、應用驗證、完善體系的發展思路和‘成熟一項、應用一項’的原則。其實在這之前，孫家棟總師對國産化就已經表明瞭自己鮮明的態度。而且，慢慢地，大家都形成了這麼一種共識。”謝軍語氣肯定。

　　有人説，看見謝軍對關鍵元器件國産化孜孜不倦的追求，發現他的身上隱隱約約帶著孫家棟的作風。這或許是航太隊伍的一種特色，優良作風、優秀品質的傳承，在一代一代總師的身上體現得最充分。

　　謝軍，出生於陜西西安一個鐵路職工家庭。1978年，他以優異成績考入國防科技大學電子技術係。當時，他不知道入學後兩個月，美國成功發射了世界上第一顆導航衛星。他更不會想到，26年後，自己會作為總設計師打造中國的導航衛星。畢業時，他選擇了中國空間技術研究院504所，從此踏上航太科研征程。

　　我問他：“從學校走進研究所，航太這個團隊最初給你的印像是什麼？”

　　謝軍回憶説：“剛到所裏，我分到了天線技術研究室。幹的第一個活是衛星上的，叫波導同軸轉換設備。當時調節測試駐波的儀器設備非常簡陋，靠手一點點墊模片，一次次地進行測試，模片墊得合適了，指標才會滿足要求。這些看似單調枯燥的工作，對我們這些剛剛走出校門的大學生理解課本上的基礎理論非常有幫助。通過反覆試驗驗證的原理，一輩子都不會忘記。那時候，天線測試也非常簡單。測試天線要爬到野外一個很高的測試塔架上，有些像是高壓線的塔架。我不知道自己有恐高症，第一次上塔架，爬到一半就眩暈了，渾身沒勁，差不多是被師傅架下來的。之後，師傅再也不讓我上塔架了，我就在地面負責轉動轉臺上的天線，靠手轉一度，測一下，一次次地記錄數值和參數。無論颳風下雨，一蹲就是一天。不久，又趕上天線産品縮比試驗，要加工一個拋物面。為了趕進度，我們沒去找加工廠，而是自己在場區地上，挖出一個凹透鏡狀的土坑，然後拿一塊鋁板放上去，用木槌一槌一槌地敲打，直到敲出光滑無比的拋物面，表面的形狀和精度必須符合試驗要求。師傅告訴我，任何簡單的零部件，都一定要做到極致。後來，我慢慢理解，這就是航太精神追求卓越的一種表現吧。”

　　東方紅二號甲通信衛星、風雲二號氣象衛星、海洋一號衛星、北斗工程……在504所工作的22年，謝軍創造了很多紀錄：最年輕的高工、最年輕的研究員、最年輕的副所長。經過30多年幾個型號的摸爬滾打，謝軍已經成長為航太科技領域一名領軍人物。

　　2003年國慶節前一天，44歲的謝軍，被任命為北斗二號衛星總設計師。

　　二

　　如何當好總師，謝軍想請教孫家棟這位“大總師”，好幾次拿起電話，卻又放下了。他知道孫家棟的脾氣，決不會給你講一套大道理，而是逼著你到實踐中去學習、去體會。

　　北斗二號試驗星一共有4台原子鐘，早期的設計方案是3台進口，一台上國産的。就上這麼一台，還有人感到不放心，怕到時候國産鐘萬一齣問題，影響進口鐘工作。

　　謝軍向孫家棟報告，孫家棟反問他：“國産鐘為什麼就不行，從歐洲進口的鐘，不是也沒上過天嗎？”

　　孫家棟帶著謝軍到北京大學、航太504所、武漢物數所了解原子鐘的研製情況。

　　北斗二號試驗星發射前，西方對我核心技術封鎖日益加劇，原子鐘進口大門徹底關閉。謝軍對孫家棟説：“孫老，逼上梁山了，試驗星4台原子鐘我們決定都上國産鐘了。”

　　孫家棟問：“你是衛星總師，你對國産鐘信心如何？”

　　“504所、武漢物數所、203所等家研製單位的産品，各有特點，經過多次的驗證，基本符合技術要求。”

　　孫家棟説：“只要基本達到技術要求，就上。首先要把地面試驗做充分，但真正考驗在天上。我們應該允許國産鐘有個驗證的過程，有個不斷提高的過程。”

　　4台國産銣鐘隨試驗星上天后，謝軍與研製團隊人員定期進行遙測和參數的判讀。功夫不負有心人，4台國産銣鐘在軌表現優良。

　　北斗三號工程立項後，謝軍全力執行工程“兩總”定下的研製目標：所有星載産品百分之百國産化。

　　當時，衛星系統王平總師向謝軍提出一個建議，先對北斗二號的器部件進行梳理，對北斗二號採用進口器部件改成國産的可行性進行分析。謝軍非常贊同，説：“先把我們的家底和我們的能力摸清楚。”

　　經過初步摸查，將需要進行國産化元器件分成4類：第一類是已經有國産化器部件，研製基礎比較好，可以直接選用；第二類是已經開始研製，但還沒有完成鑒定，或不適合北斗衛星在軌使用條件，還要進一步驗證；第三類是國內有研製基礎條件，可以研製，但還沒有研製；第四類是國內暫時沒有研製基礎。分成4類後，導航衛星項目辦開始調研國內的廠家，確定能夠對接這4類元器件的廠家。對於一些核心元器件進行規範與統一，都統一到國産元器件上來。

　　CPU是北斗三號衛星的關鍵，各個分系統核心處理器和控制器件都要用到CPU。在工程準備階段，針對CPU選用專門形成一個論證報告，結論是國産的都不太成熟，建議選用進口的697。

　　謝軍問王平：“您對772所最了解，他們的産品到底行不行？”

　　“772所生産的BM3808晶片，已經完成了鑒定。”

　　“哦，結論呢？”

　　“總體表現不錯，就是缺少單機的使用驗證。”

　　謝軍分析説：“這樣的産品，假如研製過程要走一百步的話，廠家過去已經走了八九十步了。這時候，我們不去使用，把他們否了，等於人家幾年辛辛苦苦白忙乎，前面的八九十步白走了。我們應該支援他們一下，大膽地在設計上採用，全面安排使用驗證，他們再努把力，就能把最後的一二十步走完，走到終點。遇到問題，我們要和廠家共擔風險，共同解決；不行還可以改進嘛，改到行為止。”

　　為此，五院衛星總體堅持推行BM3808，航太772所不負眾望，終於攻下了CPU這個堅固的“堡壘”。

　　控制分系統的動量輪、紅外地球敏感器、太陽翼驅動機構，在北斗二號階段已經實現了國産化，經過了在軌的考核和驗證，達到國際水準。北斗三號繼續採用沒有異議。但當時其他的幾個關鍵單機，北斗二號都是採用進口産品，到了北斗三號，是繼續進口還是推進國産化，存在爭議。比如行波管放大器、大功率微波開關等。

　　初期，有人建議採用一半進口一半國産的策略，逐步推動國産化進程。但在北斗三號飛行試驗星研製階段，國外開始對我國實施進口限制，行波管放大器交貨時間普遍推遲。衛星處在三萬六千公里和兩萬一千公里的高度上，無線電信號在傳播過程中，衰減非常厲害，為了保證用戶能收到信號，必須用行波管放大器，將星上的導航信號進行放大，因此它是星上一個重要的器部件。

　　在衛星分系統總師會上，謝軍説：“在進口關鍵産品這件事上，我們的前輩吃盡了苦頭，所以，歷史一次次告誡我們：核心技術買不來，等不來，只有靠自己。現在表面看，行波管放大器是推遲交貨時間，但對方要是一拖再拖，那不是把北斗給拖垮了。”

　　衛星系統總指揮遲軍態度堅決：“此事我看凶多吉少，它不按時交貨，趁早退了拉倒。”

　　謝軍和遲軍帶領專家，多次到國內所有研製行波管放大器的廠家走訪研討，發現中科院電子所、中電科12所和南京772廠三家都有科研和生産能力。更可喜的是他們都有一種“國産化”的決心和情結。

　　中科院電子所行波管攻關團隊是由一群年輕人組成的，儘管缺乏航太空間産品研製經驗，卻有著強烈的事業心和責任感。他們基本是每週7天24小時、高強度連續奮戰。2013年9月第一批正樣産品順利通過出所試驗，但在産品驗收時，由於螺流參數超差被全部拒收。究其原因是研製中重點關注地面的性能，沒有將螺流當作關鍵指標。這次打擊，讓年輕的設計團隊，對航太産品特殊的品質要求有了更深刻的理解。為解決問題，他們倒排研製管理流程，精確到小時，工藝師和操作人員對每個設計環節和操作步驟進行仔細核對，制定出最合理的操作方案；同時，生産人員壓縮用餐、休息時間，裝配一氣呵成，輕易不出凈化間。

　　那些日子，謝軍、王平幾乎每晚都去電子所測試現場，了解産品調試進展情況，協助提供前期的産品數據進行對比分析。經過兩個月的艱苦努力，行波管的螺流從原來大於5mA的超差狀態，優化至2.5mA，保證了充分的可靠性余量。後來，謝軍又組織論證，與哈工大等高等院校聯合，專門安排了可靠性專項試驗，對它進行加速的12年、15年、18年的考核，證明改正後的産品，完全滿足在軌工作壽命的要求。

　　使用國産化器部件，既要頂著各種壓力，還要擔著風險。北斗MEO某星使用的一種部件，由於研製過程中多次反覆，到了時間節點，卻交付不了。那些日子，廠家急，主管設計師、主任設計師、總設計師更急。

　　有人勸謝軍：“買個進口件吧，少多少麻煩。”謝軍卻堅持：“買進口件，或許減少了麻煩，但不經過一番磨礪，國産件永遠沒出頭日子。”

　　交付時間推遲，導致整星發射推遲。牽一髮而動全身。此時，其他系統的運轉都要按下“暫停鍵”。

　　謝軍告訴我：“搞衛星就是這樣，它是個集體項目，大到總體設計，小到每顆螺絲釘，哪個地方、哪個細小的零部件出問題，都會影響到全局。衛星發射是有時間節點的，各分系統都按照這個時間節點運轉，你衛星系統按下暫停鍵，其他各分系統也要跟著按暫停鍵。而且這種暫停鍵不是説按就能按的，比如説，許多衛星發射時，遠望號測控船必須到大洋裏跟蹤測控，船已經出發了，你衛星卻發射不了，人家是在海上等待，還是返航？這時候，各種矛盾都集中到衛星總師身上。”

　　“壓力很大？”

　　“一個‘很’字，豈可概括？”謝軍説：“運動員參加世界級的比賽，萬眾矚目，一個球之爭，關係到能否為祖國拿金牌，能否升國旗、唱國歌，那種壓力是常人所體會不到的。航太也是這樣，衛星發射舉世矚目，不允許有一絲一毫的疏忽。面對各種壓力，你必須有一種韌性，有個成語不是叫百折不撓嗎？就是要百折不撓！”

　　“所以説，航太總師是一種高危職業。”

　　謝軍説：“如果從這個角度看，我還是同意的。反正，從當上總師的那一天起，這顆衛星沒有順利送上天，我便沒有睡過一個安穩覺，沒踏踏實實休息過一個節假日，心永遠吊在半天空。”

　　北斗三號衛星對星上産品的品質提出了更苛刻的要求，整個系統的理念是：“先於故障發現問題、先於問題發現苗頭、先於苗頭解決問題。”某一産品在軌的工作溫度是正負10度範圍，對同類産品同樣設計生産狀態，要進行加嚴到20度、25度實驗；某一産品是40度的工作範圍，地面要做到60度，而且是全壽命週期來做。有一些産品的疑點問題，就是通過這種方法來解決的。

　　三

　　那一年，孫家棟帶著李祖洪、楊長風、謝軍等一撥總師到504所，調研原子鐘的研製情況。原子鐘總設計師賀玉玲，見來了這麼多的“大咖”，彙報時有些緊張。

　　等大家談得差不多時，孫家棟沒有談具體意見，只是説：“小賀啊，你們的原子鐘要是不過關，衛星是絕對不能上天的。”

　　賀玉玲一聽，急了，“哎呀，孫老，您這一説，我們的壓力更大了，我真怕因為我們，拖了整個工程的後腿。”

　　孫家棟滿臉嚴肅：“拖不拖後腿另説，誰叫你們承擔的是北斗工程的關鍵部件，關鍵部件過不了關，衛星怎能上天？”

　　賀玉玲表態：“孫老，我們會盡百分之百的努力，爭取不拖後腿。”

　　孫家棟笑了，“好啊，小賀終於下決心了。不過，不是爭取，而是一定！”

　　幾年後，原子鐘攻關成功了。謝軍有次與孫家棟交談時，提起了當年的西安之行。謝軍説：“您平時特別隨和，可那天口氣那麼嚴厲，絲毫沒有商量的餘地。別説人家一個女同志，就是我們這些經常被您敲打的‘厚臉皮’，也會感到壓力太大了。”

　　孫家棟打量著謝軍，問：“謝軍，你説總師是幹什麼的？”

　　謝軍一愣：“孫老，這個您比我清楚啊？”

　　孫家棟説：“我不清楚，想聽你説説。”

　　謝軍想了想，只好説：“您不是説過嗎，總師一要決策，二要協調，還有……是不是還要服務？”

　　“好，你先説説決策。原子鐘這件事，你要是我這個角色的話，應該怎麼決策？”

　　謝軍説：“西方卡咱們，靠買是買不來的，自古華山一條路，只能靠自主研製。”

　　孫家棟接過話茬：“喲，你對‘自古華山一條路’記得挺熟的，這不就得了。北斗二號當時還可以到西方去買，到了北斗三號衛星，這條路走不通了，必須全部靠自己了。這時候當總師的頭腦得特別清醒，決策要特別堅定。不能含糊其辭，要讓所有人都丟掉幻想。如果這時候還‘再考慮考慮’，‘再爭取爭取’，那就真不知道要拖到猴年馬月了。長痛不如短痛，當時雖然嚴厲一些，讓他們幾天幾夜睡不著覺，過後，他們馬上會醒悟的。”

　　末了，孫家棟又説：“當總師，有些事情可以妥協，唯獨關鍵器部件國産化這件事不能妥協。可以一步一個臺階上，一個一個去攻關，但不允許不幹，還幻想著去國外買。如果不是我們吃了虧後，狠抓這件事，還會有今天的北斗嗎？”

　　抓關鍵器部件國産化，謝軍像孫家棟和北斗三號工程接任總設計師楊長風一樣，踏石留印，抓鐵有痕。

　　楊長風在《開講啦》告訴電視觀眾：“關鍵的器部件一定是要百分之百的國産化，關鍵的核心東西，必須掌握在自己的手上。我們的北斗終端第一批出來後，外國人把他們的晶片價格馬上由1000元降到500元，第二代終端出來後，他們將500元降變成200元，我們用5年時間，生産出5個新的一代，他們的價格從200、100、50元，現在降到1美元。我們北斗人把自己的晶片做到了極致。”

　　2020年7月31日，北斗三號全球衛星導航系統建成暨開通儀式在北京人民大會堂舉行。這是中國科技創新的重大事件。作為世界上第三個建成的全球衛星導航系統，北斗三號在導航精度、授時精度、穩定性、可靠性方面堪稱世界一流，特有的短報文功能更是獨步天下，“北斗”一詞已經成為世界流行語之一。

　　追求卓越，就是追求極致。

　　謝軍發自內心地説：“時代選擇了我，責任選擇了我，所以我不敢怠慢，不能怠慢，必須玩命幹！”