2月1日,我國第五顆新一代北斗導航衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功。新華社供圖
第五顆新一代北斗導航衛(wèi)星升空,標志著北斗系統(tǒng)從區(qū)域組網(wǎng)向全球組網(wǎng)平穩(wěn)過渡——
2月1日15時29分,西昌衛(wèi)星發(fā)射中心。伴隨著火光、霧氣和轟鳴聲,長征三號丙運載火箭搭載著新一代北斗導航衛(wèi)星,直沖云霄。在遠征一號上面級的支持下,這顆新的導航星直接入軌,進入兩萬公里的地球中圓軌道。
這是迄今為止發(fā)射的第5顆新一代北斗導航衛(wèi)星,也是我國發(fā)射的第21顆北斗導航衛(wèi)星。它將與先期發(fā)射的四顆新一代北斗導航衛(wèi)星,共同開展星間鏈路、新型導航信號體制等試驗驗證工作,并適時入網(wǎng)提供服務。
至此,新一代北斗導航衛(wèi)星已“集齊”五顆星,北斗系統(tǒng)向全球組網(wǎng)邁出堅實的一步。
新一代北斗“大團圓”
第五顆星的加入,讓新一代北斗導航衛(wèi)星迎來了大團圓。
2015年3月30日,首顆新一代北斗導航衛(wèi)星發(fā)射成功;7月25日,我國采用“一箭雙星”方式發(fā)射兩顆新一代北斗導航衛(wèi)星;9月30日,第4顆新一代北斗導航衛(wèi)星發(fā)射成功。
“第五顆星會跟其他四顆星一起,對北斗全球?qū)Ш较到y(tǒng)體制進行完整的驗證?!敝锌圃何⑿⌒l(wèi)星創(chuàng)新研究院院長、衛(wèi)星總指揮相里斌告訴《中國科學報》記者。
為了支持北斗區(qū)域系統(tǒng)向全球系統(tǒng)平穩(wěn)過渡任務,第五顆星具備了更強大的功能。
中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院衛(wèi)星副總師沈?qū)W民告訴記者,新星具備全球平穩(wěn)過渡的導航信號、Ka星間鏈路、自主運行和空間環(huán)境探測四大功能。
沈?qū)W民介紹說,這顆星具備全球平穩(wěn)過渡的RNSS導航信號,從區(qū)域?qū)Ш较蛉驅(qū)Ш降倪^渡過程中,可以兼容兩種導航特性,是從區(qū)域?qū)Ш襟w制走向全球?qū)Ш襟w制的很關鍵的一顆星。
其次,“采用了星間鏈路技術,可以容納更多通信內(nèi)容,以便把其他四顆星‘統(tǒng)’起來,確定導航系統(tǒng)的體制?!鄙?qū)W民告訴記者,星間鏈路是北斗導航超越國際現(xiàn)有導航系統(tǒng)的關鍵,可以實現(xiàn)多顆衛(wèi)星間的信息傳輸和交換,進一步提升系統(tǒng)運行管理能力和服務水平。
再者,“它還可以實現(xiàn)完好性監(jiān)測,一旦有問題可以自行調(diào)整,能在沒有地面管理的支持下生存,并為用戶服務?!鄙?qū)W民說。
此外,“22000公里左右的軌道里有很多空間高能粒子,這顆星能夠?qū)αW拥挠绊懽鞒雠袛??!鄙驅(qū)W民說。
中科院技術“大集成”
和新一代北斗導航衛(wèi)星首發(fā)星一樣,第五顆星也由中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院(上海微小衛(wèi)星工程中心)抓總,與中國電子科技集團共同研制,采用了中科院導航衛(wèi)星專用平臺。研制工作調(diào)動了中科院12個研究所的科研力量。
目前,在航天領域,新技術常常困擾于“沒上過天的不敢用,不用就沒上過天”的惡性循環(huán)。而中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院副院長、衛(wèi)星總師林寶軍告訴《中國科學報》記者,中科院的研制團隊就是要做“吃螃蟹的人”。
他們的“大膽”,成就了導航星的創(chuàng)新亮點。在系統(tǒng)層面,衛(wèi)星平臺突破了傳統(tǒng)的分系統(tǒng)概念,提出了“功能鏈”的設計理念,簡化環(huán)節(jié),提高功能密度,降低體積、重量和成本;在載荷方面,科學院各大院所也為導航星的技術創(chuàng)新助力。
例如,新的導航星首次以高精度星載氫原子鐘為主鐘,而這款鐘正是由中科院上海天文臺研制。林寶軍告訴記者,為了保證系統(tǒng)的可靠性和連續(xù)性,星上裝載的氫鐘和銣鐘還可以實現(xiàn)時頻的“無縫切換”,“如果一個鐘出了問題,可以在20個皮秒(10-12秒)內(nèi)切換到另一個鐘上,對于用戶來說,不會造成導航中斷”。
中科院上海微系統(tǒng)所研制的“新微芯”安全芯片也被用于新星?!斑@是一種高集成度的抗輻照芯片,空間高能粒子打不穿,可以保證器件不受破壞?!敝锌圃何⑿⌒l(wèi)星創(chuàng)新研究院院長助理、衛(wèi)星副總指揮李國通說,該芯片為后續(xù)衛(wèi)星進一步提升自主可控提供了可能,也為我國衛(wèi)星可以做得更小、更集成化奠定了基礎。
此外,中科院武漢物數(shù)所、上海技物所、國家空間科學中心承擔了星上有關設備的研制。
“衛(wèi)星系統(tǒng)本身是一個多學科綜合的總體。中科院有很多與衛(wèi)星有關的研究所,可以支撐我們完成系統(tǒng)性的、集成性的創(chuàng)新技術。同時,科學院的科研人員有探索宇宙、量子通信等方面的科學目標,又為我們提出了新的牽引和需求?!毕嗬锉笳f。
中國的也是世界的
作為航天人,相里斌覺得這支隊伍應當扮好“三軍”角色?!霸谛l(wèi)星科技創(chuàng)新方面,我們應該成為國家創(chuàng)新的主力軍;在型號研制、衛(wèi)星工程方面,我們應該成為國家的一支戰(zhàn)略方面軍;在產(chǎn)業(yè)化方面,我們要成為一支生力軍?!毕嗬锉笳f。
如今,這支“生力軍”非常活躍。從2012年年底北斗系統(tǒng)正式提供區(qū)域服務至今,北斗導航已形成包括基礎產(chǎn)品、應用終端、運行服務等較為完整的北斗產(chǎn)業(yè)體系,完成初期市場培育,正在從行業(yè)應用拓展到大眾應用。
“隨著信息技術的發(fā)展,時間位置服務已經(jīng)成為繼互聯(lián)網(wǎng)之后的又一次革命。建成自己的導航系統(tǒng)不僅能保證信息安全,還能促進國民經(jīng)濟發(fā)展。”林寶軍說。
當前,國產(chǎn)北斗芯片、模塊、天線等關鍵技術已取得全面突破,累計銷售量突破1500萬,高精度板卡和天線已分別占據(jù)國內(nèi)30%和90%的市場份額;面向智能手機的國產(chǎn)北斗移動通信一體化芯片也已面市,并在國產(chǎn)手機上得到應用。
隨著新一代北斗導航系統(tǒng)建成,北斗系統(tǒng)走向國際已指日可待?!氨倍贰叱鋈ァ潜厝坏??!毕嗬锉笳f,根據(jù)北斗系統(tǒng)全球組網(wǎng)建設計劃,2018年將率先為“一帶一路”國家提供基礎服務;2020年形成全球服務能力,建成國際一流的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。
今年1月,習近平主席出訪沙特、埃及期間,中國與沙特和阿盟分別簽署了衛(wèi)星導航領域合作諒解備忘錄,習近平主席與埃及總理一同參觀了中國高科技展的北斗系統(tǒng)專題展區(qū)。國家相關部門也在穩(wěn)步推進北斗系統(tǒng)走出去。
“中國的北斗,將是世界的北斗。北斗人要建成一流的導航系統(tǒng),讓世界人民在任何位置享受到來自中國的高科技?!绷謱氒娬f。