上海微小卫星工程中心团队用颠覆式创新实现多个国际国内首创

工作中的上海微小卫星工程中心团队

　　与以往的小卫星相比，上海微小卫星工程中心研制的新一代北斗卫星很特别：重848公斤，不再是几吨重的“大块头”；外形为长方体，非传统的正方体；国际上首次验证相控阵星间链路与自主导航体制，卫星之间能相互传送数据，不再依赖地面基站。

　　“见到这颗卫星的人，都觉得它很有美感，有人说它像身段苗条的美女。”上海微小卫星工程中心副主任、导航卫星总设计师林宝军笑着说。
　　很难想象，这颗卫星是由一支年轻团队研制而成，其三分之二成员不到30岁，大部分今年第一次走进卫星发射基地。

　　颠覆：正方形变长方形

　　这支团队的管理层，在航天领域久经沙场。早在1999年，林宝军就成为“神舟”飞船副总设计师。从“神舟一号”的研制到“神舟十三号”的论证，他全程参与：“我常跟单位里的年轻人讲，你们研发的东西要有‘魂’，这样做科研才会更有兴致。”

　　从“神舟”转入“北斗”后，林宝军对团队提出要求：“像创作艺术品那样造卫星。”他解释说，卫星研制有许多惯例，如设计架构上采用分系统模式，外形上选用正方体，飞行姿势是“竖着飞”，把较小的一个面作为对地面。这些方案是否都是最优？能否另辟蹊径，找到更富创意的设计方案？林宝军向年轻的科研人员提出这两个问题。

　　据介绍，国内以往都是按分系统模式研制卫星，通常分为10个左右分系统，包括测控、热控、姿控、星务等。每个分系统各司其职，最终拼装成整星。由于每个分系统需要2到3台计算机，研制卫星要使用20多台计算机，不仅能耗大，而且如果有1台出错，卫星就可能发生故障。团队独创了功能链设计理念，将整星研制分为有效载荷、结构热、电子学和姿轨控等4条功能链。砍掉了6个分系统，计算机使用大幅减少，极大地提高了系统的可靠性和功能密度。

　　卫星的“苗条身材”，也是一大创新。为了满足“一箭多星”发射的需要，新一代北斗卫星的重量控制在1吨以内，功率高达2000多瓦，散热问题很棘手。经过“头脑风暴”，团队颠覆了正方体外形，改为长方体设计。这样一来，卫星几个面的表面积有所不同，让较小的面对着太阳，较大的面作为散热面，有效减少热辐射并提高散热速度。而且把表面积最大的面作为对地面，“横着飞”，可以使卫星装载更多导航天线。

　　“创新有时候并不难，只要在约定俗成的地方动动脑筋，就可能取得突破。”林宝军说。

　　哭泣：是一种放松方式

　　在创新思维的指引下，年轻的团队完成了一系列“首次”：首次采用星敏感器确定导航卫星姿态，国内首次验证适应直接入轨发射的轻量化构型设计，首次大量使用国产化器部件以实现自主可控……吹响了北斗卫星导航系统由区域运行向全球拓展的号角。

　　从2011年10月工程启动实施，到2015年初卫星出厂，上海微小卫星工程中心仅用3年3个月时间，完成了卫星方案、初样、正样等研制工作。研制进度之紧、技术难度之大、任务要求之高，在我国小卫星历史上前所未有。

　　王丹，从哈工大毕业仅2年。她清晰地记得在研制初样星的最后阶段，连续一周加班，连续几天凌晨2时多才结束工作。“有天晚上，我看到她在办公室哭。问她为啥哭，她告诉我，‘这是一种放松的方式’。”林宝军回忆道。

　　80多人的团队中，女性占了三成。哭，是男同事在讲述她们的故事时经常提及的。在西昌卫星发射基地发射前的那天凌晨，1988年出生的崔佳和她的两个小姊妹检查完卫星后，眼里都噙着泪水。基地师傅问她们怎么了，回答是：卫星上的每一颗螺丝钉她们都摸过、检查过，对它有感情了，想到今后再也看不到它，很不舍。3月31日凌晨，当凝聚着众人心血的卫星在太空中成功打开帆板后，王丹和冷佳醒哭得和泪人一样。

　　做卫星：这事儿值得你干

　　姿轨控功能链主任设计师熊淑杰的丈夫和父母都住在北京。一年多前，她在北京生下孩子，休完产假后回到上海继续工作。母女分离，让熊淑杰揪心。“我们在她面前都不敢提孩子，一想到孩子她就抹眼泪。”林宝军说。有一次，熊淑杰和他讨论是不是要继续在上海工作时，林宝军挽留说：“北斗卫星这事儿值得你干，充满正能量，孩子大点后会理解，将以你为傲。”听了这话，熊淑杰默默点头。卫星发射成功后，林宝军去北京熊淑杰家拜访，她丈夫这才知道妻子是“做卫星的”，参与的是国家重大科技工程，当即表示会全力支持。

　　“如果中国的千家万户都用上我们研制的北斗卫星，这事儿就值了。”这句话是上海微小卫星工程中心导航团队的共同信念。在这个信念激励下，有的人一再推迟婚期，有的人与亲人聚少离多，更多人则把加班当作家常便饭……

　　如今，新一代北斗卫星的各项指标，能与美国的GPS、欧盟的伽利略、俄罗斯的格洛纳斯等全球另三大导航系统“同场竞技”。随着我国自主研制的北斗卫星陆续发射，“让千家万户用上北斗卫星”的梦想，已离现实越来越近。

荐稿人：lry 2015-04-24  执行编辑：zjy 2015-04-24  责任编辑:tmy 2015-04-25