02.27 北斗系统与GPS相比如何?91岁的北斗之父说我们还有很长的路要走

1974年11月5日,我国自主研制的第一颗返回式卫星发射失败,运载火箭飞了21秒后爆炸,在刺骨的寒风中,试验人员含着眼泪在地面搜索火箭残骸,捡了三天。

事后分析,是火箭中一根导线的铜丝被震断,导致发射失败。

痛定思痛,重新再来,一年后,返回式卫星终于成功发射,标志着我国掌握了这项尖端技术。

这颗卫星的总设计师,叫孙家栋。

1970年4月24日,中国第一颗人造卫星“东方红1号”成功上天,“东方红”乐曲响彻太空,让中国成为当时世界上继苏联、美国、法国和日本之后第五个用自制火箭发射国产卫星的国家。

这颗卫星的技术总负责人,叫孙家栋。

北斗系统与GPS相比如何?91岁的北斗之父说我们还有很长的路要走

孙家栋(1929--)

他是“两弹一星”元勋中最年经的一个,也是中国航天事业的一面旗帜,创造了中国卫星工程的多个第一。

他是第一颗人造地球卫星、第一颗遥感探测卫星、第一颗返回式卫星、“嫦娥一号”、“北斗卫星导航系统”技术总负责人、总设计师。

从事航天工作60年来,孙家栋主持研制发射45颗卫星,占到我国发射航天器总数的三分之一。

然而,在他的人生道路上,两次坚决改行,理由只有一个“国家需要”,只要国家需要,他都会去做。

01

今年已经91岁高龄的孙家栋,说着一口东北话。

他生于辽宁省盖县(今盖州市),自幼好学,13岁那年考入日本人创办的哈尔滨第一高等学校,在土木系学习,理想是造大桥。

虽然战争的烽火让他失学,但求学愿望强烈,最终进入了哈尔滨工业大学“预科”学习更富挑战的汽车制造专业。

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青年孙家栋

当年的哈工大是全国两所向苏联学习的高校之一,采用苏式管理,俄语教学。孙家栋从零开始学习俄语,也许是有语言天赋,他很快掌握了俄语的技巧。

1949年11月中国空军正式组建后,到哈工大等学校征兵,孙家栋报名入伍。

我国很快开办了哈尔滨、长春、沈阳等六所航校,在苏联的指导下培养空军力量。因为俄语成绩出色,孙家栋被派往沈阳航校担任苏联专家的翻译。

1951年,孙家栋经过层层选拔,被派往苏联茹科夫斯基空军工程学院深造,学习飞机设计专业。

在这所世界闻名的工程学院刻苦学习7年后,孙家栋以全优的成绩毕业回国。

正准备在飞机设计行业大干一场的孙家栋,没想到自己竟然一天都没有搞飞机。

因为留苏期间学过航空发动机理论,他被调去搞导弹。我国导弹人才极为缺乏,除了钱学森,谁也没有见过导弹。

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哈工大旧照

这是孙家栋第一次改行。


孙家栋和一众科研人员在钱学森等人的领导下,摸爬滚打,飞速成长。有一次,因为孙家栋的疏忽,导致4个高精度陀螺装不上,钱学森得知后,并没有批评孙家栋,而是陪着他和工人师傅现场加工研磨,直到第二天凌晨4点。这种“无声的力量”让孙家栋如芒刺背。

从这一刻起,孙家栋在科研上不敢有丝毫的马虎,到后来变成了有名的“严苛”。

02

上世纪50年代末,苏联和美国接连成功发射人造卫星,世界两强展开太空竞争。1958年,我国决定也要搞人造卫星,但缺乏相关人才,项目迟迟不能启动。

1967年,中国空间技术研究院正式成立,由钱学森担任首任院长,研制人造卫星又被重新提起,开始组建队伍。

首先要确定第一颗人造地球卫星技术总负责人,选谁呢?

这个人非常重要,既要技术功底强,又要具备优秀的协调组织能力,胆子再大一点更好不过。想来想去,钱学森想到了一个人,小孙,孙家栋。

钱学森印象中,孙家栋工作上经常冒出新点子,有闯劲有技术,总是乐呵呵的,与同事合得来,这样的人无疑是现有的最佳人选。

此时,孙家栋已经在国防部第五研究院总体设计部从事导弹研究9年了,参与了我国全部导弹实验,积累了扎实的导弹理论和实践经验,从一名总体设计员升任导弹总体部副主任,主任是屠守锷,也是“两弹一星”元勋。

1967年7月,孙家栋被钱学森点将担任第一颗人造卫星技术总负责人。

这是孙家栋的第二次改行。

国家把这样重大任务交到自己手上,时年37岁的孙家栋很光荣,但他也有担心。卫星领域非常陌生,而研制任务又艰巨,自己能不能挑起这份担子,心里没底。

钱学森鼓励他大胆干。

03

对于第一颗人造卫星“东方红1号”怎么搞,存在很多争论,建议给卫星增加各种功能的人不在少数。

但孙家栋认为,作为工程技术产品,特别是第一颗卫星,能够上天,是决定性的,至于它上去之后能解决多少问题,是次要的,可以留在下次改进。

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孙家栋工作中

他肯定了大家的积极想法,但也坚定自己的思路,多少次论证后,最终拍板定下“东方红1号”的总体设计思路,简单总结为十二个字:

“上得去、抓得住、听得清、看得见。”

首先,“上得去”是基础任务,必须保证成功;

其次,“抓得住”,是卫星上天之后,是能够与地面进行无障碍联系,地面指挥系统要完全控制它;

第三,“听得清”,要在卫星上加一首标志性的歌曲。

最后,“看得见”,为了能在地面上有肉眼观测到卫星,他们把卫星表面做成能反光的72面棱球体。

1970年4月24日,中国第一颗人造卫星“东方红1号”成功上天,“东方红”乐曲响彻太空,举国欢腾,让中国成为当时世界上第五个用自制火箭发射国产卫星的国家。

第二天晚上,“东方红1号”卫星从北京上空飞过,群众兴奋异常,见证了伟大的时刻。

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“东方红1·号”人造卫星

“东方红1号”的技术水平超过了苏、美、法、日四国的第一颗人造卫星,国际舆论对中国国力的迅速增强予以肯定。钱学森对大家说:“看来把孙家栋找来还是对的,他确实敢干事,也会干事。”

但孙家栋和科研队伍都知道,流了多少汗水,熬了多少通宵,怎样一点点攻克难关才最终实现了梦想。

这再次证明,无论事情多难,中国人只要决定做,就一定能做成。

04

有了第一颗,就有第二颗,由孙家栋担任总设计师的中国第一颗遥感式卫星“实践一号”上天,标志着中国掌握了具备应用性能的卫星技术。

孙家栋的下一个目标,瞄向了返回式遥感卫星,这在当时被认为是最复杂最尖端的技术之一。

因为这颗星要上去还要回来,里面装满了“炸药包”,具备一定的危险性。各路专家讨论的很焦灼,作为总负责人的孙家栋压力过大,在开会过程中突然晕倒。

后来才知道,这个插曲冥冥中预示了这颗星复杂的命运。

1974年11月5日进行发射。

万众瞩目中,刚刚飞了21秒,火箭突然爆炸,几年的心血付之东流,孙家栋受不了刺激,当即晕倒。醒来后,他躲在地下室的一间小屋里,大哭一场。

经过抽丝剥茧的分析,事故原因找到了,原来是火箭中一根导线的铜丝质量不好,因火箭升空剧烈震动而断裂,导致发射失败。教训异常惨痛,即便是发射前恨不得把头发丝都检查一遍,但还是由于经验缺乏,百密一疏。

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有了这次教训,孙家栋带着大家对每一项零件都进行彻底检查,鼓励大家不要泄气,陪伴他们的又是一年的枕戈待旦。

1975年11月26日,返回式卫星“尖兵”发射,升空三天后,成功回收,终获成功。

05

上世纪80年代后,我国开始研制通信卫星,仍然是孙家栋抓总。

1984年4月8日,“长征三号”运载火箭喷射出巨大的火焰直冲云霄,将试验通信卫星送上太空,地面测控中心发现卫星内部电池温度过高,而且有继续升高的去世,造成卫星外壳温度也在升高。如果任由卫星“发烧”,结果就会失效,意味着发射失败。

怎么办?

孙家栋召集相关人员迅速“问诊”,判断是卫星相对太阳姿态角的问题,解决办法是调整卫星姿态,但多次调节后,卫星仍然不能正常工作。总设计师孙家栋果断命令再调五度,如果再调整失败,这颗星就变成了废星。

负责视角控制的工作人员担负不了这个责任,不敢调。调还是不调,需要在几分钟之内迅速决定。

在这万分紧急的时刻,工作人员把一个烟盒撕开,写上“孙家栋要求再调5度”,让孙家栋签字,孙家栋不顾个人风险,毫不犹豫地签了。

最终调整角度后,卫星“退烧”了,一切恢复正常。

孙家栋这才长舒一口气,坐在椅子上努力让自己平静。

后来,孙家栋任“东方红三号”、“风云二号”、“资源一号”等多颗应用卫星的总设计师,一次又一次的完成艰巨的任务,为我国的经济建设立下大功。

我国不仅发展国内的卫星事业,而且还通过优秀的技术帮助其他国家发射卫星,占据了国际卫星发射商业市场的一席之地。

这都离不开孙家栋在其中所作的努力。

06

在多年的卫星研制过程中,孙家栋一直有个隐忧。

人造卫星的主要功能分为三种,数据传输、通信和定位。在前两项功能卫星上,中国已经取得了不小的成就,但具备高水平的定位卫星仍然是个空白。

关键是,定位卫星系统关系着一个国家国防安全。美国有GPS,欧洲有伽利略系统,俄罗斯有格洛纳斯系统。虽然我国在民用领域可以使用他国卫星定位系统,但国防上是绝对不能用的,一旦出现变数,后果不堪设想。

所以,孙家栋就建议我国一定要建设自己的卫星导航定位系统,只有自主,才能可控,“我们地面的所有系统,安全要保护在我们自己手里。

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1994年12月,孙家栋被任命为“北斗导航实验卫星”工程总设计师,主持建设我国具有独立自主知识产权的卫星导航系统,目标建成后可以与其他各国的卫星导航系统兼容,为全球用户服务。

截至2019年4月,“北斗系统”已经累计成功发射48颗卫星,计划在今年,完成全部卫星发射计划,经过三代系统的建设,“北斗系统”全部建成,实现对亚太地区和“一带一路”国家和地区的服务。在定位精度方面,北斗设计不亚于GPS,而且精度会越来越高。

“北斗系统”有一个GPS没有的一个硬核功能,短报文。哪怕手机没有信号,也可以通过北斗系统进行通信,关键时刻能救命。

但孙家栋也提醒中国航天人,“与GPS抗衡,北斗还有十分漫长的路要走。”特别是在商用领域,GPS已经非常成熟了。

此外,孙家栋还担任了探月工程一期工程的总设计师,当“嫦娥一号”成功上天,所有人都在欢呼雀跃,有人注意到孙家栋却默默地走到角落,背过身去擦去激动的泪水。

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07

1999年,孙家栋获得“两弹一星”功勋奖章,是最年轻的获奖者。

2010年,孙家栋荣获2009年度国家最高科学技术奖。

他学了7年飞机制造,搞了9年导弹,最后扎根研制卫星60年,他的人生,就是我国航天事业发展的历史。

如今孙家栋已经91岁,是我国最年长的卫星工程总设计师,当年钱学森口中的“小孙”已变成“孙老”,但他仍然为国奔走。

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孙家栋看望钱学森

大型系列专题片《脊梁》主题曲歌词,有这样几句话来描述“脊梁”:“山有脊梁不塌方,虎有脊梁敢称王。人有脊梁腰杆硬,顶天立地响当当!”

孙家栋就是国家的脊梁,民族的英雄,他拥有航天报国的信仰。

在他60多年的人生道路上,曾经听从国家号召,两次改行。

他说“人生不需要选择,国家需要我就去做”

他把自己定位于中国航天队伍中千千万万成员之一,哪怕取得了这样卓越的成就,仍然认为自己只是一个合格的工程师,航天事业是大家共同努力所完成的,绝不是靠某个人就能实现的。

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如果有人不理解普通人在岗位上怎样做才是爱国,就来听听孙家栋院士的一番话吧:

“爱国对航天人来讲,就表现在爱航天。爱国就是要把航天人的事业办成,把你自己的事情做好,为国家增添力量,为国家做出贡献。”

祝愿孙家栋院士健康长寿,祝愿我国卫星工程后继有人!


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