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3年攻克美国GPS系统花20年攻关的技术 林宝军谱写北斗传奇

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  3年攻克美国GPS系统花20年攻关的技术

  “学神”林宝军谱写北斗传奇

  中科院微小卫星创新研究院是一个“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,博士后是高能天体物理专业。曾经,他是吉林省榆树县一个柴油机厂的发动机工程师,现如今,他是中科院微小卫星创新研究院的副院长,新一代北斗导航卫星的总设计师,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。

  这就是林宝军,一个带领中国航天团队谱写传奇的科学家。在过去一年,他带着81名平均年龄仅31岁的科研人员完成了8颗北斗卫星的发射。他们仅用了3年3个月,实现了美国GPS系统花了20年时间攻关的技术。

  吉林农村娃的选择:挣钱,还是为国效力

  考上吉林工业大学那一年,林宝军16岁。这个从小就能“过目不忘”的小神童,是整个吉林市长岭县新风乡的骄傲。他选择了内燃机专业,因为“表哥就是修车的”。

  大学毕业后,他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”。

  与此同时,深圳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,当时他们一个月挣的钱,我挣一辈子都赶不上。”

  神舟飞船的研制,除了对科学学术层面有较高的要求外,还对工程层面有极大的需求。这就使得科研机构工作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。

  林宝军也有“心动”的时候。一些从南方回来的同学找到他,邀请他一起创业。林宝军设想了一下自己有钱后的生活:“我要那么多钱也没特别重要的事情干,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,“当时真没什么留人的办法,就是我自己一直坚持,那些跟我一样意志坚定的人也都留下来了。”

  “10多亿人口的泱泱大国,没有与大国地位相对应的航天技术,是不行的。”林宝军说。

  北斗为什么不能受制于人

  2009年,林宝军再次服从国家安排,来到已运行了一段时间、但技术突破存在壁垒和难题的北斗导航卫星系统内。与神舟相比,北斗系统与人民生活的相关度更高,更受老百姓的关注。

  林宝军介绍,没有北斗的中国,就像一个“盲人”。飞机飞不了,汽车开不了,深海气田、深海原油开发不了,战争时分不清友军和敌军,执行任务时找不到坐标。而如今,我国70%的手机用户都在使用具有自主知识产权的北斗导航,“你可能听到的是‘GPS为你导航’,是因为大家已经习惯把全球卫星导航系统称作GPS,其实用的是北斗。”

  北斗与神舟不同,神舟飞船的比对对象是历史上美国、俄罗斯发射的载人飞船,而北斗,则要在国际舞台上和美国的GPS、俄罗斯的格洛纳、欧盟的伽利略这些同期运行的导航系统同台竞争,接受用户和历史的检验。

  刚到微小卫星创新研究院时,林宝军的任务是实现北斗“拿二保三”,但如今,他可以笃定地说,中国的北斗在定位精度等几个主要指标上,实测结果已优于美国的GPS系统。

  自主研发一项新技术,中国人的传统思路是先调研各国水平,然后找差距,再定位关键技术、攻克关键技术,最后缩小差距。

  但林宝军认为,总是跟在别人后面跑,很难实现超越,何不从另一个角度创新一套独家新技术?

  “上个世纪,国产胶卷跟着柯达、富士跑,怎么跑也跑不过;到了新时代,中国人说我不做胶卷,我做超高清成像技术行不行?胶卷就不用了。”相比对国外的技术穷追猛赶,林宝军更青睐弯道超车,“不见得一定要走别人走过的老路”。

  不跟老外做“末期技术” 做自主创新的“全球最新”

  林宝军说,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。”

  在林宝军的带领下,微小卫星创新研究院年轻人自主创新的路子越走越宽。

  以新一代北斗的“看家本领”在轨赋能为例,它可以使卫星在天上“有错能改”“自我修复”“自我刷新”。以往,一号卫星上天后完成任务,就要弃用,等待二号卫星发射后替代它。但在在轨赋能的情况下,原来的卫星可以在硬件不变的情况下,信号体制、算法、频率等全都得到更新,并被赋予新的能力。

  林宝军是这个“金点子”的发起人,他清楚地记得,2015年7月,他花了整整一周的时间来说服身边的专家接纳并朝着这个方向尝试。

  新一代北斗导航卫星中还有很多类似的“独创”。比如,它拥有世界上第一台双频氢原子钟,时频精度达到全球最高;它配备了Ka频段相控阵通信技术,能在7万千米距离内实现厘米级的测量技术,大幅提高卫星轨道测定精度……

  取得这些成就,在林宝军看来,离不开一颗“挑战权威、敢于创新”的心。

  林宝军说,按照航天系统内的“行规”,一般一件产品中新技术的使用率不超过30%,但对北斗卫星而言,几乎所有的技术难题全都用了新技术,“只有一条路,创新。不然永远追不上别人。”

  据悉,微小卫星创新研究院还给予了青年创新团队充分的自由。林宝军把30公分厚的“航天规范”等文件,缩减成了一本小册子,尽量为年轻人在各方面“减负”,鼓励创新。微小卫星创新研究院的一大特点是,很多年轻人工作3~5年就能当上主任设计师,最年轻的主任设计师仅28岁。这是在很多科研院所不能想象的,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。

  中国青年报·中国青年网记者 王烨捷 来源:中国青年报

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