“我們現(xiàn)在一年可以發(fā)射15顆到20顆衛(wèi)星。”中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院副院長、北斗導(dǎo)航衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師林寶軍說這話時(shí)，透著抑制不住的興奮。在他身后，是一整面藍(lán)色的“太空墻”，他們每發(fā)射一顆衛(wèi)星，墻上就會多一顆姿態(tài)不同的衛(wèi)星。
已成功發(fā)射包括新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星、暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星（悟空）、量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星（墨子）、天宮二號伴隨衛(wèi)星等22顆衛(wèi)星，成功率達(dá)到100%。
該研究院成立14年來，已成功發(fā)射包括新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星、暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星（悟空）、量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星（墨子）、天宮二號伴隨衛(wèi)星等22顆衛(wèi)星，成功率達(dá)到100%。不久前，習(xí)總書記在黨的十九大報(bào)告中“點(diǎn)名”提到了“天宮”“悟空”“墨子”等重大科技成果。
從過去幾年才做一顆衛(wèi)星，到現(xiàn)在一年可以發(fā)射15顆到20顆衛(wèi)星，從衛(wèi)星平臺研制“跟跑”歐美國家到“領(lǐng)跑”世界，“小衛(wèi)星”的奇跡從何而來？
“這個(gè)單位是沒有下班時(shí)間的。”很多年輕人剛來這里工作，都會聽到這樣的評價(jià)。除了無私奉獻(xiàn)，還有別的嗎？解放日報(bào)·上觀新聞記者今天走進(jìn)有些神秘的中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院，找到了答案，那就是勇于創(chuàng)新，一次次實(shí)現(xiàn)“零”的突破。
位于中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院的“太空墻”。
想別人不敢想，做別人不曾做
高13米、近2000平方米的總裝廠房里，技術(shù)人員正在緊張有序地安裝北斗三號組網(wǎng)衛(wèi)星。
“以前做衛(wèi)星，都是先把國外的數(shù)據(jù)找來做分析。如果美國都沒有做過的事情，也就輕易不敢下決心。這種固步自封，是我們首先要打破的。”林寶軍說，理念創(chuàng)新并非易事，從0到1的嘗試，意味著許多不確定性，但如果經(jīng)得住科學(xué)論證，就要有這個(gè)自信。
2015年3月30日，我國首顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射成功。這意味著中國人可以把“時(shí)間與位置”這一重要的戰(zhàn)略資源，牢牢掌握在自己手里。這顆衛(wèi)星從原先的幾噸一下瘦身到了800多公斤，原本十幾個(gè)分系統(tǒng)需要20多臺計(jì)算機(jī)控制，現(xiàn)在優(yōu)化為1臺，大大提升了衛(wèi)星的可靠性。在“瘦身”過程中，采用的新技術(shù)占比超過70%，其中不少為全球首創(chuàng)。而航天領(lǐng)域有條不成文的規(guī)定，衛(wèi)星采用新技術(shù)的比例不會超過30%。
該研究院在競標(biāo)暗物質(zhì)衛(wèi)星時(shí)，讓評委們大吃一驚——設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提出了以載荷為中心的設(shè)計(jì)理念。多年來，我國衛(wèi)星研發(fā)都是以平臺為中心。打個(gè)比方，原來以“車”為中心，如果“貨物”尺寸太大，或分量太重，就只能改。這次，他們提出根據(jù)“貨物”來做“車”，顛覆的不僅僅是重量比例問題，更是設(shè)計(jì)理念的改變，能否經(jīng)受力學(xué)振動試驗(yàn)成了一道必須跨過的坎。
最后，整顆暗物質(zhì)衛(wèi)星重1.8噸，其中載荷1.4噸，平臺只有450公斤，完全顛覆了過去衛(wèi)星的載荷與平臺比例，還可節(jié)省幾千萬元的運(yùn)載火箭成本。“這是目前世界上觀測能段范圍最寬、能量分辨率最優(yōu)的暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星，超過國際上所有同類探測器。”衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師李華旺說。截至2017年10月7日，“悟空”已繞地球飛行9680圈，探測宇宙粒子34億個(gè)。
技術(shù)人員在進(jìn)行導(dǎo)航衛(wèi)星電纜連接。
在技術(shù)創(chuàng)新上自我較勁追求卓越
有了“開土拓疆”的勇氣，還要有過硬的技術(shù)傍身，“小衛(wèi)星人”也一直在技術(shù)創(chuàng)新上自我較勁追求卓越。
就在一個(gè)多星期前，在地球觀測組織第14屆年會上，中國與會者宣布將為全球提供我國首顆二氧化碳監(jiān)測科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的碳數(shù)據(jù)。
與以往只用單一對地姿態(tài)探測地球的氣象衛(wèi)星不同，碳衛(wèi)星是幾種觀測模式交互進(jìn)行，一會“斜著看”，一會“豎著看”，一會“盯著看”，是顆“會跳舞的衛(wèi)星”。在2011年接手碳衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)時(shí)，為更精準(zhǔn)地監(jiān)測全球二氧化碳，這支團(tuán)隊(duì)主動請戰(zhàn)，大膽提出了現(xiàn)有的觀測模式。“這么做衛(wèi)星，還不翻了？”由于缺少在空間實(shí)現(xiàn)的先例，在項(xiàng)目初期難免有一些擔(dān)心和質(zhì)疑的聲音。“就拿耀斑觀測模式來說，衛(wèi)星飛行時(shí)在動，海面上耀斑也在動，兩者之間的幾何關(guān)系一直在改變。這就像人在屋子里行走，要通過墻上鏡子的反射，始終注視著桌上飄忽的燭火，難度可想而知。”碳衛(wèi)星副總設(shè)計(jì)師張永合說。這支團(tuán)隊(duì)不畏挑戰(zhàn)，埋首攻關(guān)，在2013年就取得了關(guān)鍵技術(shù)的突破。
去年8月，世界首顆量子科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星成功發(fā)射，該研究院負(fù)責(zé)了量子衛(wèi)星平臺的研制。“對于做量子衛(wèi)星雖然早有心理準(zhǔn)備，但沒想到難度會那么大。”量子衛(wèi)星總體主任設(shè)計(jì)師鄧?yán)渍f。要把衛(wèi)星上的兩束激光同時(shí)對準(zhǔn)地面兩個(gè)相聚千公里的天文望遠(yuǎn)鏡光軸，誤差必須控制在3.5微弧度，這就好比在離地萬米的飛機(jī)上，往地面兩個(gè)儲蓄罐的狹縫里扔硬幣。經(jīng)過技術(shù)攻關(guān)，最終達(dá)到了2.5微弧度的對準(zhǔn)精度，比設(shè)計(jì)要求的精度還更高。
2016年6月，衛(wèi)星順利通過出廠評審，在最后一次測試中發(fā)現(xiàn)載荷信標(biāo)光功率下降。這也許是性能波動，但總指揮王建宇、總設(shè)計(jì)師朱振才果斷提出，絕不能讓衛(wèi)星帶問題上天。留給他們的時(shí)間不到一個(gè)月，如果不能徹底解決問題，衛(wèi)星發(fā)射時(shí)間就要向后推遲一年。該團(tuán)隊(duì)與上海光機(jī)所、中科大、上海技物所等單位聯(lián)合開展攻關(guān)，終于解決了問題，確保了衛(wèi)星按時(shí)發(fā)射。
“盡管三大既定科學(xué)目標(biāo)已提前完成，我們還可以拓展量子衛(wèi)星的功能，修改程序開展新的實(shí)驗(yàn)。”
不按資排輩，激發(fā)了年輕人積極性
去年12月，中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院在中科院率先行動首批四類機(jī)構(gòu)改革驗(yàn)收中唯一全票通過且排名第一。這次改革持續(xù)了26個(gè)月，期間發(fā)射了13顆衛(wèi)星，占到該研究院成立14年發(fā)射衛(wèi)星總數(shù)的68%。
這支不到600名職工的年輕團(tuán)隊(duì)，平均年齡31.7歲。在新一輪競聘中，全體員工“全部起立，重來一遍”。不按資排輩的管理創(chuàng)新，激發(fā)了年輕人的積極性和創(chuàng)造力。
研究院按照任務(wù)的不同，以重大成果產(chǎn)出為導(dǎo)向，實(shí)行分層分類考評體系。跑項(xiàng)目的，關(guān)鍵看中了多少標(biāo)拿了多少任務(wù)；做新技術(shù)的，則可以沉下心來做研究，以3年為一個(gè)考核周期。研究院施行末位淘汰，兩年來，有的員工績效成績不高，或選擇離開，或流動到其他更合適的崗位。這種并非走過場，而是“真刀實(shí)槍”的改革，成了一種實(shí)實(shí)在在的激勵。
“讓每個(gè)人都能擁有屬于自己的衛(wèi)星，是我們的夢想。”研究院微納所副所長曹金說。如今，中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院的衛(wèi)星研制周期平均縮短60%，批產(chǎn)衛(wèi)星平臺成本降低80%，在研30余顆衛(wèi)星，成為我國衛(wèi)星技術(shù)創(chuàng)新研究的先鋒隊(duì)。作為張江綜合性國家科學(xué)中心的核心單位之一，該研究院正積極參與張江科學(xué)城和國家實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，已將衛(wèi)星批量生產(chǎn)制造和商業(yè)化航天布局到了臨港地區(qū)。
小衛(wèi)星，大未來，值得期待。