2020年北斗收官之星推遲：發(fā)射前一晚果斷暫停，挽回我國(guó)數(shù)億損失

在長(zhǎng)征三乙的運(yùn)載下，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星于2020年6月23日上午9時(shí)43分順利升空，經(jīng)過(guò)緊張嚴(yán)密的監(jiān)測(cè)，當(dāng)日上午10時(shí)15分，發(fā)射任務(wù)圓滿(mǎn)成功！

這意味著北斗系統(tǒng)星座部署全部完成，意味著我們?cè)僖膊挥脫?dān)心GPS系統(tǒng)的信號(hào)中斷，意味著中華兒女終于擁有了自己的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)！

北斗系統(tǒng)，揚(yáng)我華夏國(guó)威，漲我中華志氣！北斗收官之星的順利發(fā)射，離不開(kāi)黨和國(guó)家高屋建瓴的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃和堅(jiān)定不移地投入落實(shí)，離不開(kāi)眾多科研工作者前赴后繼的奉獻(xiàn)犧牲和破除萬(wàn)難的艱苦攻關(guān)！

北斗系統(tǒng)成就偉大如斯，又怎么可能一帆風(fēng)順呢？事實(shí)上，此次收官之星的發(fā)射可謂是一波三折，本來(lái)初定2020年5月份發(fā)射，后推遲至當(dāng)年6月16日。

但就在發(fā)射前一晚的臨時(shí)測(cè)試中，意想不到的產(chǎn)品技術(shù)問(wèn)題發(fā)生了，相關(guān)專(zhuān)家綜合研判后果斷暫停了發(fā)射任務(wù)，為我國(guó)挽回了數(shù)億元的損失。而北斗系統(tǒng)所經(jīng)歷的風(fēng)雨，又何止這一次呢？

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)：以九天攬?jiān)轮?，閱四海萬(wàn)物之相

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)遵循漸進(jìn)原則，以“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略逐步實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)功能的提升和服務(wù)范圍的擴(kuò)大，實(shí)用性與發(fā)展性兼具。

1994年，啟動(dòng)北斗一號(hào)系統(tǒng)建設(shè)，2000年投入使用并在2003年加強(qiáng)了系統(tǒng)性能，具備了向我國(guó)范圍內(nèi)用戶(hù)服務(wù)的能力。

2004年，啟動(dòng)北斗二號(hào)系統(tǒng)建設(shè)，2012年，14顆衛(wèi)星入軌組網(wǎng)，不僅增加了無(wú)源定位功能還可以與北斗一號(hào)系統(tǒng)完美兼容，具備了向亞太地區(qū)用戶(hù)服務(wù)的能力。

2009年，啟動(dòng)北斗三號(hào)系統(tǒng)建設(shè)，2020年6月收官之星組網(wǎng)，北斗三號(hào)系統(tǒng)全面建成，兼具有源和無(wú)源兩種技術(shù)體制，能夠?yàn)槿蛴脩?hù)提供導(dǎo)航、搜救和通信等各種服務(wù)。

需要特殊說(shuō)明的是，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，北斗三號(hào)系統(tǒng)衛(wèi)星的服務(wù)能力有了很大的提升。

這些提升不僅表現(xiàn)在載荷質(zhì)量、衛(wèi)星鏈路、激光通信和使用壽命等傳統(tǒng)性能的增強(qiáng)，更重要的是定位精度的飛躍式提高。

北斗三號(hào)系統(tǒng)的衛(wèi)星，應(yīng)用了高精度氫原子鐘，與上代衛(wèi)星相比，其精度整個(gè)提升了一個(gè)數(shù)量級(jí)，達(dá)到了2.5~5米。從綜合能力來(lái)看，北斗系統(tǒng)完全可以與GPS匹敵，甚至在部分指標(biāo)上有所超越。

2020年7月31日，北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開(kāi)通，歷時(shí)26年建設(shè)的北斗系統(tǒng)以九天攬?jiān)轮?，閱四海萬(wàn)物之相，成為全球第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

獨(dú)立建設(shè)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)：大國(guó)自主的唯一選項(xiàng)

討論全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，就不得不提及“子午儀”和GPS，前者是國(guó)際上第一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，后者則是GNSS領(lǐng)域中很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)的絕對(duì)霸主，兩者均由美國(guó)建成。

值得一提的是，美國(guó)啟動(dòng)“子午儀”系統(tǒng)建設(shè)的初衷，是為了解決北極星核潛艇的精確定位問(wèn)題，GPS系統(tǒng)亦如是，旨在完成收集情報(bào)、應(yīng)急通訊和監(jiān)測(cè)核爆等軍事任務(wù)。

事實(shí)上，時(shí)至今日GPS仍有極大的軍事用途，被廣泛應(yīng)用于很多國(guó)家的武器裝備上，而衛(wèi)星定位系統(tǒng)的干擾與抗干擾性能也一直都被各大軍事強(qiáng)國(guó)高度重視。

1999年，在印巴卡吉爾戰(zhàn)爭(zhēng)期間，美國(guó)曾一度關(guān)停了該區(qū)域的GPS服務(wù)，致使印巴兩國(guó)所依賴(lài)的相關(guān)設(shè)備徹底癱瘓，給雙方造成了巨大的損失。

如果沒(méi)有北斗系統(tǒng)，那么我們只能依賴(lài)于其他國(guó)家開(kāi)發(fā)建設(shè)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，從國(guó)防安全和軍事應(yīng)用角度，這會(huì)不會(huì)是一個(gè)隱患？

雖然GPS后來(lái)逐步向民間開(kāi)放，但是任何一個(gè)大國(guó)都不想受制于人，即便是美國(guó)的盟友，也迫切的想要打造自己的導(dǎo)航系統(tǒng)。

希拉克甚至感慨，“沒(méi)有自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，歐洲將不可避免地成為美國(guó)的附庸”，而關(guān)于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)這件事，中歐之間還曾有過(guò)幾段有意思的交集。

1999年，歐盟委員會(huì)提出了伽利略系統(tǒng)的構(gòu)建計(jì)劃，2003年，歐盟主動(dòng)邀請(qǐng)我國(guó)參與該系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)建設(shè)，由于兩者都不想太過(guò)依賴(lài)GPS，很快就此達(dá)成一致。

2004年，中歐正式簽署伽利略計(jì)劃技術(shù)合作協(xié)議，我國(guó)在第一階段投入了500萬(wàn)歐元的外匯與6500萬(wàn)歐元的實(shí)物，并一度存在將北斗作為區(qū)域?qū)Ш蕉奄だ宰鳛槿驅(qū)Ш降南敕?，但很快就被迫放棄?/p>

2005年，歐洲政治轉(zhuǎn)向，對(duì)華友好的政治領(lǐng)袖或黯然離場(chǎng)，或影響力驟降，親美的默克爾等政治人物相繼上臺(tái)，歐盟開(kāi)始逐步在伽利略的財(cái)政和利益分配上排擠我國(guó)，并將我們排除在決策中心之外。

此后，我國(guó)開(kāi)始將重心移向北斗，加快了北斗二號(hào)系統(tǒng)的建設(shè)進(jìn)度。耐人尋味的是，沒(méi)有中國(guó)參與的伽利略系統(tǒng)慢慢吞吞，而我國(guó)自主建設(shè)的北斗二號(hào)則異常順利。

由于衛(wèi)星發(fā)射時(shí)間一再推遲，伽利略系統(tǒng)直到2008年4月才發(fā)射了第二顆實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，而且第一顆衛(wèi)星雖然向國(guó)際電聯(lián)申請(qǐng)了頻率，卻沒(méi)有發(fā)射相應(yīng)的信號(hào)。

按照“先到先得”的規(guī)定，我國(guó)于2017年4月發(fā)射了北斗二號(hào)系統(tǒng)的第一顆衛(wèi)星，成功在申報(bào)最后期限前正式啟用了相應(yīng)的頻率資源，這場(chǎng)頻率資源爭(zhēng)奪大戰(zhàn)以伽利略系統(tǒng)完敗告終。

事實(shí)證明，獨(dú)立建設(shè)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是大國(guó)自主的唯一選項(xiàng)，也是最優(yōu)選項(xiàng)。

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)不僅直接關(guān)系著我們的國(guó)防安全，也在民用領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用空間。當(dāng)然，北斗系統(tǒng)的建設(shè)過(guò)程艱難曲折，風(fēng)險(xiǎn)頗大，尤其是在發(fā)射收官之星之類(lèi)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上更是如此。

發(fā)射北斗收官之星：肩負(fù)重任的壓軸大戲

此前，北斗的服務(wù)主要由二號(hào)系統(tǒng)和三號(hào)系統(tǒng)共同提供，北斗收官之星的發(fā)射組網(wǎng)不僅關(guān)乎三號(hào)系統(tǒng)的完整度，也關(guān)乎整個(gè)北斗系統(tǒng)的服務(wù)效能。而且，從技術(shù)角度而言，收官之星同樣肩負(fù)重任。

這是一顆位于赤道正上空的地球靜止軌道衛(wèi)星，能夠覆蓋四成以上的全球面積，還能加強(qiáng)各個(gè)衛(wèi)星之間的網(wǎng)絡(luò)和通訊聯(lián)系。

此外，由于2020年3月16日文昌發(fā)射中心長(zhǎng)征七號(hào)甲火箭和2020年4月9日西昌衛(wèi)星發(fā)射中心長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭接連發(fā)射失敗。

此次北斗收官之星的發(fā)射同樣是長(zhǎng)征三號(hào)乙失敗后的首次復(fù)飛，其順利與否，直接關(guān)乎我國(guó)航天領(lǐng)域的技術(shù)檢驗(yàn)與戰(zhàn)斗士氣，關(guān)乎我國(guó)航天服務(wù)在海外市場(chǎng)的口碑，是不折不扣的壓軸大戲。

長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭是我國(guó)發(fā)射量最大、技術(shù)成熟度較高的高軌道運(yùn)載火箭，此前的發(fā)射成績(jī)一直比較亮眼，甚至在高強(qiáng)度密集發(fā)射的情況下都能連續(xù)成功，按道理不應(yīng)出現(xiàn)任何問(wèn)題。

但是，隨著時(shí)間的推移，長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭同樣進(jìn)行了多次升級(jí)改造，以滿(mǎn)足不同的發(fā)射需求，況且運(yùn)載火箭涉及的技術(shù)十分復(fù)雜精密，在一些細(xì)節(jié)上出現(xiàn)偏差并非不可理解。

然而，航天發(fā)射危險(xiǎn)性很高，造價(jià)成本極大，哪怕是這種細(xì)小偏差，也有可能造成非常嚴(yán)重的后果。

北斗收官之星發(fā)射前夜，2020年6月15日晚20時(shí)，長(zhǎng)征三乙運(yùn)載火箭加注推進(jìn)劑后開(kāi)始加電測(cè)試，突然三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)分機(jī)的減壓閥壓力出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，在場(chǎng)的羅巧軍等工作人員不禁皺起了眉頭。

因?yàn)檫@個(gè)壓力的異常直接影響著火箭三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，關(guān)乎發(fā)射任務(wù)的成敗。排除測(cè)量設(shè)備故障后，專(zhuān)家們迅速制定了排查程序和處置方案，在按流程操作時(shí)，出現(xiàn)裂紋的減壓閥外殼映入眼簾，他們終于找到了技術(shù)問(wèn)題的關(guān)鍵所在。

在緊急更換同批次的備份產(chǎn)品后，檢測(cè)數(shù)據(jù)得以恢復(fù)正常，但專(zhuān)家們本著“不帶疑點(diǎn)加注、不帶隱患上天”的基本原則，果斷推遲了收官之星的發(fā)射時(shí)間，繼續(xù)全身心投入到了解決問(wèn)題的緊張工作中。

2020年6月16日，北京一院703所完成了對(duì)問(wèn)題產(chǎn)品的檢測(cè)工作。18日，相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和各方面專(zhuān)家經(jīng)綜合研判后，得出了更換合格產(chǎn)品后可以繼續(xù)發(fā)射的結(jié)論，并決定重啟發(fā)射任務(wù)。

然而，新的問(wèn)題又出現(xiàn)了。由于正值夏季，外部高溫環(huán)境使加注推進(jìn)劑的燃料溫度和氣枕容積發(fā)生了變化，已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足正常的發(fā)射條件。航天發(fā)射工作，既需要智慧，更需要勇氣，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心決定將推進(jìn)劑泄出后重新加注。

雖然此次操作的規(guī)模前所未有，但工作人員還是以科學(xué)負(fù)責(zé)的態(tài)度迎難而上，在梳理出風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)并制定應(yīng)對(duì)策略后，馬上付諸實(shí)施。

然而，推進(jìn)劑泄出后，助推器氧箱連接傳感器的法蘭盤(pán)螺栓又出現(xiàn)了腐蝕現(xiàn)象，工作人員只能身著防化服鉆入火箭內(nèi)部進(jìn)行了精準(zhǔn)的更換工作。在所有人的沉著應(yīng)對(duì)下，經(jīng)過(guò)緊鑼密鼓的排查與修復(fù)，終于滿(mǎn)足了所有的實(shí)施條件，在23日成功發(fā)射了北斗的收官之星。

試想一下，如果不是發(fā)射前一晚的緊急叫停，一旦收官之星發(fā)射失敗，我們的損失將會(huì)何其嚴(yán)重？

那可不僅僅是數(shù)億元的成本，長(zhǎng)征三乙運(yùn)載火箭接連失敗的情況是任何航天領(lǐng)域從業(yè)人員都無(wú)法接受的，甚至?xí)l(fā)其他國(guó)家對(duì)我們航天發(fā)射能力的質(zhì)疑，從而對(duì)我們航天事業(yè)的前景造成負(fù)面影響。

在這次緊急叫停后的處置作業(yè)中，我們以科學(xué)求實(shí)、嚴(yán)肅認(rèn)真的作風(fēng)積累了寶貴的工作經(jīng)驗(yàn)，為此后的航天事業(yè)提供了更加堅(jiān)實(shí)的支撐。

誰(shuí)主沉?。罕倍废到y(tǒng)的前景與策略

全球四大導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)各有優(yōu)劣，但是綜合考量下，只有GPS與北斗較為全面。

俄羅斯的格洛納斯系統(tǒng)是前蘇聯(lián)時(shí)期在1976年啟動(dòng)的，但由于眾所周知的政治原因，俄羅斯的經(jīng)濟(jì)一直不算景氣，對(duì)該系統(tǒng)的實(shí)際投入也是斷斷續(xù)續(xù)，有些衛(wèi)星零部件也被禁運(yùn)，而且所有的地面站都只設(shè)在俄羅斯境內(nèi)，又沒(méi)有北斗的星間鏈路技術(shù)，從而導(dǎo)致其穩(wěn)定性堪憂(yōu)。

此前就有媒體報(bào)道過(guò)俄軍在敘利亞戰(zhàn)場(chǎng)上用“獵戶(hù)座”終端搜索不到格洛納斯信號(hào)的新聞，更匪夷所思的報(bào)道是蘇34飛行員用GPS接收機(jī)來(lái)導(dǎo)航。

歐洲的伽利略系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)，精度很高，但其涉及的國(guó)家眾多，政治經(jīng)濟(jì)糾紛風(fēng)險(xiǎn)很大，發(fā)射計(jì)劃一再推遲，甚至在2019年出現(xiàn)過(guò)長(zhǎng)期宕機(jī)的嚴(yán)重故障，其穩(wěn)定性同樣堪憂(yōu)。

與GPS相比，北斗系統(tǒng)是后來(lái)者，既有后發(fā)優(yōu)勢(shì)，也有后發(fā)劣勢(shì)。

優(yōu)勢(shì)在于采用了最新的先進(jìn)技術(shù)，有快速定位、短報(bào)文通信、精密授時(shí)等特色功能。劣勢(shì)在于起步較晚，在市場(chǎng)占有率和成本方面與GPS尚有差距，比如最便宜的GPS芯片成本只有十幾元，而北斗芯片則會(huì)達(dá)到百元。

曾經(jīng)一度壟斷GNSS市場(chǎng)的GPS從技術(shù)、運(yùn)營(yíng)和服務(wù)等方面已經(jīng)非常純屬，在“先入為主”的慣性下，其耕耘近20年的市場(chǎng)極難一朝破壁。

在經(jīng)營(yíng)策略上，北斗采用了兼顧存量市場(chǎng)與增量市場(chǎng)的方案。一方面，積極推動(dòng)北斗系統(tǒng)與GPS和格格納斯的兼容，參與存量市場(chǎng)的經(jīng)營(yíng)；另一方面，立足特色功能吸引新用戶(hù)，努力開(kāi)發(fā)增量市場(chǎng)。

截止2021年7月，中國(guó)已與137個(gè)國(guó)家就北斗系統(tǒng)簽署了合作協(xié)議，其業(yè)務(wù)范圍涵蓋120多個(gè)國(guó)家，用戶(hù)數(shù)量和日訪(fǎng)問(wèn)量分別超過(guò)了20億人和25億次，有八成左右的智能手機(jī)支持北斗系統(tǒng)，2020年8月后，蘋(píng)果手機(jī)也加入到該行列之中。

根據(jù)《2021中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)》，在2020年度，有1.4萬(wàn)多家企業(yè)和50多萬(wàn)員工投身到衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)業(yè)中，北斗產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值已經(jīng)突破4000億元。

2022年，好消息接踵而至。2022年1月29日，《關(guān)于大眾消費(fèi)領(lǐng)域北斗推廣應(yīng)用的若干意見(jiàn)》由工信部正式印發(fā)，為北斗系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展和商業(yè)化運(yùn)營(yíng)指明了方向和路徑。

2022年2月4日，中俄簽署《中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)委員會(huì)（中華人民共和國(guó)）與俄羅斯國(guó)家航天集團(tuán)（俄羅斯聯(lián)邦）關(guān)于北斗和格洛納斯全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)間互操作的合作協(xié)議》。

普京次日在新華社發(fā)表署名文章《俄羅斯和中國(guó)：著眼于未來(lái)的戰(zhàn)略伙伴》，表示兩國(guó)在空間探索方面擁有廣闊的合作空間。

有了國(guó)內(nèi)外一系列利好政策的支撐，我們相信，北斗系統(tǒng)的潛力會(huì)進(jìn)一步釋放，發(fā)展會(huì)越來(lái)越好。

來(lái)源：甬說(shuō)