人們很難把一個28歲的女孩,和一顆衛星聯系在一起。但在有關新一代北斗衛星的故事裡,這種關系卻可以用千絲萬縷來形容。
當新一代北斗衛星展開帆板,開始穿越宇宙間的黑暗,接收來自太陽的能量時,地球上有一個名叫冷佳醒的28歲女孩,眼睛緊盯著它。衛星“張開雙臂”是個大動作,一旦成功,冷佳醒便可鬆一口氣,拋掉25份故障預案。
作為導航衛星研制團隊的一名總體主管設計師,冷佳醒手裡一共掌握著200份故障預案,這些單子伴隨著衛星的出生到死亡,幾乎每一步都可能用得上。就在4月底,衛星身上的有效載荷開機成功,她就拋掉了30份故障預案單。而在開機前的一個月,太空中的衛星漂至中國上空,定點之后,冷佳醒又拋掉了數十份單子。
彼時,在上海,冷佳醒的“東家”中國科學院上海微小衛星工程中心,也開始了對這顆衛星的地面控制。在這裡,不止冷佳醒一個年輕人,這支81人的研制團隊,平均年齡不到31歲,80后佔76%,85后佔61%。
美國航空航天局前局長邁克爾·格裡芬曾感慨,“現在領軍和主導中國航天的這些人太年輕了。”那麼,究竟是什麼原因,讓這支年輕團隊打造了可與美國GPS、歐洲伽利略相媲美的新北斗系統的首顆星?近日,中國青年報記者採訪了這支團隊。
新北斗的“新”撞了一下年輕人
這顆“新北斗”是我國發射的第17顆北斗導航衛星。相比過去的“老北斗”,其最大不同在於,前者具有“星間鏈路”功能。星間鏈路是指用於衛星之間通信的鏈路,可以將多顆衛星互聯在一起,實現衛星之間的信息傳輸和交換。
換言之,“新北斗”將實現導航衛星之間星與星的“對話”,即在不依賴地面裝置的前提下,便可彼此傳輸數據,並為地面提供導航授時服務。更進一步說,如果這一功能實現,我國就有望在2020年建成可在全球范圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、測速、授時服務,並兼具短報文通信能力的全球衛星導航系統。
新,意味著不同,對研制團隊來說,如何突破“老北斗”研制的思維范式,是一大難題。
按照傳統的研制思路,導航衛星外形上是個正方體,按照測控、熱控等分系統模式來研制,每個系統各司其職,分別研制出來后,再總體拼裝為整星。不過,這種設計思路有一個隱患:分系統越多,需要的計算機越多,如果其中一台計算機出錯,天上的衛星就可能“犯病”。
於是,新北斗團隊採用了長形體的結構設計。上海微小衛星工程中心副主任、導航衛星總設計師林寶軍告訴中國青年報記者,這種結構可以滿足功能鏈設計理念,將衛星分為有效載荷、結構熱、電子學和姿軌控等4條功能鏈,如此便避開多個分系統的“組裝”。
然而,這種設計理念在論証之初,遭到了諸多老專家的反對。林寶軍記得,論証會上,專家們幾乎是一致的“質疑”,“你們這樣的形狀最不穩定了,如何保証衛星的硬度?”
衛星的“小塊頭”也成了眾矢之的。這顆新北斗星,僅重848公斤,不再是幾噸重的“大塊頭”。林寶軍說,當初有不少專家問,“你們的衛星這麼輕,尤其是燃料,隻有不到40公斤,能夠用嗎?”
在整個研制過程中,類似的質疑紛至沓來。但這似乎就是年輕人在“接擔”時,難以避免的遭遇。正如林寶軍所說,年輕人總給人一種經驗不足的印象,這不會做,那也做不好。然而,正是他們豐富的學識和敢於開拓的勇氣,才真正契合了新北斗“新”的要求——“如果沒有突破,沒有挑戰,也不會有新北斗的出現,自然也就不會有年輕人的舞台。”
不僅要有工程的嚴謹,還要有科學的創新
林寶軍並非航天的新兵,早在1999年,他就成為了神舟飛船的副總設計師,從“神舟一號”的研制到“神舟十三號”的論証,他幾乎都有所參與。但他發現,相比曾經見識過的航天團隊,這支新北斗團隊帶給他更為強烈的沖擊。傳統的航天事業,講究傳幫帶,師傅帶徒弟,這種環境下年輕人的成長速度也顯得很快,但他發現,在這種匠人文化的熏陶下,年輕人的創新精神並沒有完全被激發出來。
林寶軍說,航天工程,之所以稱之為工程,更多地講究工程的嚴謹性。比如要擦某一扇窗戶,工程手冊寫著,必須擦3遍,不管現在干不干淨,都要擦3遍,以此保証工程的嚴謹性和安全性。這十分必要,卻不免帶來了“重復”、“低效”、“繁瑣”等一系列問題,這些問題對於創新,往往是致命的。
“新北斗團隊則在繼承航天工程精神之余,還發揮著科研院所裡的創新精神——這也是年輕人身上最為充分的一種特質,應盡可能去激發去釋放。”林寶軍說,我們不再一遍一遍去擦拭玻璃,而是充分調動創新因子,研制出一種能夠檢測出玻璃的設備來告訴我們,玻璃究竟需要擦幾遍。
這也是創新工作中十分講究的“知其然,也要知其所以然”。正如導航衛星副總指揮李國通所說的,擰螺絲的人永遠在擰螺絲,鉚釘的人永遠在鉚釘,這種狀況不會發生在這支新北斗團隊身上。
這種創新理念,也波及到了管理范疇。在傳統的航天工程中,都有一本管理制度匯編,但在上海微小衛星工程中心主任、導航衛星總指揮相裡斌看來,這種動輒上百頁、數千條的管理守則,並沒有太大的意義。他告訴中國青年報記者,“這麼多頁,誰能背下來呢,即便能背下來,又有多少能應用到實際的工程實踐中?記不住的守則寫得再好,也是一紙空文”。
於是,他們開始做減法:幾乎每一個工種的管理制度,都不能超過10條。
一個略顯奇怪的現象是,在新北斗的研制團隊裡,幾乎看不到副主任設計師一職。相裡斌說:“我們盡可能扁平化管理,盡可能不設副主任設計師。”在新北斗的多個分系統中,僅有分系統主任設計師,或者是主持工作的副主任設計師,但沒有同時存在主任設計師和副主任設計師的系統,這是為降低管理成本。更為重要的是,在鼓勵大膽創新的前提下,也讓年輕人承擔創新的責任,讓責權顯得更加明確。
給年輕人壓擔子,讓年輕人質疑
在林寶軍看來,這裡給年輕人營造了一個不僅能挑擔子,更敢於創新的環境。他告訴記者,在當年的神舟飛船設計團隊裡,主任設計師多是一些所長、主任,乃至院士擔任,如今的新北斗團隊,卻闖出了一批80后主任設計師、主管設計師,其中多數沒有擔任其他行政職務。
當然,媒體也注意到了這支團隊的“年輕速度”:從2011年10月工程啟動實施,到2015年年初衛星出廠,他們僅用3年3個月,完成了衛星方案、初樣、正樣等研制工作。研制進度之緊、技術難度之大、任務要求之高,在我國衛星歷史上可謂前所未有。
如今,星間鏈路的有效性已經得到首次驗証。而且,從這顆衛星開始,北斗衛星都將具備星間鏈路。這意味著,整個衛星研制背后近70%的創新工作,在一定程度上得到了驗証。
這離不開創新環境的營造。至今,團隊裡還流傳著這樣一個有關“質疑”的故事。在一次試驗中,當林寶軍提出一個工程想法后,導航衛星姿軌控主任設計師熊淑杰很快提出了反對,“這並不符合最初的設計,如果這麼做,可能會帶來一些不可想象的后果”。
林寶軍考慮后,聽從了這位年輕主任設計師的意見。
他告訴記者,一顆新衛星上天,其採用的設備器件技術通常有70%是已經驗証過的,以更大程度保証衛星運行安全平穩。這對於技術創新十分不利:上星機會少,越少越上不去,技術創新就會陷入“死循環”。如今,他們打破了這個死循環。
至今,冷佳醒手裡的故障預案都尚未使用,200張單子,還剩下113張。這些是為今后的在軌穩定運行段准備的。冷佳醒說,根據衛星的設計壽命,接下來,她還將陪伴這顆衛星多年。
(來源:中國青年報)
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