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北斗导航星载原子钟是如何研制的?

2018-02-12 19:30 来源:科普中国-军事科技前沿 

  集智攻关 攻坚克难

  大幅度提升北斗导航性能指标

  2012年,203所研制的高精度铷原子钟已达到了世界一流水平!但为了提高北斗导航定位精度和实现导航系统的长期自主运行能力,2015年,国内首台星载氢原子钟顺利交付卫星总体并随卫星成功上天且在轨运行正常,可使北斗系统的导航定位性能能力大幅提升,是我国星载原子钟领域和导航领域的又一个里程碑!

  “铷原子钟在轨运行过程中会受到卫星轨道环境温度波动影响,将会直接影响导航系统定位精度所以要让原子钟对温度变化的敏感度降低。”“要控温,研发人员必须了解钟的全部特性,摸清它的‘脾气’。”目前的铷钟项目负责人杨同敏如是说。到整机调试阶段,需要有足够经验的设计师亲自“操刀”调试。

  与生产其他电子产品不同,比如生产手机,有调试工人,按照工艺文件调试就可以了。铷原子钟调试则还需要工作人员掌握原子钟电路和物理系统的脾气, 知道怎么综合调整才能造出最好的铷原子钟,调试过程中从电子信号中看到物理本质,设计师掌握的技术细节越多,产品质量越好。到目前为止,星载铷原子钟每台钟都要从每个参数开始精细调试,尤其是真空环境下的调试,原子钟一旦上天,加电运行就直到它“寿终”,要求必须绝对可靠。原子钟比瑞士的钟表更加精细,原子钟是当之无愧的高科技含量的工艺精品,需要具有工匠精神的工程师精心打造。”李春景如是说。

  星载原子钟,这个从开始立项就瞄准了打破国外垄断、步入世界前列的重点任务,无论是谁刚接手时都会有些挠头。面对研制中织乱如麻的问题,团队成员虽说早有心理准备,但还是没有预料到攻关居然会如此艰难,很多难题以前从未遇到,没有经验可借鉴。

  理头绪,做实验,数不清多少个寄予期望的开头,也记不住多少个没有结果的结尾,产品交付进度节点必须保证, 日夜兼程的调试,大家就像上了发条的钟一样不知疲惫。铷钟项目负责人李春景对自己团队的经历如数家珍:“为了搞定技术难题,团队白天黑夜连轴转进行实验、验证;环境试验时,团队成员多班倒,进行日夜守护和记录数据。大家都有过这样的神奇经历,做梦经常会梦到原子钟联调的情景:如何接线、如何搭电路,甚至示波器上如何显示,如同真实的工作场景一般。有时,技术人员一觉醒来,立马翻身下了行军床,赶紧将梦中的情境付诸现实,困扰多日的问题终于解决了。李春景说道,对于我这个在学校都坐不住凳子的人,能这样玩命专注地干一件工作,我自己都是难以想像的。

  笃志大我 舍弃小我

  镌刻着原子钟人的坚毅和无悔

  国产原子钟取得的成绩是令人瞩目的,荣誉背后,203所原子钟人的一腔坚毅和无悔,无私奉献和持之以恒,闪耀出一道又一道感动的光芒。

  为了保证工作时间,李春景从刚刚入住的宽敞明亮北五环外的霍营新家,搬到了单位附近28平米的筒子楼。他安抚好妻子的强烈反对,带着尚未入托的孩子,李春景自己倒是自我感觉良好,坦然说道:“反正我经常加班,28平米够她们娘俩住的了。”小春景入了托,开始懂事了,看着不少小朋友经常是爸爸接送,爸爸陪玩,他终于忍不住向幼儿园老师告自己爸爸的状。当小春景哭诉的内容传到李春景耳中的时候,这个“不负责任”的爸爸眼角不禁有些湿润。“儿子,等我们的铷原子钟性能完全超越国外产品,我一定带你好好出去玩!”

  作为加班狂人的李晶,节假日的多数时间,他的身影总会在办公室和调试间出现,十多年如一日。李晶经常和大家开玩笑说:“现在我都不敢生病,即便生了病也不敢请假。”的确,休假对李晶来说真的是一件挺奢侈的事,因为氢原子钟马上要上星,北斗导航系统需要他。妻子临产前,李晶和平日一样,上班前向妻子扔下一句“晚上不回来吃饭了,自己凑合吃点,如果有情况就给我打电话”,就匆匆赶到单位。孰不知妻子当天身体就不太舒服,特别希望李晶能多陪陪她,委屈的一天没吃饭,眼泪还是没忍住流了出来。等李晶再次回到家里,看着昨日桌上一点没少的饭菜,心中心疼不已,好一顿安慰劝解才使得妻子破涕为笑。

  铷钟项目负责人杨同敏,也是蛮拼的。为了加班方便,杨同敏一家三口从长阳新房搬到了单位附近二十来平米简陋破旧的平房,一住就是好几年。别人问为他为什么,他的回答很简单:“住的近方便。”然而,像杨同敏这样的航天人,靠的就是可敬的家国情怀和无私奉献的航天精神,他们克服了工作和生活中一个又一个的困难。

  现任星载氢钟负责人部英男一直就是大家眼中的“科技达人”,平时大家有什么电子产品的技术问题解决不了第一个想到的就是找他,他这种对技术天生的敏感和爱好成了科研中的一个优势,当起项目负责人得心应手。面对研制中纷繁复杂的技术难题和管理难题都被他睿智地解决了。作为家中的独子,在父亲生病住院期间也只请几天假陪陪父亲,回来便一头扎进实验室。

  在原子钟研制团队中,几乎所有成员都有长期加班的经历,每个人都多多少少都有些经典的故事发生:有人把妻子不小心反锁在洗手间,有人忘了孩子看病的时间,有人约好的相亲由于加班被推掉,有人避堵车练成了长跑健将……只是这些故事的背后免不了都有些辛酸。

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[责任编辑:肖春芳]

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