從2000年10月北斗一號第一顆試驗衛星成功發(fā)射，到2020年6月23日北斗三號最后一顆全球組網(wǎng)衛星升空，20年來(lái)，44次發(fā)射，中國先后將4顆北斗試驗衛星，55顆北斗二號、三號組網(wǎng)衛星送入太空，開(kāi)啟了中國“星網(wǎng)”導航全球的時(shí)代。北斗三號導航衛星首席總設計師謝軍是重要的親歷者，《面對面》特別推出《國之重器-總師訪(fǎng)談錄》在北京專(zhuān)訪(fǎng)了謝軍。

　　【完成不可能完成的任務(wù)】

　　2004年，北斗二號衛星導航系統正式立項。已經(jīng)有22年工作經(jīng)驗、曾參與東方紅二號甲通信衛星、風(fēng)云二號氣象衛星等重大項目研制的謝軍出任北斗二號衛星系統總設計師。

　　北斗二號衛星導航系統是在北斗一號的基礎上，從原來(lái)只為中國提供服務(wù)，擴展到覆蓋亞太地區，需要14顆衛星支持，同時(shí)還要攻克一些基礎性的難題。但是，根據國際電聯(lián)規定，導航衛星的頻率資源和軌道位置資源自申請日起時(shí)限為7年，超時(shí)不用自動(dòng)作廢。這意味著(zhù)，他和團隊只有三年時(shí)間，攻破基礎性的難題，并在2007年4月17日之前，把衛星打上太空。

　　2007年3月31日，在首顆北斗二號導航衛星發(fā)射前的最后檢測中，衛星上的應答機出現概率異常，時(shí)間不等人，謝軍與技術(shù)人員一次連續工作72小時(shí)，終于找到故障原因，解決了問(wèn)題。2007年4月14日凌晨，北斗二號系統第一顆中圓軌道試驗衛星被成功送入太空。但這距離履行國際電聯(lián)的規定，還差一個(gè)關(guān)鍵動(dòng)作。

　　謝軍：按照向國際電聯(lián)承諾的，我們實(shí)際上不光要把衛星發(fā)上去，而且要把衛星所攜帶的無(wú)線(xiàn)電信號發(fā)射到地面，讓地面的人能夠接收到你的信號，在打開(kāi)星上導航信號功率放大器的時(shí)候，我是有點(diǎn)擔心，因為衛星的微波部件上天之前，可能會(huì )在地面攜帶一些潮氣，還沒(méi)有釋放干凈，一種微波現象可能就會(huì )產(chǎn)生放電。放電以后會(huì )把設備有些表面燒蝕，燒蝕的后果可能就會(huì )使這個(gè)產(chǎn)品不能正常使用你所設計的功能。

　　記者：這個(gè)發(fā)生率高不高？

　　謝軍：地面研制過(guò)程中我們還時(shí)常會(huì )碰到，我跟同事商量完以后，還是決定要一步一步進(jìn)行設備加電，打開(kāi)放大器，最后結果非常好，我們也說(shuō)具有風(fēng)險且成功的一次決策。

　　2007年4月16日20時(shí)14分，謝軍果斷做出決定，下令試驗衛星上的有效載荷產(chǎn)品加電開(kāi)機。一小時(shí)三十二分鐘后，地面系統正確接收到了衛星播發(fā)的導航信號，這一刻，距離國際電聯(lián)規定的空間頻率申請失效時(shí)間，僅剩2個(gè)小時(shí)。

　　記者：你會(huì )把那次成功歸結于幸運還是歸結于其他？

　　謝軍：我覺(jué)得有一定的幸運成分在里頭，這些幸運成分我也在說(shuō)，我們要有敢于擔當的勇氣，但是擔當的勇氣不是簡(jiǎn)單盲目，應該還是要大量地面實(shí)驗數據支持。

　　謝軍：航天工程應該講都是高風(fēng)險的。應對故障以及故障出現以后的影響，我們必須充分判斷好，不可能說(shuō)上個(gè)月打的衛星出了問(wèn)題后不解決，后面還接著(zhù)打等等。所以北斗人可能相對來(lái)講，在這幾年經(jīng)受的考驗更多一些。

　　【300萬(wàn)年誤差1秒】

　　從2004年立項到2012年完成，北斗二號衛星導航系統的定位精度從北斗一號的20-30米，提高為水平和高程均為10米，接近當時(shí)的GPS民用標準。定位精度的提高需要衛星上多項關(guān)鍵技術(shù)和零部件的支撐，這其中就包括有著(zhù)“導航衛星心臟”之稱(chēng)的原子鐘。

　　2006年，由于進(jìn)口原子鐘無(wú)法按時(shí)供貨，致使北斗二號建設工程差點(diǎn)夭折。這件事深深地刺痛了謝軍，他認識到，作為一個(gè)航天大國，中國必須要有獨立的時(shí)頻基準系統，這就需要突破原子鐘這一技術(shù)難關(guān)。

　　謝軍：在工程立項的時(shí)候，我都覺(jué)得這個(gè)東西怎么可能完成？像燈泡一樣的東西，要通過(guò)微波場(chǎng)給它激勵，讓它產(chǎn)生能級的躍遷，要把這個(gè)東西轉化成光信號，轉化成電信號。我們幾家單位在北斗二號做原子鐘的時(shí)候都非常困難，經(jīng)常到衛星總體需要交付原子鐘的時(shí)候，都是緊趕慢趕，連滾帶爬，不能按時(shí)交付。

　　當時(shí)，研制出的第一臺星上原子鐘產(chǎn)品在工作中經(jīng)常信號突跳，精度很差。謝軍自己的專(zhuān)業(yè)也不是研究原子鐘的，他只能泡在一線(xiàn)上，和研制原子鐘的專(zhuān)家一起分析問(wèn)題，想方設法攻克難關(guān)，三年之后，他們跨過(guò)了原子鐘這道坎。

　　謝軍：攻堅克難，大家鎖定目標心往一處想，勁往一處使，一步步走下來(lái)。這里頭確實(shí)感覺(jué)到非常有意思，有一種成就感。

　　北斗工程的建設，促進(jìn)了多個(gè)領(lǐng)域的基礎研究，并進(jìn)而形成工程技術(shù)上的突破，以原子鐘為例，北斗衛星目前使用的原子鐘，授時(shí)精度相當于300萬(wàn)年僅有1秒的誤差，達到了國際一流水平。

　　【打造世界的中國北斗】

　　在完成北斗二號系統建設后，謝軍開(kāi)始擔任北斗三號工程副總設計師、北斗三號導航衛星首席總設計師。

　　全球組網(wǎng)，全球服務(wù)，是北斗三號的目標和承諾，但這一目標和承諾要基于中國衛星地面站基本在中國境內的現狀來(lái)實(shí)現。謝軍帶領(lǐng)團隊花了近5年的時(shí)間，研究并設計了星間鏈路高軌和中軌結合的方案，首創(chuàng )了星間鏈路和混合星座的架構體系，星間鏈路在空中為北斗三號的30多顆導航衛星建了一個(gè)“群”，只要依靠國內的地面站，就可管理全球的衛星，解決了海外布站、衛星境外監測的難題。

　　謝軍：大家看到的可能是我們最終在西昌衛星發(fā)射中心發(fā)星的這樣一個(gè)結果，實(shí)際上在研制過(guò)程中，我們廠(chǎng)房里頭經(jīng)常存在著(zhù)十幾顆衛星并行在進(jìn)行測試，一些年輕的設計師，特別是搞測試的，基本上沒(méi)有時(shí)間概念，到了工位以后就開(kāi)始測，而且一個(gè)人要管好幾顆衛星。

　　謝軍：我記得有一年除夕我們就在這，感覺(jué)好像該過(guò)除夕了，還是給大家輕松一下，就去食堂辦了幾桌，大家吃餃子，吃著(zhù)吃著(zhù)就沒(méi)人了。測試一線(xiàn)人員吃幾個(gè)餃子以后，馬上又回去測試了。那個(gè)過(guò)程我感覺(jué)不是那么輕松，但是大家也感覺(jué)到能為國家的重大工程貢獻一份力量，我想他們心里頭肯定都是有一個(gè)想法，就是一定要把自己本職工作干好，不要讓節點(diǎn)耽誤在自己手里。

　　伴隨北斗衛星導航系統的建設，是衛星導航160多項核心技術(shù)和500多種關(guān)鍵零部件的創(chuàng )新與突破。北斗三號衛星所有單機的國產(chǎn)化率從80%提高到了100%，這使得中國成為繼美國、俄羅斯之后，世界上第三個(gè)擁有全球衛星導航系統的國家。

　　謝軍：這一臺設備是非常典型的，院里頭部署的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)的一個(gè)代表，我們?yōu)榱俗鲞@個(gè)同時(shí)研發(fā)了一些北斗衛星所需要的特殊功能模塊，所以有的人也叫它芯片，這個(gè)工藝也是基于我們國家目前可以批量生產(chǎn)的航天上可用的工藝，北斗系統立足于國內基礎，別人能做成小米粒的，我可能做成一個(gè)黃豆大的，我只要能用就行，實(shí)現整個(gè)系統最優(yōu)。

　　2020年6月23日完成了北斗三號最后一顆星發(fā)射之后，謝軍的工作重點(diǎn)轉到了在軌衛星的保障和監測評估上。同時(shí)，謝軍和團隊啟動(dòng)了下一代北斗系統建設發(fā)展體系的論證，開(kāi)始了關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，到2035年之前，他們要設計構建一個(gè)以北斗系統為核心的國家綜合授時(shí)導航定位體系。

　　記者：到2035年我們要完成全球衛星導航授時(shí)系統，是一個(gè)什么樣的系統？

　　謝軍：現在我們基本上是地表以及地表上空1000公里的范圍內，我們都讓用戶(hù)得到很好的導航定位授時(shí)服務(wù)。下一個(gè)系統我們可能還要解決一下更高的空間。從定位的精度上，要解決像現在我們大家都在期望的自動(dòng)駕駛等等這些厘米級的導航需求。