謝軍：中國北斗，星燦世界

江川

“牛氣沖天”是很多人對2021辛丑牛年的祝福。這句祝福用在謝軍身上再合適不過。從2月11日到2月17日，短短一周時間內，謝軍接連迎來人生中的兩次高光時刻：2月11日，謝軍在央視春晚《向祖國報告》特別節目中，向全國人民鄭重宣布北斗三號衛星已實現全球組網、實現核心器部件國產化率百分之百！2月17日，謝軍榮獲“感動中國2020年度人物”。

自2004年擔任北斗導航衛星總設計師以來，謝軍先后帶領團隊研制北斗二號、北斗三號衛星系統，為中國北斗走向世界做出了卓越貢獻。尤其是在北斗三號衛星研制過程中，謝軍團隊創造性地實現了衛星批量化生產，平均20天就將1顆導航衛星送入太空，刷新了中國航天發射紀錄。

三年一騰飛，十年一跨越，中國北斗，星燦世界。

自主創新，拒絕“卡脖子”

1982年從國防科技大學畢業后，謝軍被分配到中國航天科技集團下屬中國空間技術研究院航天五院504所工作，該院是我國“北斗計劃”主力，從上世紀80年代起就一直擔負著北斗衛星系統和產品的設計制造工作。從進入五院504所的第一天起，謝軍就與北斗結緣。

在2004年擔任北斗二號導航衛星總設計師之前，謝軍在504所工作了22年。期間參與了東方紅二號通信衛星、風云二號氣象衛星、海洋二號衛星等國家重大航天工程。這22年的工作積累，為他日后帶領團隊攻堅克難、開創紀錄打下了堅實的基礎。

2004年，謝軍臨危受命，在北斗二號導航衛星總設計師的崗位上走馬上任，但是等待他的卻是一個個棘手難題。

北斗二號衛星導航系統跟北斗一號衛星導航系統不是同一量級，首先服務的范圍不同，北斗二號要服務整個亞太地區，北斗一號只服務中國;其次，發射的衛星數量不同，北斗二號需要發射14顆衛星，北斗一號只發射了3顆衛星;再次，北斗二號發射的每顆衛星其技術難度也比北斗一號衛星大很多，尤其星載原子鐘更是難啃的“硬骨頭”。

原子鐘有“導航衛星的心臟”之稱，一直以來，中國都是依賴進口。中國曾提出與歐洲開展技術合作，但卻遭到拒絕。“卡脖子”問題何時能得到解決？成為謝軍上任后思考最多的問題。2006年，由于進口原子鐘無法按時供貨，致使北斗二號建設工程差點夭折。這件事深深地刺痛了謝軍。

痛定思痛。謝軍深刻認識到，作為一個航天大國，中國必須要有自己安全獨立的時頻基準系統。像北斗衛星導航系統這樣非常重要的國家基礎設施，關鍵產品、關鍵技術如果不掌握在自己手里，就像沙漠里的高樓大廈，沒有基礎是不牢靠的。

自那以后，謝軍帶領國內數家科研院所研究員集中攻克技術難題，只用了短短一年多的時間就實現技術突破，成功研制出中國自己的星載銣原子鐘，并在此基礎上反復打磨精度，使銣原子鐘的天穩定度達到10-14量級，授時精度達到50納秒，這個精度300萬年只有1秒誤差。

當自主研制的銣原子鐘大功告成的同時，距離2007年4月17日北斗二號衛星導航系統的最后期限只有幾個月時間。時間緊迫是擺在謝軍面前的另一道坎。根據國際電聯規定，導航衛星的頻率資源和軌道位置資源自申請日起時限為7年，超時不用自動作廢。

為了趕在期限前發射成功，保住申報的頻率資源，謝軍帶領北斗二號研制團隊全力以赴，夜以繼日。他每天的工作時間超過16小時！“那時候大家只有一個信念：把衛星打上太空。”

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。4月16日晚10時，衛星成功將信號發送回地面。此時距離最后期限僅剩2個小時。

技術突破，全面國產化

在北斗二號系統穩定建設的同時，2009年中國北斗三號衛星導航系統正式立項。與北斗二號系統覆蓋亞太地區不同，北斗三號系統的目標是覆蓋全球。這無疑對謝軍團隊提出了更高的要求。

定位精度仍是首要問題。謝軍在接受媒體采訪時談到，曾有一臺星上設備，在測試過程中，偶爾會出現一納秒的跳動。一納秒是什么概念？一納秒是十的負九次方秒。也就是說，這個設備如果每天變化一納秒，三百萬年之后才會變化一秒。但對于高精度的衛星導航系統來說，這是無法容忍的。“這一納秒變化可能會導致定位精度從10米變成20米甚至30米，整個系統的服務將大打折扣。”

作為北斗三號衛星首席總設計師，謝軍再次帶領團隊自主設計了星間鏈路，以此實現星和星之間的精密測量，信息傳輸，控制指令的傳送。“北斗三號采用星間鏈路以后，對整個系統服務精度的提升貢獻非常大，我們現在可以達到優于2米的水平。”

定位精度值提升了，但是衛星的壽命是有限的，如果北斗衛星導航系統不能迅速打入空間、快速完成組網，衛星的價值就無法實現。如何破解這個難題？謝軍認為，唯有批量化生產，不斷更新換代產品，才能保障長期穩定地為用戶提供服務。

批量化生產衛星，這在以前想都不敢想。我國第一、第二顆“北斗一號”衛星分別于2000年10月31日和12月21日發射升空。第三顆“北斗一號”導航定位衛星于2003年5月25日發射升空。此后基本上是隔幾年時間才發射一顆。到2017年，我國共有23顆北斗衛星發射成功。而到2020年，中國成功發射55顆北斗衛星。也就是說，從2017年到2020年這3年間，就有32顆衛星發射升空，“中國速度”令世界震驚。

支撐“中國速度”的是謝軍帶領團隊開創的批量化生產模式。“我們引入流水線作業模式，就像生產車輛一樣，每一個作業點都有相應的生產工序。”謝軍舉例說，“在衛星熱管生產中，下午4點設計圖紙，2小時后工藝圖紙就完成曬圖并下發到車間，當天晚上就開始正式生產，以前需要20多天的生產周期，現在只要10天左右就能完成。”

依托批量化生產模式，在北斗三號衛星研制過程中，謝軍團隊僅用1年零14天的時間，就將19顆導航衛星送入太空，刷新了中國航天發射紀錄。

除了速度之外，更令國人自豪的是國產化率。北斗三號衛星上所有的單機產品國產化率已從80%提高到了100%。這使得中國成為繼美國、俄羅斯之后，世界上第三個擁有全球衛星導航系統的國家。