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新北斗研制打造年轻化团队 平均年龄不到31岁

科普小知识2023-03-09 08:06:21
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人们很难把一个28岁的女孩和卫星联系起来。然而,在新北斗卫星的故事中,这种关系可以用无数种方式来描述。

当新一代北斗卫星开始在宇宙的黑暗中航行并接收来自太阳的能量时,地球上有一个28岁的女孩,名叫冷嘉兴,她的眼睛盯着它。卫星的“张开双臂”是一个大动作。一旦成功,冷佳会如释重负地醒来,扔掉25个失败的计划。

作为导航卫星开发团队的总设计师,冷嘉兴手里总共有200个失败计划。这些列表伴随着卫星的诞生和死亡,几乎可以用于每一步。4月底,卫星上的有效载荷成功开启,她放弃了30个失败计划。发射前一个月,这颗太空卫星漂浮在中国上空。定点后,冷家兴掉了几十个订单。

当时,在上海,冷嘉兴的“主人”中国科学院上海微卫星工程中心也开始控制地面卫星。在这里,冷佳并不是唯一一个醒来的年轻人。这个由81名成员组成的研究团队的平均年龄不到31岁,80岁后占76%,85岁后占61%。

前美国宇航局局长迈克尔·格里芬曾感叹,“这些领导和主宰中国太空的人太年轻了。”那么,这个年轻的团队创造新北斗系统的第一颗星的确切原因是什么呢?北斗系统可以与美国的全球定位系统和欧洲的伽利略系统相媲美。最近,《中国青年报》的一名记者采访了该团队。

新北斗的“新”热门年轻人

这颗“新北斗”是我国发射的第17颗北斗导航卫星。与老北斗相比,最大的区别是前者具有“星间链路”的功能。星间链路是指用于卫星间通信的链路,可以将多颗卫星互联,实现卫星间的信息传输和交换。

换句话说,“新北斗”将实现导航卫星之间的“对话”,也就是说,它可以相互传输数据并为地面提供导航授时服务,而不依赖地面设备。此外,如果这一功能得以实现,中国有望在2020年前建成一个全球卫星导航系统,为全球各类用户提供全天候、全天时的高精度、可靠的定位、测速和授时服务,并具备短信通信能力。

新意味着不同。对于研究团队来说,如何突破“老北斗”研究的思维范式是一个大问题。

按照传统的发展思路,导航卫星是一个立方体形状。它是按照测量、控制和热控子系统模式开发的。每个系统都履行自己的职责。单独开发后,组装成一个完整的卫星。然而,这种设计理念有一个隐患:子系统越多,需要的计算机就越多。如果其中一台电脑出现故障,天空中的卫星可能会“生病”。

因此,新的北斗团队采用了长型结构设计。上海微卫星工程中心副主任、导航卫星总设计师林宝军在接受《中国青年报》采访时表示,这种结构可以满足功能链的设计理念,将卫星分为有效载荷、结构热、电子以及姿态和轨道控制4个功能链,从而避免了多个子系统的“组装”。

然而,这个设计概念在演示开始时遭到了许多老专家的反对。林宝军记得,在演示会上,专家们几乎一致“质疑”和“当你的形状最不稳定时如何保证卫星的硬度?”

这颗卫星的“小尺寸”也成为公众批评的目标。新的北斗七星重848公斤,不再是几吨重的“大家伙”。林宝军说,开始的时候,很多专家问,“你们的卫星能用吗,特别是燃料,不到40公斤?”

在整个发展过程中,类似的问题层出不穷。然而,对于年轻人来说,这似乎是一个不可避免的遭遇,当他们“接过重担”的时候。正如林宝军所说,年轻人总是给人一种缺乏经验的印象。他们做不到,也做不好。然而,正是他们丰富的知识和创新的勇气,才真正满足了新北斗的“新”要求——“没有突破,没有挑战,就没有新北斗,自然就没有年轻人的舞台。”

不仅要有严格的工程,还要有科学创新。

林宝军不是太空学员。早在1999年,他就成为了神舟飞船的副总设计师。从“神舟一号”的研制到“神舟十三号”的演示,他几乎都参与其中。然而,他发现这个新的北斗团队给他带来的影响比他以前见过的太空团队更大。在传统的航天工业中,老师带着他的学生,非常重视帮助和指导他们。在这种环境下,年轻人的增长率也非常快。然而,他发现在这种工匠文化的影响下,年轻人的创新精神没有得到充分的激发。

林宝军说,空间工程之所以被称为工程,是因为它更注重工程的严谨性。例如,如果你想擦窗户,工程手册上写着你必须擦三次。不管它是否干燥,你必须清洁它三次,以确保项目的精确性和安全性。这是非常必要的,但它不可避免地带来一系列问题,如“重复”、“低效”和“复杂性”。这些问题通常对创新是致命的。

“在继承空间工程精神的同时,新的北斗团队也在科研机构中发挥着创新精神——这也是年轻人最充分的特征,应该尽可能多地加以激发和释放。”林宝军说,我们没有一遍又一遍地擦拭玻璃,而是充分调动创新因素,开发了一种能够检测玻璃的装置,告诉我们玻璃需要擦拭多少次。

这也是关于“知道它是什么和为什么它是”的非常特殊的。正如导航卫星副总指挥李所说,拧螺钉的人总是拧螺钉,铆铆钉的人总是铆铆钉。这种情况不会发生在这个新的北斗团队身上。

这种创新理念也影响了管理范畴。在传统的空间工程中,有管理系统的汇编,但在上海微卫星工程中心主任、导航卫星总指挥向立斌看来,这样一个数百页、数千篇文章的管理代码意义不大。他告诉《中国青年报》的一名记者,“谁能记住这么多页?即使可以,有多少可以应用于实际工程实践?不管代码写得多好,都是一纸空文。”

因此,他们开始做减法:几乎每种类型的工作管理系统,不能超过10。

一个稍微奇怪的现象是,在新北斗的开发团队中,副总监设计师的位置几乎看不到。向立斌表示:“我们将尽最大努力扁平化管理,不设副总监设计师。”在新北斗的许多子系统中,只有子系统的首席设计师或副首席设计师主持工作,但没有首席设计师和副首席设计师都参与的系统。这是为了降低管理成本。更重要的是,在鼓励大胆创新的前提下,年轻人也应该承担起创新的责任,让责任和权利变得更加清晰。

给年轻人增加负担,让他们质疑。

在林宝军看来,这个地方为年轻人创造了一个环境,不仅让他们背负重担,还让他们敢于创新。他告诉记者,当年的神舟飞船设计团队中,主要设计师大多是一些导演、导演甚至是院士。然而,新的北斗团队现在有一群80后首席设计师和首席设计师,他们中的大多数人没有其他管理职位。

当然,媒体也注意到了这个团队的“年轻速度”:从2011年10月项目开始到2015年初交付卫星,他们仅用了三年零三个月就完成了卫星方案、初始样品和原型的开发。中国卫星史无前例的紧凑发展计划、巨大的技术难度和高任务要求。

今天,卫星间联系的有效性首次得到验证。此外,从这颗卫星开始,北斗卫星将有卫星间的联系。这意味着整个卫星开发背后的近70%的创新工作已经在一定程度上得到验证。

这与创造创新环境是分不开的。到目前为止,团队中仍然流传着这样一个关于“提问”的故事。在一次试验中,当林宝军提出一个工程设想时,导航卫星姿态与轨道控制的总设计师熊迅速表示反对,“这与原设计不符,如果这样做,可能会带来一些不可想象的后果。”

经过考虑,林宝军听取了年轻总设计师的意见。

他告诉记者,当一颗新卫星进入太空时,它所使用的70%的设备和装置技术都已经过验证,从而在更大程度上保证了卫星的安全稳定运行。这对技术创新非常不利:去明星那里的机会越少,去那里的机会就越少,技术创新就会陷入“死循环”。现在,他们已经打破了这个死循环。

到目前为止,冷家兴的失败计划没有一个被使用过,只剩下200个列表和113个。这些是为未来轨道上的稳定运行期准备的。冷嘉兴表示,根据卫星的设计寿命,她将陪伴卫星多年。(原标题:80后76%,80后61%。新北斗研究团队的平均年龄不到31岁——这是建造新北斗一星的年轻人)