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“党旗下的科技发展”系列:牧星天际的航天人——孙家栋

 大科技杂志社 2022-09-22 发布于海南

  “国家需要,我就去做!”相比于其他豪迈雄壮的誓言,这句显得朴实但同样有力量。这是中国航天人孙家栋心里想的,也是他所做的。

  提起孙家栋,在中国航天界鼎鼎大名,他是中国“ 两弹一星”功勋科学家,是“共和国勋章”的获得者。他的60多年岁月奉献给了中国航天事业,中国自主研制发射的100个航天飞行器中,34颗的技术负责人、总设计师或工程总设计师是孙家栋,这其中包括中国的第一枚导弹、第一颗人造地球卫星、第一颗科学实验卫星、第一颗返回式遥感卫星、第一颗通信卫星等,此外他还是北斗一号工程、中国探月一期工程等航天项目的技术负责人、总设计师或工程总设计师。航天是一项非常复杂的系统工程,每个系统都有总设计师或总指挥,而由于孙家栋对中国航天事业的贡献,他常常被尊称为“大总师”。

  改变一生的誓言

  孙家栋走上航天之路纯属偶然。1951年,在哈尔滨工业大学读书的孙家栋学的是汽车专业。后来从军,被派往苏联学习飞机制造。1957年,毛泽东主席在苏联莫斯科大学的礼堂接见了在苏联的中国留学生,孙家栋就是其中一员。

  在礼堂里,毛泽东主席讲了那番著名的话:“世界是你们的,也是我们的,但是归根结底是你们的。你们青年人朝气蓬勃,正在兴旺时期,好像早晨八九点钟的太阳,希望寄托在你们身上。”在场的所有人都听得热血沸腾,也就在那时,孙家栋就下了决心:国家需要我去干什么,我就去干!

  1958年,学了7年飞机制造的孙家栋回国了,但是他并没有被分配去造飞机,而是被分配去做导弹研究。但是他一个学飞机制造的人,根本不知道导弹是什么样子,也不知道怎么设计,更不知道怎么制造。孙家栋心里没底,但是国家需要研制导弹的人才,国家需要就去做,不懂就学吧。这一学,还真让他学成了行家,导弹研制工作他一干就是9年。

  1967年,由于需要大批人才研制中国第一颗人造卫星“东方红一号”,孙家栋又一次被“转行”,他被任命为“东方红一号”的技术总负责人。同样地,在陌生的领域,他又要重头开始,而这一次的转行,成就了他一生的卫星事业。

  见证“第一”

  孙家栋是最年轻的“两弹一星”元勋,也是最年长的卫星工程总设计师。他见证了中国航天的多个“第一次”,享受过“第一次”成功的喜悦,也承受过“第一次”失败的痛苦,见证了中国航天从无到有,从弱到强的发展。

  中国第一颗人造卫星“东方红一号”开始研制时,中国科学家们没有图纸、没有专家顾问,卫星应该造成什么样?怎么送上天?送上去后应该具备什么样的功能?等等,这些问题都要一一解决。为了完成党交给他们的任务,满足人民的需要,让中国人在天空占有一席之位,科研人员们铆足了劲儿,自力更生,克服了重重困难,硬是造出了中国的第一颗人造卫星。由于当时条件有限,孙家栋依据实际提出,对过去的方案进行简化,去掉卫星上的很多探测仪器,不追求高难技术,只要做到“上得去、抓得住、看得见、听得到”。在大家的努力下,中国的第一颗人造卫星成功发射。

  第一颗卫星是成功了,但是第一颗返回式遥感卫星却让孙家栋饱尝失败的痛苦。1974年,第一颗返回式遥感卫星升空20秒之后就爆炸了。当时孙家栋看着沙漠中的火海,脑子里一片空白,不禁痛哭起来。要知道,这炸掉的不只是一枚火箭和一颗卫星,它是国家大额资金投入的结果,还是数万参与人员的心血。

 所有人都被这个失败击懵了,但是他们并没有被失败击垮。之后的三天三夜里,孙家栋和同事们冒着严寒,将火箭的残骸捡回来进行分析,最终查明爆炸是由于火箭的一小段导线被震断引起的。一个小问题就可能导致全盘失败,也因吸取这个失败的教训,孙家栋建立起了一套完整严格的质量管理系统。

  牧星天际

  1994年,美国部署的世界首个全球卫星定位系统GPS全面建成。这是一个基于卫星的无线电导航系统,由覆盖全球的24颗卫星组成。通过至少4颗卫星的联动,计算出地球上或地球附近的全球定位系统接收器(比如手机)的位置,并为接收器提供所在地理位置和时间信息。就在这一年,中国的北斗一号工程才刚启动,孙家栋就是这个工程的总设计师。

  这是一个复杂的系统工程,参与这个系统研发、建造的人员众多,据统计,仅科研人员就达30余万人。最终,根据孙家栋提出的“三步走”发展战略,中国人将30颗卫星送到太空,联结成“网”,建成了世界上三大卫星导航系统之一的北斗导航系统。完成这项工程,中国人花了26年的时间。

  与美国的GPS相比,北斗导航系统丝毫不逊色。据介绍,北斗三号卫星配置了高精度的氢原子钟,每天时钟误差小于0.5纳秒,累计600万年误差才1秒。同时,原子钟可以不间断地工作,使北斗系统运行更稳定。除此之外,北斗三号卫星拥有全球首创的在轨赋能自主运行技术,就像手机通过软件升级来更新系统一样,卫星上天之后可以不依赖地面控制,就能实现性能的持续改进,自主定位。

  如今,北斗的应用已经深入我们的生活:装有北斗卫星导航接收芯片的手机、船只不仅能通过北斗卫星定位,还能将自己的位置发送给其他人;在城市管理中,北斗定位系统可监测地下燃气管道,及时发现问题,并提出处理意见;北斗定位系统还可以监测电力电网,有效降低供电故障率;等等。未来,北斗还将在更多领域发挥作用。

  2004年,当时已经75岁高龄的孙家栋披挂上阵,担任探月工程一期的工程总设计师。2007年,“嫦娥一号”卫星绕月成功的信号传回地面指挥中心,中国人的探月工程第一阶段的工作取得了成功,古稀之年的孙家栋抑制不住流下了激动的泪水。2020年12月,“嫦娥五号”从月球挖土归来,探月工程的“绕、落、回”三步走规划完成了最后一项“回”的工作。2021年2月,他会见探月工程嫦娥五号任务参研参试人员代表,92岁的孙家栋进入会场时,全场响起了热烈的掌声。

  他充分肯定探月工程取得的成就。他强调,要弘扬探月精神,发挥新型举国体制优势,勇攀科技高峰,不断推进中国航天事业创新发展,为人类和平利用太空作出新的更大贡献。这正是航天人孙家栋一生所践行的誓言。

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