2020年北斗收官之星推遲:發射前一晚果斷暫停,挽回我國數億損失

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長征三乙的運載下,北斗衛星導航系統的最後一顆全球組網衛星於2020年6月23日上午9時43分順利升空,經過緊張嚴密的監測,當日上午10時15分,發射任務圓滿成功!

這意味着北斗系統星座部署全部完成,意味着我們再也不用擔心GPS系統的信號中斷,意味着中華兒女終於擁有了自己的全球衛星導航系統!

2020年北斗收官之星推遲:發射前一晚果斷暫停,挽回我國數億損失

北斗系統,揚我華夏國威,漲我中華志氣!北斗收官之星的順利發射,離不開黨和國家高屋建瓴的長遠規劃和堅定不移地投入落實,離不開眾多科研工作者前赴後繼的奉獻犧牲和破除萬難的艱苦攻關!

北斗系統成就偉大如斯,又怎麼可能一帆風順呢?事實上,此次收官之星的發射可謂是一波三折,本來初定2020年5月份發射,後推遲至當年6月16日。

但就在發射前一晚的臨時測試中,意想不到的產品技術問題發生了,相關專家綜合研判後果斷暫停了發射任務,為我國挽回了數億元的損失。而北斗系統所經歷的風雨,又何止這一次呢?

北斗衛星導航系統:以九天攬月之姿,閱四海萬物之相

北斗衛星導航系統的建設遵循漸進原則,以「三步走」的發展戰略逐步實現了系統功能的提升和服務範圍的擴大,實用性與發展性兼具。

1994年,啟動北斗一號系統建設,2000年投入使用並在2003年加強了系統性能,具備了向我國範圍內用戶服務的能力。

2004年,啟動北斗二號系統建設,2012年,14顆衛星入軌組網,不僅增加了無源定位功能還可以與北斗一號系統完美兼容,具備了向亞太地區用戶服務的能力。

2009年,啟動北斗三號系統建設,2020年6月收官之星組網,北斗三號系統全面建成,兼具有源和無源兩種技術體制,能夠為全球用戶提供導航、搜救和通信等各種服務。

需要特殊說明的是,隨着科學技術的進步,北斗三號系統衛星的服務能力有了很大的提升。

這些提升不僅表現在載荷質量、衛星鏈路、激光通信和使用壽命等傳統性能的增強,更重要的是定位精度的飛躍式提高。

北斗三號系統的衛星,應用了高精度氫原子鐘,與上代衛星相比,其精度整個提升了一個數量級,達到了2.5~5米。從綜合能力來看,北斗系統完全可以與GPS匹敵,甚至在部分指標上有所超越。

2020年7月31日,北斗三號全球衛星導航系統正式開通,歷時26年建設的北斗系統以九天攬月之姿,閱四海萬物之相,成為全球第三個成熟的衛星導航系統。

獨立建設北斗衛星導航系統:大國自主的唯一選項

討論全球衛星導航系統,就不得不提及「子午儀」和GPS,前者是國際上第一個衛星導航系統,後者則是GNSS領域中很長一段時期內的絕對霸主,兩者均由美國建成。

值得一提的是,美國啟動「子午儀」系統建設的初衷,是為了解決北極星核潛艇的精確定位問題,GPS系統亦如是,旨在完成收集情報、應急通訊和監測核爆等軍事任務。

事實上,時至今日GPS仍有極大的軍事用途,被廣泛應用於很多國家的武器裝備上,而衛星定位系統的干擾與抗干擾性能也一直都被各大軍事強國高度重視。

1999年,在印巴卡吉爾戰爭期間,美國曾一度關停了該區域的GPS服務,致使印巴兩國所依賴的相關設備徹底癱瘓,給雙方造成了巨大的損失。

如果沒有北斗系統,那麼我們只能依賴於其他國家開發建設的衛星導航系統,從國防安全和軍事應用角度,這會不會是一個隱患?

雖然GPS後來逐步向民間開放,但是任何一個大國都不想受制於人,即便是美國的盟友,也迫切的想要打造自己的導航系統。

希拉克甚至感慨,「沒有自己的衛星導航系統,歐洲將不可避免地成為美國的附庸」,而關於衛星導航系統這件事,中歐之間還曾有過幾段有意思的交集。

1999年,歐盟委員會提出了伽利略系統的構建計劃,2003年,歐盟主動邀請我國參與該系統的開發建設,由於兩者都不想太過依賴GPS,很快就此達成一致。

2004年,中歐正式簽署伽利略計劃技術合作協議,我國在第一階段投入了500萬歐元的外匯與6500萬歐元的實物,並一度存在將北斗作為區域導航而把伽利略作為全球導航的想法,但很快就被迫放棄。

2005年,歐洲政治轉向,對華友好的政治領袖或黯然離場,或影響力驟降,親美的默克爾等政治人物相繼上台,歐盟開始逐步在伽利略的財政和利益分配上排擠我國,並將我們排除在決策中心之外。

此後,我國開始將重心移向北斗,加快了北斗二號系統的建設進度。耐人尋味的是,沒有中國參與的伽利略系統慢慢吞吞,而我國自主建設的北斗二號則異常順利。

由於衛星發射時間一再推遲,伽利略系統直到2008年4月才發射了第二顆實驗衛星,而且第一顆衛星雖然向國際電聯申請了頻率,卻沒有發射相應的信號。

按照「先到先得」的規定,我國於2017年4月發射了北斗二號系統的第一顆衛星,成功在申報最後期限前正式啟用了相應的頻率資源,這場頻率資源爭奪大戰以伽利略系統完敗告終。

事實證明,獨立建設北斗衛星導航系統,是大國自主的唯一選項,也是最優選項。

衛星導航系統不僅直接關係着我們的國防安全,也在民用領域有着廣闊的應用空間。當然,北斗系統的建設過程艱難曲折,風險頗大,尤其是在發射收官之星之類的關鍵節點上更是如此。

發射北斗收官之星:肩負重任的壓軸大戲

此前,北斗的服務主要由二號系統和三號系統共同提供,北斗收官之星的發射組網不僅關乎三號系統的完整度,也關乎整個北斗系統的服務效能。而且,從技術角度而言,收官之星同樣肩負重任。

這是一顆位於赤道正上空的地球靜止軌道衛星,能夠覆蓋四成以上的全球面積,還能加強各個衛星之間的網絡和通訊聯繫。

此外,由於2020年3月16日文昌發射中心長征七號甲火箭和2020年4月9日西昌衛星發射中心長征三號乙運載火箭接連發射失敗。

此次北斗收官之星的發射同樣是長征三號乙失敗後的首次復飛,其順利與否,直接關乎我國航天領域的技術檢驗與戰鬥士氣,關乎我國航天服務在海外市場的口碑,是不折不扣的壓軸大戲。

長征三號乙運載火箭是我國發射量最大、技術成熟度較高的高軌道運載火箭,此前的發射成績一直比較亮眼,甚至在高強度密集發射的情況下都能連續成功,按道理不應出現任何問題。

但是,隨着時間的推移,長征三號乙運載火箭同樣進行了多次升級改造,以滿足不同的發射需求,況且運載火箭涉及的技術十分複雜精密,在一些細節上出現偏差並非不可理解。

然而,航天發射危險性很高,造價成本極大,哪怕是這種細小偏差,也有可能造成非常嚴重的後果。

北斗收官之星發射前夜,2020年6月15日晚20時,長征三乙運載火箭加注推進劑後開始加電測試,突然三級發動機分機的減壓閥壓力出現異常數據,在場的羅巧軍等工作人員不禁皺起了眉頭。

因為這個壓力的異常直接影響着火箭三級發動機的正常運轉,關乎發射任務的成敗。排除測量設備故障後,專家們迅速制定了排查程序和處置方案,在按流程操作時,出現裂紋的減壓閥外殼映入眼帘,他們終於找到了技術問題的關鍵所在。

在緊急更換同批次的備份產品後,檢測數據得以恢復正常,但專家們本着「不帶疑點加注、不帶隱患上天」的基本原則,果斷推遲了收官之星的發射時間,繼續全身心投入到了解決問題的緊張工作中。

2020年6月16日,北京一院703所完成了對問題產品的檢測工作。18日,相關領導和各方面專家經綜合研判後,得出了更換合格產品後可以繼續發射的結論,並決定重啟發射任務。

然而,新的問題又出現了。由於正值夏季,外部高溫環境使加注推進劑的燃料溫度和氣枕容積發生了變化,已經無法滿足正常的發射條件。航天發射工作,既需要智慧,更需要勇氣,西昌衛星發射中心決定將推進劑泄出後重新加注。

雖然此次操作的規模前所未有,但工作人員還是以科學負責的態度迎難而上,在梳理出風險點並制定應對策略後,馬上付諸實施。

然而,推進劑泄出後,助推器氧箱連接傳感器的法蘭盤螺栓又出現了腐蝕現象,工作人員只能身着防化服鑽入火箭內部進行了精準的更換工作。在所有人的沉着應對下,經過緊鑼密鼓的排查與修復,終於滿足了所有的實施條件,在23日成功發射了北斗的收官之星。

試想一下,如果不是發射前一晚的緊急叫停,一旦收官之星發射失敗,我們的損失將會何其嚴重?

那可不僅僅是數億元的成本,長征三乙運載火箭接連失敗的情況是任何航天領域從業人員都無法接受的,甚至會引發其他國家對我們航天發射能力的質疑,從而對我們航天事業的前景造成負面影響。

在這次緊急叫停後的處置作業中,我們以科學求實、嚴肅認真的作風積累了寶貴的工作經驗,為此後的航天事業提供了更加堅實的支撐。

誰主沉浮:北斗系統的前景與策略

全球四大導航衛星系統各有優劣,但是綜合考量下,只有GPS與北斗較為全面。

俄羅斯的格洛納斯系統是前蘇聯時期在1976年啟動的,但由於眾所周知的政治原因,俄羅斯的經濟一直不算景氣,對該系統的實際投入也是斷斷續續,有些衛星零部件也被禁運,而且所有的地面站都只設在俄羅斯境內,又沒有北斗的星間鏈路技術,從而導致其穩定性堪憂。

此前就有媒體報道過俄軍在敘利亞戰場上用「獵戶座」終端搜索不到格洛納斯信號的新聞,更匪夷所思的報道是蘇34飛行員用GPS接收機來導航。

歐洲的伽利略系統技術先進,精度很高,但其涉及的國家眾多,政治經濟糾紛風險很大,發射計劃一再推遲,甚至在2019年出現過長期宕機的嚴重故障,其穩定性同樣堪憂。

與GPS相比,北斗系統是後來者,既有後發優勢,也有後發劣勢。

優勢在於採用了最新的先進技術,有快速定位、短報文通信、精密授時等特色功能。劣勢在於起步較晚,在市場占有率和成本方面與GPS尚有差距,比如最便宜的GPS芯片成本只有十幾元,而北斗芯片則會達到百元。

曾經一度壟斷GNSS市場的GPS從技術、運營和服務等方面已經非常純屬,在「先入為主」的慣性下,其耕耘近20年的市場極難一朝破壁。

在經營策略上,北斗採用了兼顧存量市場與增量市場的方案。一方面,積極推動北斗系統與GPS和格格納斯的兼容,參與存量市場的經營;另一方面,立足特色功能吸引新用戶,努力開發增量市場。

截止2021年7月,中國已與137個國家就北斗系統簽署了合作協議,其業務範圍涵蓋120多個國家,用戶數量和日訪問量分別超過了20億人和25億次,有八成左右的智能手機支持北斗系統,2020年8月後,蘋果手機也加入到該行列之中。

根據《2021中國衛星導航與位置服務產業發展白皮書》,在2020年度,有1.4萬多家企業和50多萬員工投身到衛星導航服務業中,北斗產業產值已經突破4000億元。

2022年,好消息接踵而至。2022年1月29日,《關於大眾消費領域北斗推廣應用的若干意見》由工信部正式印發,為北斗系統的產業化發展和商業化運營指明了方向和路徑。

2022年2月4日,中俄簽署《中國衛星導航系統委員會(中華人民共和國)與俄羅斯國家航天集團(俄羅斯聯邦)關於北斗和格洛納斯全球衛星導航系統時間互操作的合作協議》。

普京次日在新華社發表署名文章《俄羅斯和中國:着眼於未來的戰略夥伴》,表示兩國在空間探索方面擁有廣闊的合作空間。

有了國內外一系列利好政策的支撐,我們相信,北斗系統的潛力會進一步釋放,發展會越來越好。

來源:甬說

評論列表

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2024-07-29 13:07:57

我一閨蜜諮詢過,很專業也很靠譜,是一家權威諮詢機構

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2024-05-16 03:05:36

老師,可以諮詢下嗎?

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