20xx感動(dòng)中國(guó)候選人孫家棟談北斗故事

20xx感動(dòng)中國(guó)候選人孫家棟談北斗故事2023感動(dòng)中國(guó)候選人孫家棟談北斗故事

——專訪“兩彈一星”功勛科學(xué)家孫家棟

“這里頭需要有很多技術(shù)力量，要靠我們自己?！?/p>

本刊記者/楊時(shí)彭輝

需要用一大段的篇幅，才可能較完整地寫(xiě)下孫家棟的頭銜。在學(xué)術(shù)上，他是中國(guó)科學(xué)院院士;如果結(jié)合當(dāng)今中國(guó)科學(xué)領(lǐng)域最炙手可熱的名詞如“北斗”“嫦娥”，那他是北斗導(dǎo)航衛(wèi)星第二代應(yīng)用衛(wèi)星的工程總師，也是中國(guó)探月工程總設(shè)計(jì)師;如果提及榮譽(yù)，他是中國(guó)“兩彈一星”功勛科學(xué)家，國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲得者……

中國(guó)空間技術(shù)研究院在1967年成立之初，孫家棟擔(dān)任中國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星技術(shù)負(fù)責(zé)人。從此孫家棟開(kāi)始與衛(wèi)星結(jié)緣，先后擔(dān)任了中國(guó)第一顆遙感探測(cè)衛(wèi)星、第一顆返回式衛(wèi)星的技術(shù)負(fù)責(zé)人、總設(shè)計(jì)師。在中國(guó)自主研制發(fā)射的100個(gè)航天飛行器中，由孫家棟擔(dān)任技術(shù)負(fù)責(zé)人、總設(shè)計(jì)師或工程總師的就有34顆，被業(yè)界公認(rèn)為中國(guó)的“衛(wèi)星之父”。2010年底的一天，孫家棟在中國(guó)航天科技集團(tuán)的辦公室里接受了《中國(guó)新聞周刊》的專訪，評(píng)述北斗計(jì)劃發(fā)展歷程以及中國(guó)衛(wèi)星整體發(fā)展?fàn)顩r。中國(guó)新聞周刊：衛(wèi)星導(dǎo)航功能是如何醞釀出來(lái)的?孫家棟：1957年，蘇聯(lián)第一顆衛(wèi)星上天。在那個(gè)年代，上天很不容易，科學(xué)家們所有的精力都集中在怎么將衛(wèi)星送上去。至于送上去后干什么，當(dāng)然也有少數(shù)科學(xué)家證明研究，但重點(diǎn)還是集中在這個(gè)夢(mèng)想—怎么樣擺脫地球引力的束縛，即上天。第一顆衛(wèi)星上天后，老百姓很激動(dòng)很興奮，給科學(xué)家的震動(dòng)也很大。衛(wèi)星上天后，科學(xué)家們就開(kāi)始想如何讓它為人類服務(wù)。衛(wèi)星有三個(gè)方面的用途：信息傳遞、信息獲取和導(dǎo)航。信息傳遞，比如說(shuō)電視、通信。因?yàn)橛辛诵l(wèi)星，奧運(yùn)會(huì)才能一夜之間傳播到世界各地，才能成為一大筆盈利。所謂的信息獲取，就是氣象衛(wèi)星、資源衛(wèi)星、天文衛(wèi)星等等。相當(dāng)于在衛(wèi)星上裝一個(gè)照相機(jī)，通過(guò)這個(gè)方法觀測(cè)地球或者太陽(yáng)等其他星星。美國(guó)剛剛宣布說(shuō)發(fā)現(xiàn)了離地球最近的黑洞，形成的時(shí)間也很短，才30多年。這個(gè)發(fā)現(xiàn)對(duì)科學(xué)的推動(dòng)是非常厲害的，這也就是依靠了衛(wèi)星的信息獲取功能。再往下發(fā)展，科學(xué)家們就想，衛(wèi)星發(fā)射上去之后，能不能把衛(wèi)星當(dāng)成一個(gè)自然星體去觀察呢?這就講到了導(dǎo)航問(wèn)題。人類航海，一開(kāi)始就是用北斗星來(lái)導(dǎo)航，通過(guò)測(cè)量北斗星的高度來(lái)?yè)Q算出相應(yīng)的地球緯度。有了人造衛(wèi)星之后，能不能用它來(lái)導(dǎo)航呢?這個(gè)問(wèn)題比較復(fù)雜。因?yàn)楸倍沸请x人們很遠(yuǎn)，角度變化很小。此外，經(jīng)過(guò)人們長(zhǎng)期的觀察，跟北斗星之間的相對(duì)位置是可以換算出來(lái)的。而人造衛(wèi)星圍繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)很快，觀察計(jì)算起來(lái)很難。所以帶著這個(gè)問(wèn)題，科學(xué)家們開(kāi)始想盡一切辦法，動(dòng)了很多腦筋。經(jīng)過(guò)大量科學(xué)研究之后，科學(xué)家們?cè)诶碚撋习堰@個(gè)問(wèn)題摸索清楚了。一顆衛(wèi)星傳遞下來(lái)的信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理以后，與地球的圓面交叉以后，在地面上畫(huà)個(gè)圓環(huán)。假設(shè)有兩顆衛(wèi)星，就畫(huà)個(gè)圓環(huán)，兩個(gè)圓環(huán)一定有兩個(gè)交叉點(diǎn)，所以當(dāng)你接到兩個(gè)衛(wèi)星的信號(hào)的時(shí)候，你一定在這兩個(gè)交叉點(diǎn)的其中一個(gè)。假設(shè)你能接到三顆衛(wèi)星的信號(hào)，那么第三顆星和這兩顆星間又有一個(gè)交叉點(diǎn)，你所在那個(gè)交叉點(diǎn)一定是三顆星信號(hào)的交叉點(diǎn)。就這樣，利用天上三四顆衛(wèi)星傳下來(lái)的無(wú)線信號(hào)和地面的關(guān)系，經(jīng)過(guò)一些復(fù)雜的數(shù)學(xué)處理以后，就可以做到精確定位。但這又有另外一個(gè)問(wèn)題：衛(wèi)星圍繞著地球在動(dòng)，你怎么樣保證隨時(shí)隨地都能看見(jiàn)四顆星呢?所以，光有四顆星是不夠的，得圍繞地球多打星。這樣算來(lái)算去，得圍繞地球做一個(gè)網(wǎng)，這個(gè)網(wǎng)里有24顆衛(wèi)星。這個(gè)理論是美國(guó)人先提出來(lái)的。美國(guó)的GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)圍繞地球發(fā)射24顆衛(wèi)星，就可以保證在人類活動(dòng)的大部分地區(qū)，任何時(shí)間地點(diǎn)都可以同時(shí)看到四顆星，可以滿足導(dǎo)航定位的問(wèn)題。中國(guó)新聞周刊：美國(guó)GPS開(kāi)始發(fā)展的時(shí)候，你就有所接觸了嗎?孫家棟：那個(gè)時(shí)候，中國(guó)剛剛粉碎“四人幫”，改革開(kāi)放初期。1979年鄧小平到美國(guó)訪問(wèn)，就向美國(guó)總統(tǒng)提出來(lái)采購(gòu)兩個(gè)大項(xiàng)目，一個(gè)是通訊衛(wèi)星，一個(gè)是遙感衛(wèi)星地面接收站。后來(lái)，我第一次作為中國(guó)代表團(tuán)成員，到美國(guó)去采購(gòu)?fù)ㄓ嵭l(wèi)星。代表團(tuán)里還有中國(guó)科學(xué)院和廣播電視部的同志。我們?cè)诿绹?guó)停留40多天，和美國(guó)航天局的人接觸，給我印象特別深。當(dāng)時(shí)，GPS剛開(kāi)始起步，他們給我們講，GPS是要提供全球性服務(wù)的。事實(shí)上，GPS系統(tǒng)也是一步一步不斷在調(diào)整和改進(jìn)。一開(kāi)始，GPS的目的性很強(qiáng)，就是為軍事服務(wù)，但是辦成了以后，美國(guó)人就漸漸發(fā)現(xiàn)民用領(lǐng)域的作用特別大。中國(guó)新聞周刊：中國(guó)的衛(wèi)星發(fā)展過(guò)程有什么特點(diǎn)?導(dǎo)航衛(wèi)星又是如何起步的?孫家棟：1970年中國(guó)第一顆人造衛(wèi)星“東方紅”號(hào)上天以后，我感覺(jué)國(guó)家對(duì)于航天事業(yè)的指導(dǎo)方針是非常明確的，可以歸納為四個(gè)字，就是發(fā)展“急用”和“實(shí)用”項(xiàng)目。當(dāng)時(shí)，提出來(lái)先發(fā)展“尖兵”，也就是監(jiān)控衛(wèi)星。后來(lái)就開(kāi)始研制返回式衛(wèi)星。前者是信息傳遞，后者就是信息獲取。在這個(gè)基礎(chǔ)上，就開(kāi)始搞通訊衛(wèi)星，因?yàn)椴筷?duì)需要通訊。通訊衛(wèi)星沒(méi)上天以前，通訊就靠鐵路邊上的一排電線桿子。到了80年代初，就開(kāi)始搞氣象衛(wèi)星。80年代中期，有科學(xué)家開(kāi)始反復(fù)探討衛(wèi)星導(dǎo)航問(wèn)題，我印象最深的，是以陳芳允為代表提出的雙星定位理論。結(jié)合我們國(guó)家的特點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)實(shí)力的情況，以及在國(guó)際上的地位，科學(xué)家們?cè)谝粔K反復(fù)研究這個(gè)問(wèn)題。得出的第一個(gè)意見(jiàn)是，我們國(guó)家在那個(gè)年代暫時(shí)還沒(méi)有建設(shè)全球性衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的需求。其次，要結(jié)合國(guó)家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，得有個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的規(guī)劃。根據(jù)當(dāng)時(shí)中國(guó)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，如果要搞一個(gè)全球性的衛(wèi)星系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)上難以承受。第三，那個(gè)時(shí)候的技術(shù)水平也難以保障，如果搞全球的導(dǎo)航定位，技術(shù)上需要克服很多困難。但是，我們也認(rèn)為，當(dāng)時(shí)國(guó)家雖然沒(méi)有全球性的需要，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，今后建立全球性的導(dǎo)航定位系統(tǒng)，對(duì)于本國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展一定是需要的。中國(guó)新聞周刊：北斗系統(tǒng)現(xiàn)在開(kāi)始推廣民用，在應(yīng)用方面，北斗系統(tǒng)面臨什么挑戰(zhàn)?孫家棟：我們要給使用者樹(shù)立信心，比如航天段的保證，不能說(shuō)今天發(fā)六顆星，明天就壞三顆，那么誰(shuí)還買你這個(gè)終端機(jī)?另外，地面管理等等也都是一套很復(fù)雜的系統(tǒng)，要對(duì)用戶負(fù)責(zé)，出現(xiàn)問(wèn)題要給予及時(shí)有效的反饋與服務(wù)。此外，不能對(duì)軍用和民用區(qū)別看待。在和平時(shí)期，民用其實(shí)更重要?？傊欢ㄒ層脩粲X(jué)得方便可靠。GPS在市場(chǎng)上有如此大的份額，你不可能把他都擠出去。我的想法是，我們要加強(qiáng)和美國(guó)GPS的聯(lián)系，盡量做到互操作，同時(shí)不影響我們系統(tǒng)的獨(dú)立自主。也就是說(shuō)，讓我們的用戶機(jī)既可以接受GPS的信號(hào)，又能接受北斗的信號(hào)，兩個(gè)信號(hào)可以同時(shí)綜合使用，提高精度。如果GPS搞“小動(dòng)作”，可以把它關(guān)閉掉，我們自己的北斗可以獨(dú)立工作。這種芯片要靠我們自己開(kāi)發(fā)，別人是不可能給你開(kāi)發(fā)的。所以，這里頭需要有很多技術(shù)力量，要靠我們自己。不過(guò)，我想，要開(kāi)發(fā)個(gè)芯片也不是什么難事。我們使用的所有終端設(shè)備，要特別強(qiáng)調(diào)國(guó)產(chǎn)化。假如到了2023年，北斗的產(chǎn)值是四五千個(gè)億，而