铷原子钟研制团队:让北斗卫星的“心脏”300万年差一秒


来源:央视网

央视网消息: 7月31日,北斗三号全球卫星导航系统正式宣布建成开通。从1983年“双星定位”理论提出,到2020年完成全球组网;从单星研发到多星并举,从艰难追赶到昂首超越,一代代航天人接续奋斗,让中国的北斗终成世界的北斗。 北斗的研制背后有哪些不为人知的故事呢?今天我们的节目将为您讲述。

作为北斗卫星的“心脏”——铷原子钟,它的每一次跳动都直接决定着北斗卫星定位、测速和授时功能的精度。从打破国外技术封锁到不断设计研发更高精度、更强能力的国产原子钟,研制团队付出了数十年的努力走出了一条自主创新、自我超越的发展之路。我们来看看北斗“心脏”研制背后的故事。

眼前的这个看着并不起眼的金属盒子就是北斗卫星的“心脏”——铷原子钟。已经79岁的雷文琦是我国第一代铷钟研制带头人。上世纪六七十年代,我国开始了对铷钟的研究,却只停留在理论和地面研究阶段。直到“要建设中国人自己的导航系统”这个目标出现,研制团队意识到铷钟这颗导航卫星的“心脏”必须由中国人独立自主完成。

摆在雷文琦和团队面前的是从无到有,从纸上的理论到可以上天的产品之间巨大的跨越。

“不想受制于人”,这是整个北斗工程最核心的精神。即便要面对简陋的条件,技术的封锁,甚至科研设备也少之又少。但是他们知道,中国的北斗只有自主创新一条路。

2006年,我国第一台星载铷钟产品一飞冲天,搭载验证取得成功。团队来不及庆祝,就投入到了北斗二号首发星的研制任务中,而那时,属于他们的考验才刚刚开始。

由于我国的北斗和欧洲的伽利略系统属于同步开展建设,根据国际电联的规定,用于卫星导航的频率资源采取先到先得的方式。也就是说如果不能在约定时间发射卫星,申请的频率资源就将作废。

而此时,留给北斗二号首发星的时间只有不到一年。

经历了没白天没黑夜的8个月,2007年4月14日,首颗北斗导航卫星终于竖立在了发射塔架上,此时距离我国申请的频率有效期只有3天的时间。而对于铷钟研制团队来说,只有卫星顺利升空并且传回了导航信号,才算真正成功。

北斗二号首发星的成功,拉开了铷钟国产化的序幕。2012年,在北斗二号后期发射的卫星中,改变了以往的国产化铷钟为主钟、进口铷钟为备份的模式,国产化铷钟正式全面取代进口铷钟。精度提高到了每300万年才会差一秒。

同时,为了追上北斗卫星的高密度发射,团队不断优化研制流程。如今的星载铷钟的批产能力已经达到了每年50台左右。为北斗导航工程铸造了一颗最强中国“心”。

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