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孙家栋院士:造一辈子“中国星”

发布者:点击量:发布时间:2024-01-18

 
作者:甘晓 来源: 中国科学报 发布时间:2024/1/18 17:10:14
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孙家栋院士:造一辈子“中国星”

孙家栋 中国科学院学部工作局供图

■本报记者 甘晓

“我这一生与星星结下了不解之缘,我最大的心愿就是造一辈子‘中国星’。”作为我国人造卫星技术、深空探测技术和卫星导航技术的开创者之一,中国科学院院士孙家栋这样表达他的人生感悟。

翻开中国航天史,太多“中国第一”的背后都有孙家栋的功劳:第一枚导弹、第一颗人造地球卫星、第一颗北斗导航卫星、第一颗探月卫星……在我国前100颗卫星发射任务中,由他担任技术负责人、总设计师或工程总师的超过1/3。

60多年的航天征程中,孙家栋多次历险。有一次,离火箭点火只有几十秒,卫星却出了问题,情急之下,孙家栋大喊:“停止发射!”

古稀之年,孙家栋担任月球探测一期工程总设计师。当“嫦娥一号”成功环绕月球时,孙家栋在欢呼的人群中转身抹泪的瞬间打动了许多人。

孙家栋1992年当选为中国科学院院士,1999年被授予“两弹一星”功勋奖章,2018年被授予“改革先锋”奖章,2019年被授予“共和国勋章”。

“国家需要,我就去做”

“国家需要,我就去做。”这是孙家栋践行一生的誓言。

20世纪60年代,我国自主研制人造卫星被提上议事日程。当时,担任中国空间技术研究院院长的钱学森亲自点将,任命38岁的孙家栋为中国第一颗人造地球卫星“东方红一号”的总体设计负责人。

经过实事求是的科学论证,孙家栋带领研制团队确定了第一颗人造卫星的技术目标,即“上得去、抓得住、听得清、看得见”。 他简化方案,提出“两步走”的研制计划,即先用最短的时间实现卫星上天,在解决了有无问题的基础上,再研制带有探测功能的应用卫星。

当时,国外严密封锁技术,不要说完整的资料,就是卫星样品,研制人员也没看到过,基本的研制条件都不具备。

国家经济和工业基础薄弱的困难,从未动摇孙家栋的坚定信念。“我们一群年轻人白手起家打天下,在研制过程中,遇到再大的技术难题,我们都没有怀疑过自己的能力。我们始终相信,一定能完成这项任务。”他曾表示。

要实现“听得清”的目标,卫星在轨后必须展开天线才能确保《东方红》乐曲信号被地面站接收。但是,在模拟卫星天线展开的试验过程中,总是出现最后一节天线被甩出去的问题,多次试验一直没有成功。

孙家栋带领大家围绕这个问题展开深入分析,终于找到症结所在——天线结构。修改天线结构设计后,试验终获成功。

1970年4月24日,“东方红一号”卫星发射,《东方红》乐曲从太空传来,响彻全球,向世界宣告中国航天时代的到来。

“火箭带着卫星升空后,我把眼睛瞪圆了盯着显示器上的曲线,一直看着那条线按照设计的弹道轨迹运动起来。我心里还是不敢相信——这到底是真起来了,还是假起来了?”当时的情景孙家栋仍然历历在目,“那个场景终生难忘,激动的心情确实无法形容。每一颗螺丝钉都是中国制造的,真是感觉扬眉吐气!”

愈挫愈勇,多次历险

“卫星发射是一项高风险工程。每次发射,不到卫星入轨的那一刻,谁都不敢说百分百成功。”在60多年的航天征程中,孙家栋多次历险,最让他感到惊心动魄的“险情”有两次。

1974年11月5日,我国第一颗返回式遥感卫星即将升空,却突然无法收到卫星内部供电成功的信号。卫星没有内部供电,意味着即使上了天,仪器、设备也无法工作。

此时,离火箭点火只有几十秒。按照程序,停止发射的指令需要逐级上报,再由上级下达给指挥员,这样显然来不及应对这一紧急情况。情急之下,孙家栋冒险大喊:“停止发射!”

指挥员执行了一个由不该发指令的人发出的、按规定不该执行的指令,发射程序戛然而止。叫停以后,研制团队组织排查,发现一个插头松动了,修复后又恢复发射。不过,这次发射最终还是因为一根导线断裂而失败了。

这次事故让孙家栋刻骨铭心:“任何一个环节出问题,都会导致灾难性的后果。”

面对风险与困难,孙家栋始终执着前行,从未停下探索的脚步。

时隔10年,1984年4月,中国第一颗试验通信卫星发射成功的第二天就出了问题。卫星在3.6万公里的高空发热,如果不及时“退烧”,整个卫星就将失效。

孙家栋初步判断是卫星相对太阳角度变化导致发热,建议调整卫星姿态5度。现场操作人员拿出白纸写下“孙家栋要求再调5度”的字据,请孙家栋签字,孙家栋毅然签下了自己的名字。卫星最终化险为夷。

这颗通信卫星投入使用,标志着中国成为世界上第五个能发射地球静止轨道卫星的国家。

勇闯前沿,走在“尖尖儿”上

回顾自己的科研人生,孙家栋曾说:“从科学技术角度讲,我总是走在‘尖尖儿’上。”

20世纪90年代,中国开始自主建设北斗卫星导航定位系统。1994年“北斗一号”立项时,65岁的孙家栋毅然接过时代赋予的重任,担任北斗系统工程总设计师,勇闯科学前沿。

在孙家栋的带领下,“北斗一号”“北斗二号”系统相继建成。同时,团队还完成了“北斗三号”系统工程立项论证和前期工程实施。

在担任总设计师的20多年里,他带领团队在太空中搭建了双星定位系统,从根本上解决了中国导航卫星的有无问题,走出了一条具有中国特色的“先试验、后区域、再全球”的 “三步走”发展道路,为世界卫星导航领域提供了一种新的发展模式。

2021年7月31日,“北斗三号”全球卫星导航系统建成开通仪式上,年过九旬的孙家栋坐轮椅出席。会场响起经久不息的掌声,向这位航天战线上的“老兵”致敬。

2004年,我国探月工程启动,75岁的孙家栋又接过探月工程总设计师的重任,与中国工程院院士栾恩杰、中国科学院院士欧阳自远组成“探月铁三角”。

孙家栋坦陈:“有很多人不理解,为什么我还接受这项充满风险的工作,因为万一失败了,我的航天生涯就可能蒙上阴影。但是,当时我非常坚定,国家需要,我就义无反顾地去做。”

在担任月球探测一期工程总设计师期间,孙家栋提出了工程研制的指导思想,确定了工程目标和工程总体方案,对工程各大系统的技术途径作出重要决策,主持解决了多项关键技术问题。

2007年11月5日,远在38万公里之外的“嫦娥一号”成功环绕月球的那一刻,在欢呼的人群中,这位老人悄悄转过身,掏出手帕擦去脸上的泪水。

在孙家栋看来,这是幸福和喜悦的泪水。“那一瞬间,心情完全不一样,那种自豪感说不出来。”他说。

《中国科学报》 (2024-01-18 第1版 要闻)