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2010年12月17日,第7顆北斗導航衛星發射前的星箭對接。12月18日,第7顆北斗導航衛星成功進入太空。
北斗前傳
從北京北三環一個普通招待所三樓那個簡陋狹小的“游擊隊”辦公室,到今日浩瀚宇宙中七顆北斗導航衛星,北斗計劃見證了中國航天事業的理想與挫折,艱辛與榮耀
本刊記者/楊時
71歲的卜慶君有一個半舊的本子。他小心翼翼地翻開,拿出夾著的一頁報紙,“你看看這是不是美國和中國談判的那一篇?”如果不戴眼鏡,年逾古稀的卜慶君沒辦法看清報紙上的文字,但是憑借著剪報的形狀,他依舊記得上面的內容。
這些剪報都是關于北斗導航衛星的報道,從新衛星發射成功到中美談判,他都一一剪下,珍藏起來。
四分之一個世紀之前,中國的科學家開始研制中國自己的衛星導航系統。后來,這個由中國自主研發的導航系統被命名為“北斗”。這一計劃從最初的“最高機密”,直到如今逐步推廣為民用,已經走過了20多年。曾經的主力科學家已經成為白發蒼蒼的院士,北斗系統的理論創始人也已經故去。
在這20多年中,卜慶君從中國人民解放軍一位參謀成長為總參謀部測繪局局長,再成為現在的退休老人。作為項目創始人之一,他對于20多年前的事情記憶猶新。
一
1985年,卜慶君受邀參加了在華盛頓舉辦的“GPS全球定位系統國際運用研討會”。
“那個會議是在1985年的4月15日到18日。”盡管已經過去二十多年,卜慶君依然清楚記得具體日期。出發之前,學天文大地專業的卜慶君已經了解GPS的功用和發展情況。但是,外國專家在會議上的發言卻讓卜慶君提高了警惕。
美國的GPS系統誕生于1973年,由美國國防部組織研發。在那次研討會上,除了介紹GPS的前景和用途,美國軍方告訴與會者,GPS的編碼分為軍用和民用兩種。在特殊情況下,為了保證國家安全,軍方會采取三種措施應對緊急狀況:第一,降低對方的導航精度;第二,隨時變換編碼;第三,進行區域性管理。也就是說,通過以上三種方式,美國軍方可以限制國內外用戶對GPS的使用。
“這些都是在會議上公開說的。我了解這些之后,就覺得如果我們依靠這個,那我們不是要受制于人嗎。”卜慶君對《中國新聞周刊》記者回憶。
根據掌握的情況,卜慶君撰寫了一份報告,其中寫道,“對于GPS的發展和應用要跟蹤研究,與此同時要發展中國自己的衛星導航系統。”
但這只是一個夢想,具體怎樣開展研究,毫無頭緒。
就在同一個月,卜慶君受邀參加了另外一個學術研討會。中國科學家陳芳允在會議上作了一個在當時聽來十分新穎的演講——“利用兩顆衛星就可以解決地面定位問題”,后來被歸納為“雙星定位”。卜慶君在會場里坐著,突然意識到這似乎可以用來開展中國導航系統的研究。他找到時任國防科工委副主任沈榮駿,講述了自己的想法。兩人一拍即合。
得到鼓勵的卜慶君直接去往陳芳允家里。在說明自己的來意之后,陳芳允告訴他,“其實我們自己已經研究了兩年。”作為著名的電子學專家,陳芳允和其他同事兩年來的研究成為了日后“北斗計劃”的奠基理論。
在初次溝通之后,陳芳允開始為卜慶君介紹對此理論有所研究的科學家。他們在北京黃寺附近的一家賓館組織了一次理論說明會。“大家都覺得可以,我們就決定開始籌備可行性論證。”卜慶君說。
第二年3月,卜慶君起草報告請求國家啟動雙星定位系統的研究。一個月后,由國家主管部門召開了可行性論證會。“參加會議的人還真不少。鐵道部、電信局、交通部、林業局都去了。”卜慶君語氣一轉,“但是,支持的很少,還是潑冷水的多。”
人們提出了三個質疑:第一,既然有GPS,為什么我們還要搞這個雙星定位?第二,我們的技術水平能否達到?第三,我們有沒有這個經濟實力?
“大家說的確實都是現實問題。從這開始到后來的很多次討論,都有不同意見。現在回頭想想,我很感謝這些意見,讓我們必須很謹慎。”卜慶君說。
與會者的質疑并非沒有道理。美國GPS系統自1973年開始研發,已經耗費上百億美金,并且承諾向全球提供服務。而此時的中國,走出文革尚不足十年,國民經濟仍在困頓之中,人力物力奇缺。
會議進行了熱烈甚至是激烈的討論、爭辯,最終,眾人從國家戰略和特殊時期國家安全的角度,認識到自主研發導航系統的重要性,以及衛星測量手段對國防建設、科研建設的重要意義。很快,參與研發的團隊列出了17項重大原始試驗專項。
在這之后,從1986年直至1994年的八年時間里,這些科學家一直埋頭于理論的推演和專項實驗。
二
衛星對于大多數普通人來說充滿神秘。
“其實衛星就相當于以前打仗時候的消息樹。在一個高地上種棵樹,有日本鬼子來了,人們就把那棵樹拽倒,另外一邊的人就都能看見了。”北斗導航系統工程總師、被譽為中國“衛星之父”的科學家孫家棟對《中國新聞周刊》記者說,“這就是信息傳遞。衛星另外還有兩個功能,即信息獲取和導航。”
衛星導航是這些用途中最為復雜的問題。根據科學家的計算,如果圍繞著地球發射24顆衛星,形成三個不同的軌道面,編織成一個網絡,那么無論何時何地,人們都能同時看到四顆星。美國GPS系統的研發就是依據這個原理。
而與此不同,中國科學家陳芳允所提出的雙星定位,是只用兩顆衛星即可完成最基本的定位功能。“這是根據中國自己的需求和經濟實力設定的,”孫家棟說,“當時的中國剛剛改革開放,經濟實力不夠。而且,當時也不需要設計出針對全球的系統。”
于是,科學家們開始致力于研究只用于中國本土的衛星導航系統。自從1986年的會議上人們達成一致之后,導航項目的研究就開始各自向不同部門申請科研經費。然而,北斗計劃的正式立項,一直等到1994年。
1994年,所有的前期論證工作基本完成,專家團開始撰寫立項申請。因為測量就是定位方向,這個中國的導航計劃被命名為“北斗”。
立項工作并非一帆風順。
遇到的第一個阻力,是從研發之初就困擾著科學家們的經費問題。1995年,有關部門向國務院匯報北斗計劃。國務院當時對此計劃作出了批示。“批示說,這個計劃很重要,但也說錢可能沒那么多,是不是可以考慮先搞預研。”卜慶君對《中國新聞周刊》記者回憶。
所謂預研,是指國家劃撥少量款項進行嘗試性預先研究工作,而并不能提供充裕資金保證項目的完成。
得知這一指示后,卜慶君坐不住了。當天晚上,他給國家主管部門領導打了一個電話。在電話里,他懇切地說,“咱們可不能再搞預研,這個項目已經走到這一步了,如果搞預研就等于把這個項目毀了。”
王統業這位領導在電話里勸他不要著急。兩天之后的領導例會上,他將卜慶君在電話里的想法說給大家,大家商議之后覺得還是應該盡力申請正式立項。
彼時,中國另外兩個衛星計劃已經確定,兩個計劃分別有一顆備份星指標。經過商議,大家決定將前兩個計劃的備份星指標分給北斗計劃使用。“我們和兩個衛星計劃團隊多次商議,如果你們打(衛星)成功了,備份星就不需要了。打不成,你們還得繼續找問題呀。所以,就先給我們用好了。”中國衛星導航的開拓者和奠基人之一、北斗計劃工程副總師譚述森笑著對《中國新聞周刊》記者回憶說。
這樣的騰挪就使得北斗計劃的最初立項不再需要單獨劃撥資金,這個新生的衛星導航計劃終于得以正式立項。此時,美國的GPS系統已經走過快二十年,整體系統已經完成布網,正式開始向全球提供服務。而俄羅斯自己研制的格洛納斯導航系統已在建設當中。