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衛(wèi)星發(fā)射上天了,卻突然在太空里失聯(lián)了。
這可不是科幻電影里的情節(jié),這是實(shí)打?qū)嵃l(fā)生過的驚險(xiǎn)一幕。
如果這個(gè)問題解決不了,那幾十個(gè)億的巨額投資眼看著就要打水漂。
事情還要從 2007 年說(shuō)起,當(dāng)時(shí)咱們國(guó)家的北斗二號(hào)首顆試驗(yàn)星剛剛升空。
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大家正準(zhǔn)備慶祝呢,這顆衛(wèi)星卻突然遭遇了極其復(fù)雜的強(qiáng)電磁干擾。
這干擾就像一堵無(wú)形的高墻,衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)被死死地壓制住了。
地面控制中心急得團(tuán)團(tuán)轉(zhuǎn),因?yàn)槠聊簧系臄?shù)據(jù)斷了,根本連不上它。
大家想一想,一顆連不上的導(dǎo)航衛(wèi)星,那不就成了一塊飄在宇宙里的廢鐵嗎?
更要命的是,如果這個(gè)電磁干擾的問題不能徹底搞定,北斗工程的大盤就全毀了。
后面排隊(duì)準(zhǔn)備組網(wǎng)的幾十顆衛(wèi)星,誰(shuí)也不敢往天上發(fā),全得無(wú)限期停擺。
在這命懸一線的節(jié)骨眼上,一個(gè)叫王飛雪的科學(xué)家主動(dòng)站了出來(lái)。
他二話沒說(shuō),直接向領(lǐng)導(dǎo)請(qǐng)纓,攬下了這個(gè)別人避之不及的驚天大雷。
僅僅用了 3 個(gè)月的時(shí)間,他和團(tuán)隊(duì)就趕制出了一個(gè)全新的衛(wèi)星抗干擾載荷。
這個(gè)神奇的小模塊一裝上去,直接把衛(wèi)星的抗干擾能力拉高了整整 1000 倍。
今天咱們就來(lái)詳細(xì)扒一扒,這位硬核狠人是怎么在太空中硬剛電磁干擾的。
時(shí)間倒回到 2007 年那場(chǎng)危機(jī)爆發(fā)的時(shí)候,整個(gè)航天系統(tǒng)都籠罩在一片低氣壓中。
很多人可能不理解,茫茫太空那么大,為什么偏偏會(huì)存在這么霸道的電磁干擾呢?
說(shuō)白了,這背后藏著一場(chǎng)極其慘烈的國(guó)際頻率資源爭(zhēng)奪戰(zhàn)。
要知道,太空雖然遼闊,但能夠用來(lái)做衛(wèi)星導(dǎo)航的無(wú)線電頻率可是很稀缺的。
國(guó)際上的規(guī)矩非常簡(jiǎn)單粗暴,誰(shuí)先把衛(wèi)星打上去,誰(shuí)先把信號(hào)發(fā)下來(lái),頻段就算誰(shuí)的。
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當(dāng)時(shí)在太空中,某些大國(guó)已經(jīng)建好了他們自己的導(dǎo)航系統(tǒng)。
那些國(guó)家的衛(wèi)星在天上密集運(yùn)行,不斷地向地面發(fā)送著強(qiáng)大的信號(hào)。
這就像是在一個(gè)本來(lái)就不大的房間里,已經(jīng)有人拿著高音喇叭在廣播了。
咱們國(guó)家的北斗系統(tǒng)起步相對(duì)較晚,等我們把試驗(yàn)星打上去的時(shí)候,那個(gè)頻段已經(jīng)非常擁擠了。
各種不同國(guó)家的衛(wèi)星擠在相近的波段里,信號(hào)互相疊加、互相碰撞是在所難免的。
人家起步早,信號(hào)底盤穩(wěn),發(fā)射的功率又大,這就讓我們吃了個(gè)啞巴虧。
這顆孤零零的北斗試驗(yàn)星,在強(qiáng)烈的外部干擾下,直接成了個(gè)聾子和啞巴。
面對(duì)這種幾乎無(wú)解的突發(fā)狀況,擺在專家們面前的選擇其實(shí)少得可憐。
第一個(gè)辦法,也是看起來(lái)最穩(wěn)妥的辦法,那就是認(rèn)慫,給我們的衛(wèi)星改頻率。
但是改頻率哪有那么簡(jiǎn)單啊,那意味著整個(gè)衛(wèi)星內(nèi)部的設(shè)計(jì)全都要推倒重來(lái)。
這就好比造好了一輛車,突然告訴你發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)不對(duì),得拆了重裝。
國(guó)家北斗組網(wǎng)的時(shí)間表排得緊緊的,根本沒有那么多時(shí)間讓我們?nèi)念^再來(lái)。
第二個(gè)辦法,那就是硬著頭皮去扛,在不改頻率的前提下,把干擾信號(hào)給過濾掉。
可是硬扛的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)大得離譜,搞不好就是機(jī)毀星亡的下場(chǎng)。
在這千鈞一發(fā)的時(shí)刻,國(guó)防科技大學(xué)的王飛雪站了出來(lái),說(shuō)這活兒他們團(tuán)隊(duì)能干。
大家可能要問了,這可是關(guān)乎國(guó)家戰(zhàn)略的大工程,憑什么相信他能搞定?
那是因?yàn)椋躏w雪在專治各種 “不可能” 這方面,可是有著非常硬核的前科的。
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咱們把時(shí)間再往回倒退十幾年,回到 90 年代初期北斗工程剛立項(xiàng)那會(huì)兒。
那時(shí)候北斗系統(tǒng)遇到了一個(gè)極其棘手的技術(shù)死結(jié),就是沒法快速捕獲信號(hào)。
衛(wèi)星發(fā)出來(lái)的信號(hào)到了地面,已經(jīng)微弱得像是一根掉在地上的針。
國(guó)內(nèi)當(dāng)時(shí)有很多頂尖的老專家,湊在一起開了無(wú)數(shù)次會(huì),就是突破不了這個(gè)瓶頸。
要是接收機(jī)捕獲不到信號(hào),那整個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)就是一個(gè)精美的擺設(shè)。
就在連老前輩們都快絕望的時(shí)候,還在讀博士的王飛雪盯上了這個(gè)問題。
那一年他才 27 歲,可以說(shuō)是標(biāo)準(zhǔn)的初生牛犢不怕虎。
他拉著幾個(gè)志同道合的同學(xué),天天窩在實(shí)驗(yàn)室里研究算法。
最后,他們居然搗鼓出了一套全新的全數(shù)字化快速捕獲信號(hào)方案。
當(dāng)這個(gè)年輕的博士生把方案遞交上去的時(shí)候,不出意外地被潑了一大盆冷水。
當(dāng)時(shí)就有業(yè)內(nèi)非常權(quán)威的專家看了圖紙,直接擺擺手說(shuō),這在工程上根本不可能實(shí)現(xiàn)。
畢竟在那個(gè)年代的計(jì)算能力下,想用全數(shù)字的方法去處理海量微弱信號(hào),確實(shí)像是在做夢(mèng)。
但是王飛雪這個(gè)人不僅聰明,骨子里還有一股極其執(zhí)拗的拼勁。
既然別人說(shuō)不可能,那他就非要把這個(gè)不可能變成實(shí)實(shí)在在的機(jī)器設(shè)備。
他沒有退縮,而是帶著幾個(gè)兄弟,咬著牙死磕了整整 3 年。
3 年后,他們硬生生地把這套系統(tǒng)給做了出來(lái),而且運(yùn)行得極其穩(wěn)定。
這就等于在一片荒面上,徒手給北斗挖出了一條通天大道,成功清除了初期的最大障礙。
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這份實(shí)打?qū)嵉陌寥藨?zhàn)績(jī),就是他在 2007 年敢于接下電磁干擾難題的最大底氣。
領(lǐng)導(dǎo)們一看,既然當(dāng)年那個(gè)絕癥都能治好,這次就再讓他試一把吧。
雖然任務(wù)批下來(lái)了,但是留給王飛雪團(tuán)隊(duì)的時(shí)間卻極其殘酷。
上面下了死命令,只能給他們 3 個(gè)月的時(shí)間,多 1 天都不行。
因?yàn)闀r(shí)間不等人,如果不馬上拿出結(jié)果,發(fā)射工位就要停工,全線都要癱瘓。
在那 3 個(gè)月里,王飛雪和團(tuán)隊(duì)的骨干們干脆把鋪蓋卷全搬進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室。
他們沒日沒夜地連軸轉(zhuǎn),困了就在水泥地上鋪個(gè)墊子瞇一會(huì)兒,醒了繼續(xù)算數(shù)據(jù)。
這種底層的信號(hào)抗干擾研發(fā),是真正意義上的高科技硬核較量。
這種核心技術(shù),你拿著再多的錢去國(guó)外買,人家也不可能賣給你一星半點(diǎn)。
除了靠咱們自己的腦子一行行寫代碼、一遍遍調(diào)參數(shù),根本沒有第二條路可走。
老天爺總是眷顧那些拼命的人,在 3 個(gè)月期限的最后關(guān)頭,他們成功了。
王飛雪團(tuán)隊(duì)拿出了一款具備超強(qiáng)抗干擾能力的新型載荷模塊。
這個(gè)模塊裝配上去之后,就相當(dāng)于給衛(wèi)星穿上了一件刀槍不入的電磁防彈衣。
不論外面的干擾信號(hào)有多么狂暴密集,這件防彈衣都能把它們完美過濾掉。
最讓人震撼的是,經(jīng)過測(cè)試,這個(gè)載荷直接讓衛(wèi)星高精度測(cè)距的抗干擾能力飆升了 1000 倍。
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大家仔細(xì)琢磨一下 1000 倍是個(gè)什么概念,這簡(jiǎn)直就是降維打擊級(jí)別的性能提升。
靠著這件 1000 倍防護(hù)力的鎧甲,那顆處于失聯(lián)邊緣的試驗(yàn)星終于恢復(fù)了暢通的通信。
國(guó)家的巨額損失被穩(wěn)穩(wěn)地?fù)踝×耍倍泛罄m(xù)的組網(wǎng)計(jì)劃也徹底保住了。
原本以為這已經(jīng)是功德圓滿了,但是王飛雪根本沒打算閑下來(lái)。
天上的問題算是按下了暫停鍵,可地面的用戶設(shè)備又讓他看不順眼了。
早年間的北斗終端機(jī),那體積叫一個(gè)大,重量也是非常驚人。
咱們的邊防戰(zhàn)士出去巡邏,得背著一個(gè)專門的大背包來(lái)裝這臺(tái)機(jī)器,極其消耗體力。
這么笨重的設(shè)備,在野外機(jī)動(dòng)或者緊急救援的時(shí)候,實(shí)在是不太方便。
于是,王飛雪又立刻帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì),調(diào)轉(zhuǎn)槍頭向著設(shè)備小型化發(fā)起了沖鋒。
要把那么多極其復(fù)雜的電路板和天線,硬生生塞進(jìn)一個(gè)小盒子里,這同樣是一塊難啃的硬骨頭。
他們又苦熬了將近 2 年的時(shí)間,經(jīng)過無(wú)數(shù)次的集成和精簡(jiǎn)運(yùn)算。
終于,國(guó)內(nèi)第一款真正定型量產(chǎn)的小型化手持式北斗用戶機(jī)誕生了。
這個(gè)新款的設(shè)備,大小和普通的手機(jī)差不了多少,一只手就能輕松拿著操作。
這個(gè)玩意兒后來(lái)在汶川抗震救災(zāi),以及復(fù)雜的茫茫海上救援中,都立下了汗馬功勞。
時(shí)間一晃來(lái)到了 2015 年,我國(guó)北斗全球系統(tǒng)的首顆試驗(yàn)衛(wèi)星再次升空。
在極其嚴(yán)格的在軌測(cè)試中,王飛雪團(tuán)隊(duì)研發(fā)的星載設(shè)備,在抗干擾、抗輻照等核心指標(biāo)上再次取得了重大突破。
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而他當(dāng)初那個(gè)只有幾個(gè)人的草臺(tái)班子,如今已經(jīng)成長(zhǎng)為擁有 300 多名頂尖人才的國(guó)家級(jí)主力軍了。
今天我們回顧北斗從無(wú)到有、從受制于人到絕地反擊的歷程,到底能看明白什么道理?
如果我們剝離掉那些容易讓人上頭的激動(dòng)情緒,用最冷靜的目光去審視這一切。
我們就會(huì)發(fā)現(xiàn),所謂的天外危機(jī),本質(zhì)上就是一場(chǎng)極其殘酷的物理資源和工程算力的博弈。
宇宙的物理定律對(duì)任何國(guó)家都是一樣的,波段重合了就必定會(huì)互相干擾。
在尖端科技的深水區(qū)里,抱怨環(huán)境太惡劣,或者指責(zé)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手太霸道,都是沒有任何實(shí)際作用的廢話。
當(dāng)你發(fā)現(xiàn)自己發(fā)出的聲音被別人蓋住時(shí),唯一的破局之法只有一個(gè)。
那就是想盡一切辦法,讓咱們的硬件性能比他們更強(qiáng)悍,讓咱們的算法跑得比他們更精準(zhǔn)。
王飛雪團(tuán)隊(duì)用那 1000 倍的恐怖性能提升,向所有后來(lái)者證明了一條鐵律。
在國(guó)際科技的牌桌上,你想穩(wěn)坐釣魚臺(tái),資格從來(lái)都不是靠講道理談出來(lái)的。
資格,是你必須用無(wú)可爭(zhēng)議的技術(shù)實(shí)力,一錘一錘砸出來(lái)的。
只有當(dāng)我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里摳出了足夠硬的核心參數(shù),我們才能在擁擠的太空中,永遠(yuǎn)保持通信暢通。
技術(shù)面前,沒有眼淚,只有用實(shí)力說(shuō)話的數(shù)據(jù),這就是北斗成功的最大秘訣。
信源:
新華網(wǎng) ——《中國(guó)攻克航天世界難題 衛(wèi)星抗干擾能力提升 1000 倍》
人民網(wǎng) ——《王飛雪:強(qiáng)軍報(bào)國(guó),托舉 “中國(guó)北斗” 遨游蒼穹》
中國(guó)軍網(wǎng) ——《飛雪連天摯北斗》
國(guó)家航天局 ——《超常趕超擎北斗》
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