北斗閃耀，澤沐八方。2020年6月23日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射第55顆北斗導航衛(wèi)星，標志著我國建成了獨立自主、開放兼容的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。衛(wèi)星裝載有航天科工二院二〇三所研制的氫原子鐘，該原子鐘的優(yōu)良性能進一步增強了北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的定位精度和自主運行能力。

習近平總書記在北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)建成暨開通儀式上指出：“26年來，參與北斗系統(tǒng)研制建設(shè)的全體人員迎難而上、敢打硬仗、接續(xù)奮斗，發(fā)揚‘兩彈一星’精神，培育了新時代北斗精神?！?二〇三所的原子鐘研制團隊就是這樣一支踐行新時代北斗精神的團隊，四十余年間，他們接續(xù)奮斗，砥礪奮進，先后攻克多項關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)造了在軌原子鐘100%穩(wěn)定運行的傲人成績，走出了一條自主創(chuàng)新的發(fā)展道路。

起步，實現(xiàn)零的突破

原子鐘為衛(wèi)星導航系統(tǒng)提供高穩(wěn)定的時間頻率基準信號，被譽為衛(wèi)星導航系統(tǒng)的“心臟”，決定著導航系統(tǒng)的導航定位、測速及授時精度。原子鐘的工作原理涉及量子物理、電學、機械和熱力學等多個學科，各項技術(shù)指標要求相當嚴苛。我國原子鐘技術(shù)基礎(chǔ)非常薄弱，星載原子鐘產(chǎn)品曾完全依賴進口。在北斗二代導航系統(tǒng)中，原子鐘屬于研制難度最大的產(chǎn)品之一，被譽為“可歌可泣”的產(chǎn)品。

二〇三所從二十世紀80年代就開始進行原子鐘技術(shù)探索研究，是國內(nèi)“老牌”的原子頻標研制單位。老一代原子鐘人艱苦奮斗，無私奉獻，與國內(nèi)高校、科研單位合作開展原子頻標課題研究工作，掌握了研制原子頻標的多項關(guān)鍵技術(shù)，鍛煉培養(yǎng)出一支技術(shù)精湛、作風嚴謹?shù)目蒲嘘犖?，多項課題獲部級科技進步獎。“外國人能做到的，我們也一定能做到”，正是這個信念支撐著科研團隊在自主研發(fā)的道路上一路披荊斬棘。

進入新世紀，我國導航衛(wèi)星有八大關(guān)鍵技術(shù)亟需突破，星載原子鐘技術(shù)就是其中之一。在前輩的“傳幫帶”下，一批剛剛踏出校門的大學生投身航天事業(yè)，投身于星載原子鐘的研制工作中。

當時國內(nèi)有幾家單位同步開展星載原子鐘研制工作，銣鐘團隊的老郭回憶：“各家都憋著一股勁，生怕掉隊，我們也下決心，一定要把203所的鐘做到最好?！?/span>

做鐘要靜得下心，耐得住寂寞。調(diào)試原子鐘需要耗費大量時間，僅調(diào)試日穩(wěn)定度這一項，“每調(diào)一改錐”就要等上15天才能看出效果。

在階段性測試驗收節(jié)點前，團隊核心成員三天三夜沒合眼，反復(fù)調(diào)整、測試、修改，手里的活兒一直不停。“那種眼皮如同墜鉛的感覺記憶猶新，都不知道當時是怎么撐過來的?！蔽迨彝踔魅胃锌?。

經(jīng)過反復(fù)摸索、仿真、驗證、調(diào)試，團隊終于研制成功我國第一臺符合要求的星載原子鐘。團隊研制的銣鐘隨我國北斗導航衛(wèi)星發(fā)射升空的那一天是團隊成員永遠銘記的時刻，這是國內(nèi)自主研制銣鐘的首次搭載發(fā)射?！爸袊私K于有了自己的原子鐘！” 團隊的每一名成員都流下了激動的淚水。

上星，大塊頭要“瘦身”

氫原子鐘具有優(yōu)良的中短期頻率穩(wěn)定度，但體積大質(zhì)量重，要上星，氫鐘必須“瘦身”。203所生產(chǎn)的氫鐘已經(jīng)在其他行業(yè)落地應(yīng)用，但星載氫鐘相對地面鐘而言，性能指標要求更高，使用的環(huán)境也更苛刻，總體設(shè)計、產(chǎn)品的可靠性、熱設(shè)計、抗輻射、環(huán)境適應(yīng)性、壽命等各全面都要通盤考慮考慮。

 “向國際一流看齊”，研制團隊來不及慶祝勝利，就又踏上了氫原子鐘研制的新征途。

北斗導航系統(tǒng)總師孫家棟院士曾親自到二〇三所指導星載氫鐘驗收。孫老總的到來，使項目團隊備受鼓舞，更感到了無形的壓力。 “這是個熬人的工作?！睔湓隅娂夹g(shù)專業(yè)李副總師說，他經(jīng)常和團隊成員連夜調(diào)試數(shù)據(jù)，測試間的幾張行軍床就是給他們準備的，李副總師開玩笑：“當時都不敢生病?！?/span>

“有時在夢里都在聯(lián)調(diào)”，李副總師回憶，好幾次夢里得解，睡醒后趕緊翻身下床，按照夢中的步驟付諸實踐，還真的奏效。從分階段開展研制工作，到鑒定件實驗，到整鐘重要指標突破，再到正樣研制，經(jīng)過重重考核，最終，203所實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)、工藝自主化，成功實現(xiàn)氫鐘減重。

2015年9月30日，203所研制的星載氫原子鐘發(fā)射升空，實現(xiàn)了二〇三所首臺氫鐘上天。通過近2年的在軌性能驗證，星載氫鐘實現(xiàn)了跨越式發(fā)展。

成功，矢志不渝“中國心”

在北斗三號系統(tǒng)3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星全部發(fā)射成功之際，中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室主任冉承其到清華演講，并帶去了二院203所研制的一臺銣鐘。

冉主任舉起銣鐘，對臺下的清華學子說：“我們下定決心，從零起步，舉全國之力，矢志攻關(guān)，成功實現(xiàn)了原子鐘國產(chǎn)化，精度達到了世界先進水平?！北倍啡栂到y(tǒng)工程啟動后，二院203所自主研發(fā)了高精度和甚高精度兩代星載銣原子鐘和星載氫原子鐘，完全滿足北斗三號的應(yīng)用需求。

“時至今日，經(jīng)過大量衛(wèi)星在軌運行狀態(tài)的檢驗測試，可以說，國產(chǎn)的原子鐘已經(jīng)達到國際先進水平?！北倍废到y(tǒng)工程副總設(shè)計師、北斗三號工程衛(wèi)星系統(tǒng)總師謝軍曾這樣評價。

從上世紀開展原子鐘研究，到2020年北斗三號組網(wǎng)成功，無論科研攻關(guān)歷程處于順境還是逆境，203所歷任所領(lǐng)導班子對研制工作都給予了鼎力支持；老一代技術(shù)專家默默奉獻、甘為人梯，為原子鐘事業(yè)打下堅實基礎(chǔ)；前赴后繼的年輕人勇挑重擔，接過前輩手中的火炬，把它燃燒得更加光明燦爛……203所歷經(jīng)幾代人的傳承，最終實現(xiàn)了中國星、中國“心”的目標。

“我們干航天就是為了國家榮譽。”王主任總結(jié)，同事們都曾經(jīng)有機會選擇薪資更高的工作，但責任感使他們留下來，所謂干一行就盡職盡責，團隊成員互相鼓勵，共同為航天事業(yè)貢獻力量?！?/span>203所的原子鐘技術(shù)還將應(yīng)用于低軌互聯(lián)網(wǎng)星座、遙感衛(wèi)星，從北斗產(chǎn)品延伸出新應(yīng)用，適應(yīng)更復(fù)雜多樣的環(huán)境。”王主任介紹。 

在203所，“科技強軍 航天報國”八個熠熠生輝的大字鐫刻在大門的墻壁上，更深深烙印在每個人心中。二院203所原子鐘團隊用過往四十余載的實際行動，為新時代北斗精神寫下最好的注腳。在這里，他們的事業(yè)還在傳承，他們的夢想還在繼續(xù)，必將為打造更強的中國“心”發(fā)揮更大力量。