我國星載被動氫鐘實現(xiàn)完全自主可控

    他們是追趕時間的人，作為國內(nèi)時間頻率標(biāo)準(zhǔn)的研發(fā)者，他們在五年時間里，以高度的政治責(zé)任感，夜以繼日，攻堅克難，獨立自主研制出首臺國產(chǎn)星載氫鐘，使得中國北斗導(dǎo)航衛(wèi)星有了我們自己研制的氫鐘，助力北斗精準(zhǔn)定位，大幅提升衛(wèi)星自主導(dǎo)航能力，這就是航天科工203所星載氫鐘團隊。

團隊全家福

有了我們自主導(dǎo)航系統(tǒng)，我們才能骨頭硬

    2015年9月30日，北斗二代二期試驗星，203所第一臺氫鐘上星；2016年2月1日，北斗二代二期第二顆試驗星，203所第二臺氫鐘；2018年1月12日北斗三號組網(wǎng)一箭雙星，203所第三臺、第四臺氫鐘隨之而上，助力精準(zhǔn)定位。對于氫鐘的發(fā)射時間，團隊骨干王文明博士如數(shù)家珍，他笑著說道，這些時間對于我們來說是刻骨銘心的，比孩子的生日都記得清。 

    新一代高精度銣原子鐘雖然滿足導(dǎo)航衛(wèi)星在地面主控站不斷同步校準(zhǔn)下的指標(biāo)要求，但無法滿足導(dǎo)航系統(tǒng)中長期自主導(dǎo)航能力要求。星載氫原子鐘擁有優(yōu)異的中短期穩(wěn)定度和低漂移率，這將不僅大幅提升導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航精度、授時水平，而且顯著延長導(dǎo)航衛(wèi)星自主導(dǎo)航時間,大幅降低北斗導(dǎo)航系統(tǒng)對地面的依賴程度，為非常時期的導(dǎo)航定位提供了保障。氫鐘團隊在國產(chǎn)星載氫鐘的無人區(qū)，自主研發(fā)了中國人自己的氫鐘。

氫鐘團隊拼出了國內(nèi)領(lǐng)先，國際一流

　　產(chǎn)品技術(shù)攻關(guān)階段曾有兩年最為艱辛，氫鐘團隊的小伙子們幾乎全年無休，只有過大年才放了三天假，出去吃飯的時候，街上冷冷清清，飯館都關(guān)門了，大家才反應(yīng)過來，這是過年了，人家都回家過年去了。在他們的腦海里，沒有了過年的概念，只想著盡快把我們自己的鐘研制出來。

　　如今，團隊已累計為總體交付十余臺星載氫鐘，測試指標(biāo)表明，星載氫鐘實現(xiàn)了國內(nèi)領(lǐng)先，國際一流。目前國際上氫鐘研制有三個國家，俄羅斯、瑞士和中國，我國氫鐘的各項指標(biāo)已經(jīng)與國際相當(dāng)。

科研工作是精益求精的，不能心存僥幸

　　對于在軌服役的氫鐘電離啟輝問題，我們是有前車之鑒的，項目負責(zé)人李晶介紹道，伽利略系統(tǒng)的星載氫鐘，就是因為氫鐘電離泡啟輝異常導(dǎo)致整鐘報廢了。所以我們必須保證我們的氫鐘只要上天，就不能出現(xiàn)類似問題。

　　在攻克電離泡啟輝的難題中，要把電離泡點亮，不僅要能亮，還要每次都亮，而且要一直亮，要精益求精不心存僥幸。通過改進電路形式，優(yōu)化電路參數(shù)，增強震蕩的穩(wěn)定性，改進后的電路適用于國產(chǎn)化的元器件，這也是國內(nèi)唯一同時能夠適用于國產(chǎn)元器件和進口元器件的電離部件。通過大量的實驗論證，保證了各種惡劣環(huán)境下的正常工作。

氫鐘在進行真空罐試驗

窺一斑而知全局，要細而又細

　　在進行鑒定件攻關(guān)的關(guān)鍵階段，物理部分加電性能異常，而具體到每個部件的考核參數(shù)卻又正常。團隊就一個個組件進行排查，十余項，相互聯(lián)動，互相影響，經(jīng)常是動一發(fā)而牽全身，排查一個問題，卻帶來更多變量在變化，甚至?xí)砹诵碌膯栴}。而問題的解決往往來源于偶然，甚至沒有任何依據(jù)，也許這就是量變到質(zhì)變的過程。王文明堅定地說道。當(dāng)我們按照正向邏輯思維排查完每一處可能發(fā)生問題的部件時卻一無所獲，最終問題的發(fā)現(xiàn)竟源自于一次試驗過程，在更換部件時偶然部件表面反光亮度不同而暴露出局部固化膠膜，分析原因是由于給一個螺絲點膠過程中，膠滲出到結(jié)構(gòu)表面，影響了場的分布，如果不加電根本體現(xiàn)不出來，而鐘在工作中又無法拆開觀看，這給解決問題帶來了很大的困難。談起這次問題，文明說道，我們最初就是從機理著手進行排查，分析認為沒問題的地方，最終問題恰恰在此。之后我們進行了舉一反三，對工藝進行了改進，同時團隊更加體會到工作中必須嚴(yán)謹(jǐn)細實，慎之又慎，杜絕類似看似無知的質(zhì)量問題。

　　我們能想到的、想不到的甚至分析認為不可能的，也許都會出現(xiàn)問題。在星載氫鐘攻關(guān)過程中，我們經(jīng)歷了諸多從無知到有知再到深知的過程。如今回頭再看，我們處理的問題有的甚至是小兒科的問題，窺一斑而知全局，也許這就是從無到有必然的經(jīng)歷吧，只有過來人才能體會那種痛并快樂的過程，王文明嘆息道。

可靠性問題多來源于變化的過程

　　為進一步提高二極管組件可靠性，團隊訂制了特殊的焊盤來連接兩個孤立的導(dǎo)電柱，從而留出恰當(dāng)?shù)奈恢?，放置二極管。可在實際應(yīng)用中卻發(fā)現(xiàn)測試異常，而單獨排查每一個孤立部件均正常?；仡櫻兄茪v程，團隊意識到大多可靠性問題來源于變化，由變化的地方著手，仔細觀察焊盤后分析認為焊盤周圍由于孤立導(dǎo)體的存在帶來了附加電容，恰恰影響變?nèi)荻O管的壓控特性，真可謂無巧不成書。

　　對于導(dǎo)航產(chǎn)品，總是強調(diào)可靠性是第一位的，技術(shù)指標(biāo)是其次的，產(chǎn)品一旦定型，夠用、能用便可，我們有時候甚至不理解總體單位，覺得某些胸有成竹的改進可以讓產(chǎn)品更好用，而得到的卻多是總體不近人情的回絕抑或各種無謂的論證報告?？捎辛松鲜龅倪@些問題經(jīng)歷才更加讓我們體會到可靠性的內(nèi)涵以及對總體的些許理解。王文明介紹道。

　　談起心愛的原子鐘，李晶語重心長地說道：兩方面來看這個問題吧！作為國家重大戰(zhàn)略，任務(wù)來了，我們責(zé)無旁貸，必須要干，而且還要出色完成任務(wù)，這是使命感；作為一個專業(yè)，這需要發(fā)自內(nèi)心的喜歡，徜徉于原子鐘研制的海洋里如愛好一般不能自已。 暢想未來，他覺得原子鐘的發(fā)展應(yīng)以滿足國家戰(zhàn)略發(fā)展為使命；以專注市場需求為導(dǎo)向；堅持發(fā)展一代探索預(yù)研一代的理念，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。

團隊在探討問題