楊 時(shí)
71歲的卜慶君有一個(gè)半舊的本子。他小心翼翼地翻開(kāi),拿出夾著的一頁(yè)報(bào)紙,“你看看這是不是美國(guó)和中國(guó)談判的那一篇?”如果不戴眼鏡,年逾古稀的卜慶君沒(méi)辦法看清報(bào)紙上的文字,但是憑借著剪報(bào)的形狀,他依舊記得上面的內(nèi)容。
這些剪報(bào)都是關(guān)于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的報(bào)道,從新衛(wèi)星發(fā)射成功到中美談判,他都一一剪下,珍藏起來(lái)。
四分之一個(gè)世紀(jì)之前,中國(guó)的科學(xué)家開(kāi)始研制中國(guó)自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。后來(lái),這個(gè)由中國(guó)自主研發(fā)的導(dǎo)航系統(tǒng)被命名為“北斗”。這一計(jì)劃從最初的“最高機(jī)密”,直到如今逐步推廣為民用,已經(jīng)走過(guò)了20多年。曾經(jīng)的主力科學(xué)家已經(jīng)成為白發(fā)蒼蒼的院士,北斗系統(tǒng)的理論創(chuàng)始人也已經(jīng)故去。
在這20多年中,卜慶君從中國(guó)人民解放軍一位參謀成長(zhǎng)為總參謀部測(cè)繪局局長(zhǎng),再成為現(xiàn)在的退休老人。作為項(xiàng)目創(chuàng)始人之一,他對(duì)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(tǒng)國(guó)際運(yùn)用研討會(huì)”。
“那個(gè)會(huì)議是在1985年的4月15日到18日?!北M管已經(jīng)過(guò)去二十多年,卜慶君依然清楚記得具體日期。出發(fā)之前,學(xué)天文大地專(zhuān)業(yè)的卜慶君已經(jīng)了解GPS的功用和發(fā)展情況。但是,外國(guó)專(zhuān)家在會(huì)議上的發(fā)言卻讓卜慶君提高了警惕。
美國(guó)的GPS系統(tǒng)誕生于1973年, 由美國(guó)國(guó)防部組織研發(fā)。在那次研討會(huì)上,除了介紹GPS的前景和用途,美國(guó)軍方告訴與會(huì)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(guó)家安全,軍方會(huì)采取三種措施應(yīng)對(duì)緊急狀況:第一,降低對(duì)方的導(dǎo)航精度;第二,隨時(shí)變換編碼;第三,進(jìn)行區(qū)域性管理。也就是說(shuō),通過(guò)以上三種方式,美國(guó)軍方可以限制國(guó)內(nèi)外用戶(hù)對(duì)GPS的使用。
“這些都是在會(huì)議上公開(kāi)說(shuō)的。我了解這些之后,就覺(jué)得如果我們依靠這個(gè),那我們不是要受制于人嗎?!辈窇c君對(duì)《中國(guó)新聞周刊》記者回憶。
根據(jù)掌握的情況,卜慶君撰寫(xiě)了一份報(bào)告,其中寫(xiě)道,“對(duì)于GPS的發(fā)展和應(yīng)用要跟蹤研究,與此同時(shí)要發(fā)展中國(guó)自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)?!?/p>
但這只是一個(gè)夢(mèng)想,具體怎樣開(kāi)展研究,毫無(wú)頭緒。
就在同一個(gè)月,卜慶君受邀參加了另外一個(gè)學(xué)術(shù)研討會(huì)。中國(guó)科學(xué)家陳芳允在會(huì)議上作了一個(gè)在當(dāng)時(shí)聽(tīng)來(lái)十分新穎的演講——“利用兩顆衛(wèi)星就可以解決地面定位問(wèn)題”,后來(lái)被歸納為“雙星定位”。卜慶君在會(huì)場(chǎng)里坐著,突然意識(shí)到這似乎可以用來(lái)開(kāi)展中國(guó)導(dǎo)航系統(tǒng)的研究。他找到時(shí)任國(guó)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(lì)的卜慶君直接去往陳芳允家里。在說(shuō)明自己的來(lái)意之后,陳芳允告訴他,“其實(shí)我們自己已經(jīng)研究了兩年。”作為著名的電子學(xué)專(zhuān)家,陳芳允和其他同事兩年來(lái)的研究成為了日后“北斗計(jì)劃”的奠基理論。
在初次溝通之后,陳芳允開(kāi)始為卜慶君介紹對(duì)此理論有所研究的科學(xué)家。他們?cè)诒本S寺附近的一家賓館組織了一次理論說(shuō)明會(huì)?!按蠹叶加X(jué)得可以,我們就決定開(kāi)始籌備可行性論證?!辈窇c君說(shuō)。
第二年3月,卜慶君起草報(bào)告請(qǐng)求國(guó)家啟動(dòng)雙星定位系統(tǒng)的研究。一個(gè)月后,由國(guó)家主管部門(mén)召開(kāi)了可行性論證會(huì)?!皡⒓訒?huì)議的人還真不少。鐵道部、電信局、交通部、林業(yè)局都去了?!辈窇c君語(yǔ)氣一轉(zhuǎn),“但是,支持的很少,還是潑冷水的多?!?/p>
人們提出了三個(gè)質(zhì)疑:第一,既然有GPS,為什么我們還要搞這個(gè)雙星定位?第二,我們的技術(shù)水平能否達(dá)到?第三,我們有沒(méi)有這個(gè)經(jīng)濟(jì)實(shí)力?
“大家說(shuō)的確實(shí)都是現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。從這開(kāi)始到后來(lái)的很多次討論,都有不同意見(jiàn)。現(xiàn)在回頭想想,我很感謝這些意見(jiàn),讓我們必須很謹(jǐn)慎?!辈窇c君說(shuō)。
與會(huì)者的質(zhì)疑并非沒(méi)有道理。美國(guó)GPS系統(tǒng)自1973年開(kāi)始研發(fā),已經(jīng)耗費(fèi)上百億美金,并且承諾向全球提供服務(wù)。而此時(shí)的中國(guó),走出文革尚不足十年,國(guó)民經(jīng)濟(jì)仍在困頓之中,人力物力奇缺。
會(huì)議進(jìn)行了熱烈甚至是激烈的討論、爭(zhēng)辯,最終,眾人從國(guó)家戰(zhàn)略和特殊時(shí)期國(guó)家安全的角度,認(rèn)識(shí)到自主研發(fā)導(dǎo)航系統(tǒng)的重要性,以及衛(wèi)星測(cè)量手段對(duì)國(guó)防建設(shè)、科研建設(shè)的重要意義。很快,參與研發(fā)的團(tuán)隊(duì)列出了17項(xiàng)重大原始試驗(yàn)專(zhuān)項(xiàng)。
在這之后,從1986年直至1994年的八年時(shí)間里,這些科學(xué)家一直埋頭于理論的推演和專(zhuān)項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。
二
衛(wèi)星對(duì)于大多數(shù)普通人來(lái)說(shuō)充滿(mǎn)神秘。
“其實(shí)衛(wèi)星就相當(dāng)于以前打仗時(shí)候的消息樹(shù)。在一個(gè)高地上種棵樹(shù),有日本鬼子來(lái)了,人們就把那棵樹(shù)拽倒,另外一邊的人就都能看見(jiàn)了?!北倍穼?dǎo)航系統(tǒng)工程總師、被譽(yù)為中國(guó)“衛(wèi)星之父”的科學(xué)家孫家棟對(duì)《中國(guó)新聞周刊》記者說(shuō),“這就是信息傳遞。衛(wèi)星另外還有兩個(gè)功能,即信息獲取和導(dǎo)航?!?/p>
衛(wèi)星導(dǎo)航是這些用途中最為復(fù)雜的問(wèn)題。根據(jù)科學(xué)家的計(jì)算,如果圍繞著地球發(fā)射24顆衛(wèi)星,形成三個(gè)不同的軌道面,編織成一個(gè)網(wǎng)絡(luò),那么無(wú)論何時(shí)何地,人們都能同時(shí)看到四顆星。美國(guó)GPS系統(tǒng)的研發(fā)就是依據(jù)這個(gè)原理。
而與此不同,中國(guó)科學(xué)家陳芳允所提出的雙星定位,是只用兩顆衛(wèi)星即可完成最基本的定位功能?!斑@是根據(jù)中國(guó)自己的需求和經(jīng)濟(jì)實(shí)力設(shè)定的,”孫家棟說(shuō),“當(dāng)時(shí)的中國(guó)剛剛改革開(kāi)放,經(jīng)濟(jì)實(shí)力不夠。而且,當(dāng)時(shí)也不需要設(shè)計(jì)出針對(duì)全球的系統(tǒng)?!?/p>
于是,科學(xué)家們開(kāi)始致力于研究只用于中國(guó)本土的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。自從1986年的會(huì)議上人們達(dá)成一致之后,導(dǎo)航項(xiàng)目的研究就開(kāi)始各自向不同部門(mén)申請(qǐng)科研經(jīng)費(fèi)。然而,北斗計(jì)劃的正式立項(xiàng),一直等到1994年。
1994年,所有的前期論證工作基本完成,專(zhuān)家團(tuán)開(kāi)始撰寫(xiě)立項(xiàng)申請(qǐng)。因?yàn)闇y(cè)量就是定位方向,這個(gè)中國(guó)的導(dǎo)航計(jì)劃被命名為“北斗”。
立項(xiàng)工作并非一帆風(fēng)順。
遇到的第一個(gè)阻力,是從研發(fā)之初就困擾著科學(xué)家們的經(jīng)費(fèi)問(wèn)題。1995年,有關(guān)部門(mén)向國(guó)務(wù)院匯報(bào)北斗計(jì)劃。國(guó)務(wù)院當(dāng)時(shí)對(duì)此計(jì)劃作出了批示?!芭菊f(shuō),這個(gè)計(jì)劃很重要,但也說(shuō)錢(qián)可能沒(méi)那么多,是不是可以考慮先搞預(yù)研?!辈窇c君對(duì)《中國(guó)新聞周刊》記者回憶。
所謂預(yù)研,是指國(guó)家劃撥少量款項(xiàng)進(jìn)行嘗試性預(yù)先研究工作,而并不能提供充裕資金保證項(xiàng)目的完成。
得知這一指示后,卜慶君坐不住了。當(dāng)天晚上,他給國(guó)家主管部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)打了一個(gè)電話(huà)。在電話(huà)里,他懇切地說(shuō),“咱們可不能再搞預(yù)研,這個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)走到這一步了,如果搞預(yù)研就等于把這個(gè)項(xiàng)目毀了?!?/p>
王統(tǒng)業(yè)這位領(lǐng)導(dǎo)在電話(huà)里勸他不要著急。兩天之后的領(lǐng)導(dǎo)例會(huì)上,他將卜慶君在電話(huà)里的想法說(shuō)給大家,大家商議之后覺(jué)得還是應(yīng)該盡力申請(qǐng)正式立項(xiàng)。
彼時(shí),中國(guó)另外兩個(gè)衛(wèi)星計(jì)劃已經(jīng)確定,兩個(gè)計(jì)劃分別有一顆備份星指標(biāo)。經(jīng)過(guò)商議,大家決定將前兩個(gè)計(jì)劃的備份星指標(biāo)分給北斗計(jì)劃使用?!拔覀兒蛢蓚€(gè)衛(wèi)星計(jì)劃團(tuán)隊(duì)多次商議,如果你們打(衛(wèi)星)成功了,備份星就不需要了。打不成,你們還得繼續(xù)找問(wèn)題呀。所以,就先給我們用好了?!敝袊?guó)衛(wèi)星導(dǎo)航的開(kāi)拓者和奠基人之一、北斗計(jì)劃工程副總師譚述森笑著對(duì)《中國(guó)新聞周刊》記者回憶說(shuō)。
這樣的騰挪就使得北斗計(jì)劃的最初立項(xiàng)不再需要單獨(dú)劃撥資金,這個(gè)新生的衛(wèi)星導(dǎo)航計(jì)劃終于得以正式立項(xiàng)。此時(shí),美國(guó)的GPS系統(tǒng)已經(jīng)走過(guò)快二十年,整體系統(tǒng)已經(jīng)完成布網(wǎng),正式開(kāi)始向全球提供服務(wù)。而俄羅斯自己研制的格洛納斯導(dǎo)航系統(tǒng)已在建設(shè)當(dāng)中。
三
問(wèn)題接踵而至。
從1985年進(jìn)行論證開(kāi)始,中國(guó)航天科技集團(tuán)五院就一直擔(dān)任著北斗計(jì)劃中衛(wèi)星方面的設(shè)計(jì)工作。而當(dāng)北斗計(jì)劃正式立項(xiàng)之后,正巧趕上航天飛船“神舟”計(jì)劃開(kāi)始上馬。這樣一來(lái),任務(wù)一下子加重。在此背景下,相關(guān)部門(mén)希望將北斗計(jì)劃的工作遷往上海。
而如果遷往上海,研究工作基本需要重頭再來(lái)。
“這也是1995年下半年的事。這一年啊……”回憶起那一段往事,很多當(dāng)事者都不免嘆口氣。當(dāng)時(shí),這個(gè)調(diào)整并未與總參測(cè)繪局商議。卜慶君知道之后,直接給時(shí)任解放軍副總參謀長(zhǎng)曹剛川的秘書(shū)打了一個(gè)電話(huà),“你跟曹副總長(zhǎng)匯報(bào)一下,不能答應(yīng)這個(gè)調(diào)整,要不就把計(jì)劃毀了?!敝螅窇c君又直接找到曹剛川,陳述遷址之弊,爭(zhēng)取首長(zhǎng)的理解支持。
遷往上海的計(jì)劃最終沒(méi)有實(shí)施。此時(shí),相關(guān)專(zhuān)家已經(jīng)陸續(xù)被調(diào)往北京。但是,這些研究浩瀚宇宙的科學(xué)家甚至沒(méi)有一間合適的辦公室?!爱?dāng)時(shí)房子很緊,來(lái)了人都是打游擊?!北倍废到y(tǒng)副總設(shè)計(jì)師譚述森說(shuō)。北斗計(jì)劃最初的辦公室,就設(shè)立在總參測(cè)繪局招待所的三樓。
“連我現(xiàn)在這辦公室的一半大小都沒(méi)有?!弊T述森指著自己40平米的房間說(shuō)。他到任的時(shí)候,辦公室一共五個(gè)人,狹小的空間內(nèi)只能將就容下辦公桌。
匱乏的不只是辦公設(shè)施,還有人才。卜慶君曾經(jīng)與哈爾濱工業(yè)大學(xué)的校長(zhǎng)商量,希望對(duì)方能為北斗計(jì)劃提供幾個(gè)博士生。對(duì)方十分爽快,“你去挑人,他們?cè)敢馊ィ揖头湃??!辈窇c君趕緊派人到哈工大,每個(gè)前來(lái)應(yīng)聘的博士生都會(huì)問(wèn)兩個(gè)問(wèn)題,“待遇多少?能解決住房嗎?”
而就在他們與博士生洽談的同時(shí),廣東一家企業(yè)前來(lái)招聘,待遇是月薪五千,另提供一套住房。一個(gè)月之后,卜慶君的部下一個(gè)博士生都沒(méi)有招到,只有四五個(gè)本科生愿意前往北京。
領(lǐng)導(dǎo)覺(jué)得必須解決住房問(wèn)題,不然沒(méi)有辦法吸引人才。于是,一方面開(kāi)始著手蓋宿舍樓,另一方面開(kāi)始跑到北京市規(guī)劃局,提出建立北斗計(jì)劃總站需要用地。規(guī)劃局很大方地表示,“你們是保密單位。順義那邊要哪塊,我們來(lái)安排?!敝鞴茴I(lǐng)導(dǎo)表示太遠(yuǎn),不滿(mǎn)意。對(duì)方又說(shuō),“那就沙河以北,哪塊都可以?!?/p>
“我們要上地。”
“其實(shí)我早就都看過(guò)了,就選好了上地?!比缃瘢窇c君對(duì)《中國(guó)新聞周刊》記者笑呵呵地回憶。但是,上地附近已經(jīng)完成了規(guī)劃,無(wú)法更改。卜慶君就與位于上地附近的航天城的負(fù)責(zé)人協(xié)調(diào),在共用水電的情況下,劃撥出了附近的兩塊土地作為工作區(qū)和生活區(qū)。
記得那是1997年1月16日,距離春節(jié)還有三天,北斗地面中心的基建經(jīng)費(fèi)也最終敲定。
四
就在決策指揮層為這個(gè)項(xiàng)目奔忙的同時(shí),北斗研發(fā)團(tuán)隊(duì)的科學(xué)家也一直在進(jìn)行著自己的工作。他們?yōu)樽约憾ǔ龅哪繕?biāo)是“保八爭(zhēng)七” ——第一顆衛(wèi)星的發(fā)射時(shí)間保證在1998年,爭(zhēng)取提前到1997年。
但是一切遠(yuǎn)比設(shè)想的要復(fù)雜。
由于北斗系統(tǒng)的奠基理論為雙星定位,那么地面上的第三個(gè)點(diǎn)就需要有精確的地面高程,即地面高低分布的精確數(shù)據(jù)。對(duì)于科學(xué)家來(lái)說(shuō),這個(gè)高程數(shù)據(jù)是一個(gè)極為龐大的數(shù)字化工程?!拔覀冇腥旰A康臏y(cè)繪資料,但這些資料都是紙質(zhì)的,必須全部數(shù)字化。”總參測(cè)繪局一位資深專(zhuān)家回憶說(shuō),“這就需要功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)。但那個(gè)時(shí)候,擁有這樣的計(jì)算機(jī)都很困難?!?/p>
在總參測(cè)繪局局長(zhǎng)袁樹(shù)友少將的記憶中,這項(xiàng)龐大的數(shù)字化工程是從1996年開(kāi)始的?!澳菚r(shí)候咱們的銀河計(jì)算機(jī)也滿(mǎn)足不了需求,專(zhuān)家還是建議購(gòu)買(mǎi)國(guó)外的設(shè)備?!痹瑯?shù)友對(duì)《中國(guó)新聞周刊》記者說(shuō)。最終,巨型計(jì)算機(jī)引入了北斗計(jì)劃。
在北斗系統(tǒng)籌備之初,這些早已熟悉GPS的科學(xué)家為自己提出要求?!皩?dǎo)航精度要高,要有自己的創(chuàng)新。”北斗系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師譚述森說(shuō)。他所指的創(chuàng)新,是指北斗系統(tǒng)獨(dú)有的、GPS不具備的短報(bào)文通信功能。
“這120個(gè)字的短信功能有時(shí)候非常重要,用戶(hù)之間可以互相聯(lián)系。比如汶川地震的時(shí)候,所有通信都斷了,救援隊(duì)就依靠這個(gè)功能?!币晃辉菏繉?zhuān)家如實(shí)對(duì)《中國(guó)新聞周刊》說(shuō)。
除此之外,科學(xué)家們還制定了導(dǎo)航反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),在5秒之內(nèi)必須有所反饋?!捌鋵?shí)5秒都會(huì)覺(jué)得時(shí)間長(zhǎng),咱們必須從用戶(hù)的角度出發(fā)。如果過(guò)了幾分鐘沒(méi)有導(dǎo)航顯示,那你肯定認(rèn)為這機(jī)器壞了。所以從一開(kāi)始,我們這制定了5秒的標(biāo)準(zhǔn)?!弊T述森說(shuō)。
為了達(dá)到這些標(biāo)準(zhǔn),北斗衛(wèi)星發(fā)射時(shí)間推遲了兩年。直到2000年10月,北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的第一顆衛(wèi)星才正式送入軌道。而在此六個(gè)月之前,北斗系統(tǒng)的理論奠基人陳芳允已經(jīng)因病去世。
“他去世的時(shí)候,我去他家了。唉……”卜慶君老人嘆了口氣。陳芳允最終沒(méi)能看到自己的理論成為現(xiàn)實(shí)。
時(shí)隔兩月,第二顆衛(wèi)星成功發(fā)射。此刻,從提出理論,到發(fā)射衛(wèi)星上天,北斗計(jì)劃已經(jīng)走過(guò)15年。
在最初的雙星定位理念實(shí)現(xiàn)的同時(shí),北斗總師孫家棟開(kāi)始把自己的擔(dān)憂(yōu)擺上桌面?!爱?dāng)時(shí)就擔(dān)心如果兩顆星當(dāng)中有一顆壞了怎么辦。我就覺(jué)得這個(gè)問(wèn)題很為難,無(wú)論如何也得向領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)?!睂O家棟對(duì)《中國(guó)新聞周刊》記者回憶。于是,經(jīng)過(guò)申請(qǐng),又補(bǔ)發(fā)了兩顆備份星。而在一切都看似順利推進(jìn)的時(shí)候,麻煩再次降臨。北斗一期和二期之間銜接的一顆衛(wèi)星發(fā)射成功之后突然全部斷電,完全報(bào)廢。為此,研究團(tuán)隊(duì)緊急制定了一個(gè)名為“泰山計(jì)劃”的方案,這樣的工作一直持續(xù)到當(dāng)年年底,以保證北斗計(jì)劃一期和二期的順利交接。
2003年12月開(kāi)始,北斗系統(tǒng)正式開(kāi)通開(kāi)始向國(guó)內(nèi)用戶(hù)提供服務(wù)。作為測(cè)量技術(shù)手段,雖然目前北斗系統(tǒng)的應(yīng)用還遠(yuǎn)不如GPS一樣完善,但以往一直依賴(lài)于GPS授時(shí)、導(dǎo)航的用戶(hù),開(kāi)始多了一種選擇——而這從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)說(shuō),無(wú)論是從國(guó)家戰(zhàn)略層面,還是在經(jīng)濟(jì)利益層面,都具有重要意義。
2007年2月,北斗二代論證會(huì)召開(kāi),已經(jīng)退休的很多領(lǐng)導(dǎo)仍到會(huì)參加。會(huì)議上,專(zhuān)家評(píng)估后宣布,當(dāng)12顆衛(wèi)星布網(wǎng)完成后,北斗系統(tǒng)的年產(chǎn)值可能達(dá)到500億。
如今,中國(guó)軍隊(duì)的導(dǎo)航和授時(shí)方式已經(jīng)逐步由GPS向北斗轉(zhuǎn)換,而金融、電力、漁政和森林防火等民間領(lǐng)域也逐漸嘗試使用北斗系統(tǒng)。2010年12月18日,北斗系統(tǒng)成功發(fā)射了第七顆衛(wèi)星。目前,北斗系統(tǒng)進(jìn)入了衛(wèi)星發(fā)射布網(wǎng)的高峰期。按計(jì)劃,到2020年,北斗將與GPS一樣,成為一個(gè)向全球提供服務(wù)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。為人類(lèi)貢獻(xiàn)了“司南”的中華民族,通過(guò)北斗計(jì)劃,進(jìn)入了定位和授時(shí)的宇航時(shí)代。 ★
(實(shí)習(xí)生 蒙佳 劉艷平對(duì)本文亦有貢獻(xiàn))