“春争日,夏争时”,目前,从南到北的夏收夏种大忙已接近尾声。今年与往年不同的是,田地里奔腾的收割机,装上了北斗系统终端,不仅可以实现自动驾驶,甚至还能实现在夜间收割麦子。北斗运用在农业领域,成为了农民们增产增收,提高效率的好帮手。事实上,北斗卫星导航系统全球组网并运用于各行各业,与上海航天人的努力密不可分。
从2004年至今,55颗北斗导航卫星上天,其中23颗卫星的电源系统由上海空间电源研究所研制。这其中,上海空间电源研究所卫星领域总工程师李旭评全程参与了卫星电源分系统的设计、研制、测试、交付和发射等工作。2021年,李旭评获评上海市五一劳动奖章。
“从零起步”集智攻下电源系统
科研是一件长期而辛苦的事情,李旭评接手的导航卫星,是所里一个全新的领域。“北斗导航立项之初,卫星对电源系统就提出了大功率、高效自主的新需求。”李旭评说,他和研制团队从手上仅有的国外简易产品介绍和少量文献入手,深入分析型号技术指标要求,对标欧洲先进技术指标,展开了魔鬼式的研发过程。“大家都憋着一股劲,一定要让自己的导航卫星用上‘中国心’”。
就拿为整个卫星上的其他载荷提供稳定、高质量的电源控制器来说,李旭评曾带领团队开展了无数次热仿真、设计迭代和热试验验证等攻关工作。“那段时间我们团队一人认领并负责一个模块,通宵达旦、熬红眼圈成为了常态,凌晨两三点回家都算早了。”李旭评坦言,技术攻关进入关键时期时,单位直接在附近一家酒店长期订下几个房间,方便大家省出来回奔波的时间,每天能多休息一会儿。
而相比北斗一号、北斗二号以及国外主流的其它导航系统,北斗三号卫星为了保证导航服务效果,提高了卫星的功率需求。功率的提高就意味着电源系统需要采用更高效率的电源产品。于是,李旭评带领科研人员采用了全新设计,使用将近30%转换效率的高效太阳能电池片,“这个电池片能发出四千瓦左右的功率,足够满足整星各种需求。”
发出的电能还需要存储介质保存,研制出寿命长、容量大的蓄电池迫在眉睫。在北斗三号卫星上,李旭评团队首次大胆运用了体积更小、容量更大的高比能长寿命锂离子蓄电池,取代原有的氢镍蓄电池,将蓄电池的寿命延长到了十年以上。为配合目前最先进的锂离子蓄电池,李旭评带领团队还配套研制了高效电源控制器,确保锂离子蓄电池充放电和在轨搁置时的安全,并提高功率质量比的同时降低发热量,保证了电源系统在恶劣环境下正常工作。
“建章立制”保证任务万无一失
“我们用了2年时间干了别人5年才能做成的事情,实现了北斗卫星电源分系统核心部件100%国产化,摆脱了关键器部件依赖进口的状态,我感到无比光荣和自豪。”李旭评团队成员朱敏杰感慨说道。“李总做事特别仔细,对我们非常严格,而且不但技术过硬,还善于编写各类研制报告和总结。”团队成员罗果告诉记者,李旭评是团队里的“主心骨”,任何事情都亲力亲为做榜样,“我们交给李总审查的各类大大小小报告,他都会无一例外从头看到尾,提出修改意见,让我们再进一步思考改进,很少有人能‘一遍过’。”
从事航天事业,就要做到“细心、耐心、专心”,确保任何一次的发射任务万无一失。“对任何图纸、报告,我们都要反复地核对、确认,确保不出任何差错。毕竟对于卫星来说,上天就没有回头路,任何一个小小的差错,都有可能是致命的。”李旭评说。
面对越来越密集的航天发射任务,李旭评还充分发挥他善于总结优势,为整个团队“建章立制”,固化工作标准形成长效机制,为研制各型号卫星制定了规范化的流程,将航天产品在全流程周期中的潜在风险扼杀在摇篮中,这也成为李旭评所在团队各项任务一次次取得成功的关键。
中国人奋斗了26载,终于将北斗导航推向了全球。目前,北斗四号工程也已经酝酿论证中。李旭评和他的团队,也正争分夺秒研发更新一代的电源系统产品,以满足功率更大、寿命更长、可靠性更高的下一代导航卫星的需要。