梅刚华:让中国的北斗用上最好的原子钟

2019-02-21 09:19:48    来源:中国科学报

摘要:作为我国星载原子钟技术的开创者之一,北斗系统星载原子钟主要研制者梅刚华及其团队为“北斗”装上了“中国心”。

梅刚华:让中国的北斗用上最好的原子钟_勘测联合网

梅刚华(中)及其团队成员在工作。

  科学家的“工匠精神”是什么?听到这个问题,中国科学院武汉物理与数学研究所原子频标研究部主任梅刚华顿了一下,对《中国科学报》记者说:“不知道我说得对不对,在我看来,‘天上不会掉馅饼’,做科学工作心态一定要静下来,要肯花时间专注地做好每一件事情。”

  作为我国星载原子钟技术的开创者之一,北斗系统星载原子钟主要研制者梅刚华及其团队通过不断创新求索为星载原子钟留下了中国印记,为“北斗”装上了“中国心”。

  大处着眼 小处着手

  梅刚华的工作履历中,很长一段时间都与星载原子钟紧紧联系在一起,直到今天。

  星载原子钟被称为导航卫星的“心脏”,它的性能直接决定卫星导航系统定位和授时精度。上世纪90年代, 我国制定了北斗卫星导航系统“三步走”发展战略。梅刚华告诉《中国科学报》,作为卫星导航系统的关键技术,当时星载原子钟技术仅为少数西方国家所掌握,在我国属于技术空白。

  能否实现原子钟技术突破关系到我国北斗系统建设的成败。在从国外引进星载铷原子钟遭拒后,要建成完全自主可控的卫星导航系统,中国只能靠自己。而星载原子钟机理复杂、技术难度极大,要实现从无到有的突破,其难度可想而知。

  1997年,梅刚华担起了我国第一个星载原子钟预研项目的重任,从此与北斗系统结下了不解之缘。为打破西方垄断,让我国拥有自己的星载原子钟,他带领团队一头扎进星载铷原子钟技术研究,一干就是二十年。

  “刚开始做的时候,我们跟西方发达国家的差距有两个数量级,在卫星环境适应性方面连设计概念都没有,差不多是一片空白。”梅刚华对当时的情景记忆犹新。他告诉《中国科学报》,“在那种情况下,没有别的办法,只能下苦功夫。”

  原子钟是精密技术,做原子钟是个精细活。梅刚华告诉《中国科学报》,原子钟的问题非常复杂,影响精度的因素很多,“往往一次只能解决一个问题,如果把很多问题堆在一起一并解决,往往事倍功半,达不到目的”。

  “因此,做原子钟不能急功近利,必须坐得住冷板凳,一个个做,一个个解决。”梅刚华说。

  “天下难事必作于易,天下大事必作于细”,在梅刚华的工作中,这句话的意义尤其重要。

  “大处着眼,小处着手”,“眼”和“手”在梅刚华看来有着特殊的内涵。大处着眼,就是眼睛盯着国际前沿,心里装着国家需求,不计较个人得失,坐得住冷板凳,耐得住寂寞。而小处着手,就是用科学严谨的态度去解决每一个问题,迎难而上,不走捷径,注重细节,精益求精。

  从空白到领跑 二十年如一日

  为了突破工程技术瓶颈,日复一日、年复一年投入工作成为梅刚华及其团队的生活常态。为保证产品质量,他们不放过任何一个技术隐患,一个一个排查,一个一个解决,力求做到万无一失。

  在上百次实验的基础上,梅刚华带领研究团队通过十年的艰苦攻关,换来了星载铷原子钟精度、小型化、寿命、可靠性和卫星环境适应性五大关键技术的全面突破。

  2007年,梅刚华团队研制出我国第一代星载铷原子钟,计时精度为10亿分之三秒,达到当时国际先进水平,可满足卫星导航系统1米定位精度应用需求;产品批量装备了北斗二号卫星,为北斗二号系统在2012年建成并投入使用发挥了关键作用。

  2009年,我国启动北斗三号全球卫星导航系统建设,梅刚华提出研制世界上性能最好的星载铷钟,并带领团队进行了更加深入系统的技术攻关。

  梅刚华自豪地告诉《中国科学报》,近五年来,其团队先后研制出第二代和第三代星载铷原子钟,每天的计时精度分别达到10亿分之一秒和100亿分之三秒。其中第二代产品批量装备了北斗三号卫星;第三代产品则是目前世界上性能最高的铷原子钟,可满足分米级定位需求,也在去年年底首次用于北斗三号卫星。

  用不到20年的时间走完了外国人40多年走过的路,我国星载铷钟技术实现了从无到有、由有到强的跨越。星载原子钟技术从一片空白到领跑世界,梅刚华及其团队可谓名副其实的“大功臣”。

  2017年,梅刚华获首届全国创新争先奖和中国航天基金奖,2016年获国家科技进步奖特等奖,2015年获国家技术发明奖二等奖,2014年获湖北省技术发明奖一等奖,2013年获军队科技进步奖一等奖和中国专利优秀奖。他还被总装备部和国防科工局授予“北斗二号卫星工程建设突出贡献个人”,他的团队被授予“北斗二号卫星工程建设突出贡献集体”。这一系列荣誉正是时代对梅刚华“工匠精神”的肯定。

  “我们倾注20年的心血,就干了星载铷原子钟这一件事。”梅刚华说,这付出值得,因为从此我国有了自己的星载原子钟技术,我们也实现了“让中国的北斗用上最好的原子钟”的梦想。


  作者:赵利利 来源:中国科学报

  原题:梅刚华:“20年就干好了一件事”


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