“牛气冲天”是很多人对 2021 辛丑牛年的祝福。这句祝福用在谢军身上再合适不过。从 2 月 11 日到 2 月 17 日，短短一周时间内，谢军接连迎来人生中的两次高光时刻：2 月 11 日，谢军在央视春晚《向祖国报告》特别节目中，向全中国郑重宣布北斗三号卫星已实现全球组网、实现核心器部件国产化率百分之百。2 月 17 日，谢军荣获“感动中国 2020 年度人物”。
图 | 谢军荣获“感动中国 2020 年度人物”
谢军扎根中国北斗事业近 40 年，前 20 多年更多是积累。自 2004 年担任北斗导航卫星总设计师以来，谢军先后带领团队研制北斗二号、北斗三号卫星系统，为中国北斗走向世界做出了卓越贡献。尤其是在北斗三号卫星研制过程中，谢军团队创地实现了卫星批量化生产，平均 20 天就将 1 颗导航卫星送入太空，刷新了中国航天发射纪录。
三年一腾飞，十年一跨越，中国北斗，星灿世界。
自主创新，拒绝“卡脖子”
1982 年从国防科技大学毕业后，谢军被分配到中国航天科技集团下属中国空间技术研究院航天五院 504 所工作，该院是中国“北斗计划”主力，从上世纪 80 年代起就一直担负着北斗卫星系统和产品的设计制造工作。从进入五院 504 所的第一天起，谢军就与北斗结缘。
在 2004 年担任北斗二号导航卫星总设计师之前，谢军在 504 所工作了 22 年。期间参与了东方红二号通信卫星、风云二号气象卫星、海洋二号卫星等国家重大航天工程。这 22 年的工作积累，为他日后带领团队攻坚克难、开创纪录打下了坚实的基础。
2004 年，谢军临危受命，在北斗二号导航卫星总设计师的岗位上走马上任。但是等待他的却是一个个棘手难题。
北斗二号卫星导航系统跟北斗一号卫星导航系统不是同一量级，首先服务的范围不同，北斗二号要服务整个亚太地区，北斗一号只服务中国；其次，发射的卫星数量不同，北斗二号需要发射 14 颗卫星，北斗一号只发射了 3 颗卫星；再次，北斗二号发射的每颗卫星其技术难度也比北斗一号卫星大很多。尤其是星载原子钟更是难啃的“硬骨头”。
原子钟有“导航卫星的心脏”之称，一直以来，中国都是依赖进口。中国曾提出与欧洲开展技术合作，但却遭到拒绝。“卡脖子”问题何时能得到解决？成为谢军上任后思考得最多的问题。2006 年，由于进口原子钟无法按时供货，致使北斗二号建设工程差点夭折，这件事深深地刺痛了谢军。
痛定思痛，谢军深刻认识到，作为一个航天大国，中国必须要有自己安全独立的时频基准系统。自那以后，他带领国内数家科研院所研究员集中攻克技术难题，只用了短短一年多的时间就实现技术突破，成功研制出中国自己的星载铷原子钟，并在此基础上反复打磨精度，使铷原子钟的天稳定度达到 10－14 量级，授时精度达到 50 纳秒，这个精度 300 万年只有 1 秒误差。
图 | 中国自主研制的星载铷原子钟
当自主研制的铷原子钟大功告成的同时，距离 2007 年 4 月 17 日北斗二号卫星导航系统的最后期限只有几个月时间。时间紧迫是摆在谢军面前的另一道坎，根据国际电联规定，导航卫星的频率资源和轨道位置资源自申请日起时限为 7 年，超时不用自动作废。
为了赶在期限前发射成功，保住申报的频率资源，谢军带领北斗二号研制团队全力以赴，夜以继日。他每天的工作时间超过 16 小时。“那时候大家只有一个信念：把卫星打上太空。”
2007 年 4 月 14 日凌晨，北斗二号系统第一颗中圆轨道试验卫星被成功送入太空。4 月 16 日晚 10 时，卫星成功将信号发送回地面。此时距离最后期限仅剩 2 个小时。
技术突破，全面国产化
在北斗二号系统稳定建设的同时，2009 年中国北斗三号卫星导航系统正式立项。与北斗二号系统覆盖亚太地区不同，北斗三号系统的目标是覆盖全球。这无疑对谢军团队提出了更高的要求。
定位精度仍是首要问题。谢军在接受媒体采访时谈到，曾有一台星上设备，在测试过程中，偶尔会出现一纳秒的跳动。一纳秒是什么概念？一纳秒是十的负九次方秒。也就是说，这个设备如果每天变化一纳秒，三百万年之后才会变化一秒。但对于高精度的卫星导航系统来说，这是无法容忍的。“这一纳秒变化可能会导致定位精度从 10 米变成 20 米甚至 30 米，整个系统的服务将大打折扣。”
作为北斗三号卫星首席总设计师，谢军再次带领团队自主设计了星间链路，以此实现星和星之间的精密测量，信息传输，控制指令的传送。“北斗三号采用星间链路以后，对整个系统服务精度的提升贡献非常大，我们现在可以达到优于 2 米的水平。”
定位精度值提升了，但是卫星的寿命是有限的，如果北斗卫星导航系统不能迅速打入空间、快速完成组网，卫星的价值就无法实现。如何破解这个难题？谢军认为，唯有批量化生产，不断更新换代产品，才能保障长期稳定地为用户提供服务。
批量化生产卫星，这在以前想都不敢想。我国第一、第二颗“北斗一号”卫星分别于 2000 年 10 月 31 日和 12 月 21 日发射升空。第三颗“北斗一号”导航定位卫星于 2003 年 05 月 25 日发射升空。此后基本上是隔几年时间才发射一颗。到 2017 年，我国共有 23 颗北斗卫星发射成功。而到 2020 年，中国成功发射 55 颗北斗卫星。也就是说，从 2017 年到 2020 年这 3 年间，就有 32 颗卫星发射升空，“中国速度”令世界震惊。
支撑“中国速度”的是谢军带领团队开创的批量化生产模式。“我们引入流水线作业模式，就像生产车辆一样，每一个作业点都有相应的生产工序。”谢军举例说，“在卫星热管生产中，下午 4 点设计图纸，2 小时后工艺图纸就完成晒图并下发到车间，当天晚上就开始正式生产，以前需要 20 多天的生产周期，现在只要 10 天左右就能完成。”
依托批量化生产模式，在北斗三号卫星研制过程中，谢军团队仅用 1 年零 14 天的时间，就将 19 颗导航卫星送入太空，平均 20 天就将 1 颗导航卫星送入太空，刷新了中国航天发射纪录。
除了速度之外，更令国人自豪的是国产化率。北斗三号卫星上所有的单机产品国产化率已从 80% 提高到了 100%。这使得中国成为继美国、俄罗斯之后，世界上第三个拥有全球卫星导航系统的国家。
