銣鐘作為導(dǎo)航衛(wèi)星的頻率基準(zhǔn)，直接決定著導(dǎo)航衛(wèi)星定位、測(cè)距、授時(shí)的準(zhǔn)確性，是整個(gè)導(dǎo)航衛(wèi)星的關(guān)鍵。伴隨著第32顆北斗衛(wèi)星成功發(fā)射，又一臺(tái)“中國(guó)鐘”飛赴太空，全力維護(hù)北斗系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

中國(guó)空間技術(shù)研究院是導(dǎo)航衛(wèi)星銣鐘的誕生地、技術(shù)成熟地。在導(dǎo)航衛(wèi)星銣鐘的研制歷程中，來(lái)自研究院所屬的空間電子信息技術(shù)研究院、蘭州空間技術(shù)物理研究所的研制隊(duì)伍通力合作，以強(qiáng)有力的技術(shù)為支撐，為北斗導(dǎo)航衛(wèi)星裝上了強(qiáng)勁的“中國(guó)心”。

▲孫家棟院士出席北斗二號(hào)銣鐘物理部分工作匯報(bào)會(huì)

銣鐘的研制歷史，就是一段極具代表性的空間技術(shù)發(fā)展史。改革開(kāi)放初期，我國(guó)的星載銣原子鐘主要依靠進(jìn)口，價(jià)格高達(dá)上百萬(wàn)美元一臺(tái)。2004年，在我國(guó)宣布正式啟動(dòng)北斗導(dǎo)航項(xiàng)目后，美國(guó)立即宣布了對(duì)中國(guó)的禁運(yùn)令。北斗總設(shè)計(jì)師、中國(guó)科學(xué)院院士孫家棟明確指出：“美國(guó)人不賣(mài)，歐洲人的東西又沒(méi)有上過(guò)天，不能充分相信外國(guó)技術(shù)，中國(guó)人必須搞自己的鐘?！泵鎸?duì)困難，國(guó)人發(fā)出了堅(jiān)定的聲音。來(lái)自西安、蘭州的航天人，聯(lián)合向銣鐘研制發(fā)起了沖擊。

物理部分研制：國(guó)家急需 吾輩傾力

銣鐘物理部分涉及原子物理、真空技術(shù)、光電技術(shù)、玻璃加工技術(shù)、熱控技術(shù)、微波技術(shù)等多個(gè)學(xué)科技術(shù)，技術(shù)指標(biāo)要求高，影響指標(biāo)的因素多，機(jī)理復(fù)雜，成了銣鐘攻關(guān)的重點(diǎn)之一。 國(guó)家急需之際，吾輩必將傾力。蘭州空間技術(shù)物理研究所立足在真空低溫、物理電子學(xué)和空間技術(shù)等領(lǐng)域具有雄厚的基礎(chǔ)，結(jié)合北京大學(xué)長(zhǎng)期積累的原子鐘基本物理和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)成果，開(kāi)啟了國(guó)產(chǎn)銣鐘物理部分的研制攻關(guān)之旅。

▲銣鐘物理部分

科研工作人員將國(guó)家利益放在第一位，為了心中共同的夢(mèng)想，不計(jì)個(gè)人得失，忘我工作，加班加點(diǎn)，趕時(shí)間、搶節(jié)點(diǎn)，解決了力學(xué)、真空、熱和輻照等技術(shù)難題，于2005年8月15日完成了鑒定件的交付，并在同年10月7日完成國(guó)產(chǎn)銣鐘物理部分鑒定件研制總結(jié)暨轉(zhuǎn)正樣設(shè)計(jì)評(píng)審。

回首那段自主創(chuàng)新的“拓荒”之路，研究所研制人員感慨良多，為解決銣泡研制難題，科研人員攻堅(jiān)克難，經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的調(diào)試、測(cè)試，完成了全金屬銣泡充制機(jī)的設(shè)計(jì)并投產(chǎn)使用；為實(shí)現(xiàn)銣鐘物理部分的長(zhǎng)壽命指標(biāo)，在國(guó)內(nèi)率先使用了抗堿玻璃制作銣燈泡，并開(kāi)展了長(zhǎng)達(dá)7年的銣量消耗評(píng)價(jià)試驗(yàn)，取得了矚目的成果。第一代銣泡研制人員劉蘇民技師在回憶中說(shuō)道，他將畢生所學(xué)用到了銣泡技術(shù)的研制中，成績(jī)的取得并非一蹴而就，其背后是不斷的積累和不懈的創(chuàng)新。

工程化應(yīng)用：全面替代進(jìn)口產(chǎn)品

作為銣鐘研制的抓總單位，中國(guó)空間技術(shù)研究院所屬空間電子信息技術(shù)研究院的設(shè)計(jì)師們將目光著眼于銣鐘的工程化應(yīng)用問(wèn)題。早在“九五”期間，從導(dǎo)航衛(wèi)星應(yīng)用需求的層面來(lái)考慮，國(guó)家就將研制屬于自己的導(dǎo)航衛(wèi)星銣鐘列入目標(biāo)和計(jì)劃。經(jīng)過(guò)兩年的攻關(guān)，空間電子信息技術(shù)研究院實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)導(dǎo)航衛(wèi)星銣鐘原理樣機(jī)研制“零”的突破，為導(dǎo)航衛(wèi)星銣鐘的工程化應(yīng)用打下了牢固的技術(shù)基礎(chǔ)。

▲北斗二號(hào)衛(wèi)星副總師劉波與研制人員進(jìn)行技術(shù)討論

有了原理樣機(jī)的良好開(kāi)端，設(shè)計(jì)人員不斷完善熱控設(shè)計(jì)并改進(jìn)電路設(shè)計(jì)，同時(shí)進(jìn)行了相應(yīng)的電磁兼容和力學(xué)試驗(yàn)，銣鐘的成熟性和穩(wěn)定性得到進(jìn)一步完善。

2006年9月9日，對(duì)銣鐘團(tuán)隊(duì)是個(gè)有特殊意義的節(jié)日，他們又開(kāi)創(chuàng)了一項(xiàng)中國(guó)人的“第一”，搭載于育種衛(wèi)星上的銣鐘成功開(kāi)機(jī)，銣鐘在失重條件下正常工作，我國(guó)第一臺(tái)自主研發(fā)的星載銣鐘在軌運(yùn)行正常，標(biāo)志著我國(guó)具備了獨(dú)立自主進(jìn)行星上銣鐘研發(fā)的能力。

2007年4月14日，北斗二號(hào)衛(wèi)星飛行試驗(yàn)星成功發(fā)射。衛(wèi)星搭載了中國(guó)空間技術(shù)研究院抓總研制的兩臺(tái)銣鐘，并作為主鐘使用，且在軌表現(xiàn)良好。

在隨后發(fā)射的系列導(dǎo)航衛(wèi)星中，銣鐘研制團(tuán)隊(duì)不斷完善技術(shù)指標(biāo)和銣鐘的穩(wěn)定度。2012年，在北斗二號(hào)一期發(fā)射的最后三顆衛(wèi)星中，改變了以往的國(guó)產(chǎn)化銣鐘為主鐘、進(jìn)口銣鐘為備份的搭配模式，國(guó)產(chǎn)化銣鐘完全取代了進(jìn)口銣鐘，導(dǎo)航衛(wèi)星全部裝上了國(guó)產(chǎn)化銣鐘。

從“九五”期間先期攻關(guān)開(kāi)始，到2012年北斗二號(hào)區(qū)域系統(tǒng)組建完成，再到補(bǔ)網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射。十余年間，空間電子信息技術(shù)研究院銣鐘研制團(tuán)隊(duì)艱辛跋涉，鍥而不舍，先后交付30余臺(tái)正樣星載銣鐘，成功為北斗導(dǎo)航系統(tǒng)打造了“中國(guó)心”。從進(jìn)口鐘到中國(guó)鐘，從試驗(yàn)星到區(qū)域組網(wǎng)，北斗二號(hào)工程經(jīng)過(guò)連續(xù)不斷的建設(shè)，在太空中布下了中國(guó)人自己的導(dǎo)航系統(tǒng)，彰顯了偉大祖國(guó)騰飛路上的中國(guó)坐標(biāo)。