陈芳允:科技救国兴国的脊梁

作者:蝌蚪君 来源:蝌蚪五线谱

今天跟大家说一个人,人们对他可能并不熟悉,但他却深刻影响了数以亿计的国人命运,他叫陈芳允。

他是二十三位两弹一星元勋之一,中国科学院院士,中国卫星测量控制系统奠基人(东方红一号的测量控制系统就是他搞定的)、国家“863”计划发起人之一、北斗卫星创始人……

以上随便一个成就单拿出来,都配得上国士无双。

陈芳允,出生于军阀混战的1916年,家道殷实。从小父母就重视对他的教育,加上自身勤奋好学,初中毕业的他考到上海浦东中学。彼时,九一八之后的中国山河破碎,目睹这一切的陈芳允暗下决心:科技救国。1934年,他考上清华大学,七七事变之后,入西南联大物理系学习,毕业后留校任教。

抗战结束后,陈芳允登上远赴英国的巨轮,那一刻他深知,只有把技术带回来,才能救中国。在留学期间,他不问世事潜心学习,整天泡在实验室里。即使眼睛布满血丝,他也从不懈怠半刻,实验器材和不眠的台灯成了他最长久的陪伴。不懈的努力总有回报,在此期间他设计研制了世界第一套海洋雷达,英国同行纷纷投来敬佩的目光。

星辰大海的故事,不是到此就结束了,而是刚刚开始

上世纪50年代中后期,经历过抗美援朝之后的新中国,亟需先进的军事重器维护来之不易的和平局面。国家就此开展“两弹一星”事业,陈芳允和他的同事们被推上了历史舞台。

陈芳允的专业在无线电电子学和空间系统工程领域。建国之初,国民党U-2飞机窜犯大陆,大陆的雷达跟踪不上,陈芳允就设计出了机载抗干扰雷达,随之,捕捉到U-2飞机,并击落了它。

毛主席为此还专门批示:“这个技术很好,我很感兴趣。”

1957年,苏联第一颗卫星上天,陈芳允就计算出卫星轨道,还不可思议的测出卫星里面有什么内容。

给"东方红一号"组一张天网

作为测控领域的天才精英,陈芳允被任命为中国第一颗人造卫星地面跟踪测量技术负责人。

为了让卫星大脑早日上线,首先是建设覆盖全国的地面观测网,为了尽可能的节约成本,用最少的观测站,达到最佳的观测效果,陈芳允提出采用无线电多普勒跟踪技术,通过选择适当的站址,来接收卫星发射信号,然后采用测轨方程式,计算出卫星的运行轨迹。

说起来简单,做起来难,这些复杂方程和数据,当时只有美苏等发达国家掌握。

为解决这个问题,陈芳允带领团队反复讨论,模拟验证,当时还没有全自动计算器,只能靠珠算、半自动计算器轮番计算,交叉验证。在如此简陋的条件下,技术人员没日没夜的大量计算,最终解决了测轨方程式的计算方法和程序设计。

在给雷达地面观测站选址时,50多岁的陈芳允带领团队从东北到海南,从沿海到大漠,跋山涉水,风餐露宿,累了喝凉水,饿了吃干粮。着急去外地勘测时,买不到坐票,在火车上一站就是十几个小时。最终经过大规模勘察,在14省区确定设置18个站台,给东方红一号编制了一张监测天网。

当然系统到这一步还没完成,陈芳允再仔细研究美国“阿波罗号”登月飞船所用的微波统一测控系统,设计了一套新的微波测控系统,不仅减少了卫星载荷的体积和重量,还为国家节省了大量资金。

1970年,东方红一号发射成功,不仅完成了“上得去、抓得住、听得着、看得见”的目标,而且卫星测量系统在轨道测量精度上也挤进世界先进之列。

在东方红卫星上天的同时,陈芳允并未停下脚步,开始着手卫星地面控制工作。返回式卫星具备军事侦察、科学探测和技术试验这些独特功能,依靠数十位同甘共苦的战友,在增设3个观测站的基础上,对跟踪测量、遥控、光学测轨、无线电测轨、数据处理、监控显示,通信和测控设备的研制,以及回收方案的制定,成功诞生了返回式卫星回收和最佳方案。继美、苏之后,我国成为世界上第三个掌握这项科技成果的国家。可以说这是由陈芳允设计,并首次使用的微波统一测控系统的全能方案,它神通广大、所向披靡、无比优越。

北斗创始人

陈芳允晚年的时候,一直忙于小卫星的研究,基于中国当时的经济社会情况,陈芳允认为发展类似美国的全球定位系统(GPS)难度较大。于是在1983年,陈芳允创造性的提出“双星定位”方案。这一方案,能以最少的星座和投入,实现最短时间的“从无到有”。但受困于当时的国力,计划被尘封。老人无奈写诗:“人生路必曲,仍需立我志。”

1989年,美国人发射了第一颗GPS导航卫星。到了1990年海湾战争,世界第一次见识到了导航卫星的威力。一个“半成品”的GPS,已经威力惊人,在它的指引下,以美国为首的联军用弹道导弹等手段,全面击溃了120万伊拉克军队。GPS卫星一战定乾坤、一战惊世界!

惊到的还有我们。1994年,中国北斗一号项目终于上马。当然我们依然艰难。那还是一个我们用8亿件衬衣换一架飞机,美国GDP是我们13倍的时代。

“时不我待,有条件要上,没有条件也要上”已成为共识。陈芳允院士的“两星定位”,终于成为了北斗一号的最佳方案。这一兜兜转转就是十一年!

2000年10月,北斗首星发射,一个多月后,第二颗北斗卫星也被送入太空。中国成为美俄后第三个建成卫星导航的国家。而后,北斗之路经历重重困难,但越挫越勇。

2020年6月,北斗系统组网终于成功,现场一片欢呼,但欢呼的人群中没有陈芳允,老人早在2000年的北斗首星发射前数月就因病辞世。

如果从北斗立项开始,到北斗三号系统组网成功,我们已走了26年;如果从陈院士提出“双星构想”算起,我们的导航系统走了37年。

这一路走来有多难,只有我们自己知道。天可怜见,我中华民族总有这些弯腰负重,不畏艰难的人,撑起我们民族的脊梁。