王家胜院士:架设天地链路

王家胜,中国工程院院士,天链一号卫星总指挥兼总设计师,曾获国家科技进步一等奖,全国科学大会成果奖等,曾担任中星20号卫星总指挥兼总设计师。

梦起山城

1943年,王家胜出生在重庆。他的父亲是普通店员,母亲是家庭妇女,他还有一个弟弟和一个妹妹。父亲微薄的收入是全家唯一的经济来源,生活的艰辛可想而知。

小时候,有人问王家胜长大想干什么,他脱口而出说想当科学家。初中毕业后,他考取了重庆市最有名的南开中学。1960年,他走进四川大学无线电系。大学5年,他所有科目考试全部“优秀”。

王家胜很早就迷上了天文学,被浩瀚辽阔的宇宙星海所吸引,阅读了不少天文著作,还常常半夜起来观察星相。

锋芒初露

1965年,王家胜考入中国科学院,一年后因“文化大革命”来临,他学业被迫中断,但幸运的是,他被留在了科研单位从事工作。 1966年,王家胜接手和平二号探空火箭天线的研制工作。他认真分析了前人失败的原因,重新调整方案,设计了尾部加载的F形天线,提高了火箭性能,实现了宽频带匹配。天线通过多次飞行试验,证明性能良好,并在定型后批量生产并投入使用。

随后,王家胜投身到返回式卫星天线的研制工作中。他研制的新型宽波束天线,在当时国内外文献上都没有出现过,完全是一种自主创新的设计。这种天线曾在我国19颗返回式卫星上使用,取得了良好的效果,并于1978年获得全国科学大会成果奖。

该天线技术后来也被应用到神舟飞船返回舱天线的设计上。1983年,中国和意大利签订了天狼星通信卫星国际合作协定。王家胜担任中方技术负责人,在技术条件十分落后情况下,出色完成了任务。

掌舵天链

1992年,东方红三号卫星进入重要的研制阶段,这是我国当时新一代卫星平台系统,需要攻关的地方很多。这一年,王家胜在担任了4年驻德国MBB公司合作项目总代表后回到中国。不久,他就被任命为东方红三号副总设计师。从此,“东三平台”在王家胜的脑海中生根发芽,他也成为我国对这个平台最熟悉的几个专家之一。

1998年,我国新立项的中星20号卫星开始进入攻关研制阶段,王家胜勇挑重担,被任命为总指挥兼总设计师。

这是在我国“东三平台”基础上研制的第七颗卫星,有效载荷重量220千克。由于地球同步轨道卫星的特殊性,对卫星质量要求十分苛刻,他决心给卫星瘦身。

镍氢电池当时在国内还没有人尝试,用上它,一下子就可以使卫星“减肥”17—18千克,但这一技术也带来了很大的风险。随着一个个难题的解决,王家胜成了第一个吃“螃蟹”的人,成功地给卫星瘦了身。

设备小型化、卫星用电缆网和总体布局配平等也是王家胜给卫星“减肥”的重要环节。他规定,任何单机哪怕增加100克重量,也须经他认可。王家胜的“锱铢必较”创造了“东三平台”的新纪录。2003年卫星发射时,和此前所有的“东三平台”卫星相比,该星上的有效载荷重量最重,加注的推进剂最多,配重的重量最轻,起飞重量最低。同时,该星实现了多项创新,整体上达到了国际先进水平,还获得了国家科技进步一等奖。

2003年初,中星20号卫星发射前夕,王家胜又被任命为天链一号卫星的总指挥兼总设计师。这是一颗为我国神舟载人飞船和中低轨道航天器提供数据中继和测控服务的卫星,必须具备对高速运动的航天器的精确跟踪和高速数传能力,研制难度极大。

2008年4月,天链一号卫星01星顺利发射,星上306千克的有效载荷重量,再次刷新了“东三平台”的纪录。

争创一流

为了保证研制的产品能够达到国际水平,王家胜首先要求自己要有国际技术、学术视野。本来就勤奋好学的他,经过在国外学习和多个国际合作项目的锻炼后,对国际最新的技术和学术动向具有了更强的敏锐性。

这种敏锐性使他养成了一有机会就会通过网络、图书馆等浏览国际文献资料、跟踪国际上同领域发展最新动态的习惯,而从中得到的任何信息都可能会使他“突发奇想”,产生卫星设计理念上的更新和技术状态的改进。

在天链一号卫星01星研制中,王家胜从国外资料的字里行间得到了一些启示,并通过进一步的分析计算及与同事们探讨,发现用户要求的一项指标偏低,可能会影响大系统的可靠工作。为此,他决定提高指标要求,并最终圆满解决。

正是因为拥有国际视野,并能不断学习、持续创新,王家胜总负责的中星20号卫星和天链一号卫星不但实现了“首发星即成功”目标,而且都做出了较多的技术创新。特别是作为“卫星的卫星”“中低轨道卫星性能倍增器”的天链一号卫星,更是我国中继卫星研制获得的重要成果。