北斗閃耀，澤沐八方。2020年6月23日，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射第55顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，標(biāo)志著我國(guó)建成了獨(dú)立自主、開(kāi)放兼容的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。衛(wèi)星裝載有航天科工二院二〇三所研制的氫原子鐘，該原子鐘的優(yōu)良性能進(jìn)一步增強(qiáng)了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度和自主運(yùn)行能力。

習(xí)近平總書(shū)記在北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成暨開(kāi)通儀式上指出：“26年來(lái)，參與北斗系統(tǒng)研制建設(shè)的全體人員迎難而上、敢打硬仗、接續(xù)奮斗，發(fā)揚(yáng)‘兩彈一星’精神，培育了新時(shí)代北斗精神。” 二〇三所的原子鐘研制團(tuán)隊(duì)就是這樣一支踐行新時(shí)代北斗精神的團(tuán)隊(duì)，四十余年間，他們接續(xù)奮斗，砥礪奮進(jìn)，先后攻克多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)造了在軌原子鐘100%穩(wěn)定運(yùn)行的傲人成績(jī)，走出了一條自主創(chuàng)新的發(fā)展道路。

起步，實(shí)現(xiàn)零的突破

原子鐘為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供高穩(wěn)定的時(shí)間頻率基準(zhǔn)信號(hào)，被譽(yù)為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的“心臟”，決定著導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航定位、測(cè)速及授時(shí)精度。原子鐘的工作原理涉及量子物理、電學(xué)、機(jī)械和熱力學(xué)等多個(gè)學(xué)科，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求相當(dāng)嚴(yán)苛。我國(guó)原子鐘技術(shù)基礎(chǔ)非常薄弱，星載原子鐘產(chǎn)品曾完全依賴進(jìn)口。在北斗二代導(dǎo)航系統(tǒng)中，原子鐘屬于研制難度最大的產(chǎn)品之一，被譽(yù)為“可歌可泣”的產(chǎn)品。

二〇三所從二十世紀(jì)80年代就開(kāi)始進(jìn)行原子鐘技術(shù)探索研究，是國(guó)內(nèi)“老牌”的原子頻標(biāo)研制單位。老一代原子鐘人艱苦奮斗，無(wú)私奉獻(xiàn)，與國(guó)內(nèi)高校、科研單位合作開(kāi)展原子頻標(biāo)課題研究工作，掌握了研制原子頻標(biāo)的多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，鍛煉培養(yǎng)出一支技術(shù)精湛、作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲嘘?duì)伍，多項(xiàng)課題獲部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)。“外國(guó)人能做到的，我們也一定能做到”，正是這個(gè)信念支撐著科研團(tuán)隊(duì)在自主研發(fā)的道路上一路披荊斬棘。

進(jìn)入新世紀(jì)，我國(guó)導(dǎo)航衛(wèi)星有八大關(guān)鍵技術(shù)亟需突破，星載原子鐘技術(shù)就是其中之一。在前輩的“傳幫帶”下，一批剛剛踏出校門(mén)的大學(xué)生投身航天事業(yè)，投身于星載原子鐘的研制工作中。

當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)有幾家單位同步開(kāi)展星載原子鐘研制工作，銣鐘團(tuán)隊(duì)的老郭回憶：“各家都憋著一股勁，生怕掉隊(duì)，我們也下決心，一定要把203所的鐘做到最好。”

做鐘要靜得下心，耐得住寂寞。調(diào)試原子鐘需要耗費(fèi)大量時(shí)間，僅調(diào)試日穩(wěn)定度這一項(xiàng)，“每調(diào)一改錐”就要等上15天才能看出效果。

在階段性測(cè)試驗(yàn)收節(jié)點(diǎn)前，團(tuán)隊(duì)核心成員三天三夜沒(méi)合眼，反復(fù)調(diào)整、測(cè)試、修改，手里的活兒一直不停。“那種眼皮如同墜鉛的感覺(jué)記憶猶新，都不知道當(dāng)時(shí)是怎么撐過(guò)來(lái)的。”五室王主任感慨。

經(jīng)過(guò)反復(fù)摸索、仿真、驗(yàn)證、調(diào)試，團(tuán)隊(duì)終于研制成功我國(guó)第一臺(tái)符合要求的星載原子鐘。團(tuán)隊(duì)研制的銣鐘隨我國(guó)北斗導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射升空的那一天是團(tuán)隊(duì)成員永遠(yuǎn)銘記的時(shí)刻，這是國(guó)內(nèi)自主研制銣鐘的首次搭載發(fā)射。“中國(guó)人終于有了自己的原子鐘！” 團(tuán)隊(duì)的每一名成員都流下了激動(dòng)的淚水。

上星，大塊頭要“瘦身”

氫原子鐘具有優(yōu)良的中短期頻率穩(wěn)定度，但體積大質(zhì)量重，要上星，氫鐘必須“瘦身”。203所生產(chǎn)的氫鐘已經(jīng)在其他行業(yè)落地應(yīng)用，但星載氫鐘相對(duì)地面鐘而言，性能指標(biāo)要求更高，使用的環(huán)境也更苛刻，總體設(shè)計(jì)、產(chǎn)品的可靠性、熱設(shè)計(jì)、抗輻射、環(huán)境適應(yīng)性、壽命等各全面都要通盤(pán)考慮考慮。

 “向國(guó)際一流看齊”，研制團(tuán)隊(duì)來(lái)不及慶祝勝利，就又踏上了氫原子鐘研制的新征途。

北斗導(dǎo)航系統(tǒng)總師孫家棟院士曾親自到二〇三所指導(dǎo)星載氫鐘驗(yàn)收。孫老總的到來(lái)，使項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)備受鼓舞，更感到了無(wú)形的壓力。 “這是個(gè)熬人的工作。”氫原子鐘技術(shù)專業(yè)李副總師說(shuō)，他經(jīng)常和團(tuán)隊(duì)成員連夜調(diào)試數(shù)據(jù)，測(cè)試間的幾張行軍床就是給他們準(zhǔn)備的，李副總師開(kāi)玩笑：“當(dāng)時(shí)都不敢生病。”

“有時(shí)在夢(mèng)里都在聯(lián)調(diào)”，李副總師回憶，好幾次夢(mèng)里得解，睡醒后趕緊翻身下床，按照夢(mèng)中的步驟付諸實(shí)踐，還真的奏效。從分階段開(kāi)展研制工作，到鑒定件實(shí)驗(yàn)，到整鐘重要指標(biāo)突破，再到正樣研制，經(jīng)過(guò)重重考核，最終，203所實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)、工藝自主化，成功實(shí)現(xiàn)氫鐘減重。

2015年9月30日，203所研制的星載氫原子鐘發(fā)射升空，實(shí)現(xiàn)了二〇三所首臺(tái)氫鐘上天。通過(guò)近2年的在軌性能驗(yàn)證，星載氫鐘實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展。

成功，矢志不渝“中國(guó)心”

在北斗三號(hào)系統(tǒng)3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星全部發(fā)射成功之際，中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任冉承其到清華演講，并帶去了二院203所研制的一臺(tái)銣鐘。

冉主任舉起銣鐘，對(duì)臺(tái)下的清華學(xué)子說(shuō)：“我們下定決心，從零起步，舉全國(guó)之力，矢志攻關(guān)，成功實(shí)現(xiàn)了原子鐘國(guó)產(chǎn)化，精度達(dá)到了世界先進(jìn)水平。”北斗三號(hào)系統(tǒng)工程啟動(dòng)后，二院203所自主研發(fā)了高精度和甚高精度兩代星載銣原子鐘和星載氫原子鐘，完全滿足北斗三號(hào)的應(yīng)用需求。

“時(shí)至今日，經(jīng)過(guò)大量衛(wèi)星在軌運(yùn)行狀態(tài)的檢驗(yàn)測(cè)試，可以說(shuō)，國(guó)產(chǎn)的原子鐘已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。”北斗系統(tǒng)工程副總設(shè)計(jì)師、北斗三號(hào)工程衛(wèi)星系統(tǒng)總師謝軍曾這樣評(píng)價(jià)。

從上世紀(jì)開(kāi)展原子鐘研究，到2020年北斗三號(hào)組網(wǎng)成功，無(wú)論科研攻關(guān)歷程處于順境還是逆境，203所歷任所領(lǐng)導(dǎo)班子對(duì)研制工作都給予了鼎力支持；老一代技術(shù)專家默默奉獻(xiàn)、甘為人梯，為原子鐘事業(yè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；前赴后繼的年輕人勇挑重?fù)?dān)，接過(guò)前輩手中的火炬，把它燃燒得更加光明燦爛……203所歷經(jīng)幾代人的傳承，最終實(shí)現(xiàn)了中國(guó)星、中國(guó)“心”的目標(biāo)。

“我們干航天就是為了國(guó)家榮譽(yù)。”王主任總結(jié)，同事們都曾經(jīng)有機(jī)會(huì)選擇薪資更高的工作，但責(zé)任感使他們留下來(lái)，所謂干一行就盡職盡責(zé)，團(tuán)隊(duì)成員互相鼓勵(lì)，共同為航天事業(yè)貢獻(xiàn)力量。“203所的原子鐘技術(shù)還將應(yīng)用于低軌互聯(lián)網(wǎng)星座、遙感衛(wèi)星，從北斗產(chǎn)品延伸出新應(yīng)用，適應(yīng)更復(fù)雜多樣的環(huán)境。”王主任介紹。 

在203所，“科技強(qiáng)軍 航天報(bào)國(guó)”八個(gè)熠熠生輝的大字鐫刻在大門(mén)的墻壁上，更深深烙印在每個(gè)人心中。二院203所原子鐘團(tuán)隊(duì)用過(guò)往四十余載的實(shí)際行動(dòng)，為新時(shí)代北斗精神寫(xiě)下最好的注腳。在這里，他們的事業(yè)還在傳承，他們的夢(mèng)想還在繼續(xù)，必將為打造更強(qiáng)的中國(guó)“心”發(fā)揮更大力量。