自古以來，中國人就利用北斗七星明方向、辨方位。而今，一顆顆北斗導航衛星在天際組網形成全球衛星導航系統，為人類提供著一流的衛星導航服務。作為中國自主創新的結晶，北斗全球衛星導航系統的建設發展彰顯著一批中國航天青年向著星辰大海進發的不屈志氣。

1988年出生的山東小伙兒李紹前，碩士畢業后加入中國科學院北斗團隊，28歲成為北斗三號衛星系統最年輕的主任設計師，如今已擔任中國科學院微小衛星創新研究院導航衛星總體研究所常務副所長。他主持北斗地面試驗驗證系統空間段研制建設，創新驗證北斗星間鏈路等多項關鍵核心技術，完成北斗導航服務從亞太走向全球的關鍵技術驗證。他參與完成14顆北斗三號衛星研制和發射，參與發明國際領先的全自主可控導航衛星專用平臺，刷新了導航衛星組網世界紀錄。

今年五四青年節前夕，他被共青團中央、全國青聯授予新時代青年先鋒。

屬于年輕人的機會

2004年，航天英雄楊利偉的一場演講，讓還在讀高二的李紹前深受鼓舞。2006年高考，他毅然選擇報考哈爾濱工業大學。碩士即將畢業時，當得知上海微小衛星工程中心在研制北斗導航衛星，李紹前踴躍報名。入職后，他一頭扎進了衛星設計工作中。

作為大規模、高服務性能的巨型復雜航天系統，中國北斗系統的建設歷經26年的艱辛探索，才逐步實現從區域到全球的服務能力。李紹前介紹，“由于北斗三號的技術跨越很大，考慮到中國科學院在技術創新和基礎研究方向上的優勢，從2009年起，我們單位也參與到北斗三號的關鍵技術攻關以及北斗三號的試驗星、組網星的研制過程中來。”

“應該說我們是加入北斗項目的一支全新的團隊，其中只有大概1/3的人此前做過航天。我們在2015年做過統計，當時整個團隊的平均年齡只有31歲，團隊中的大部分人都是像我一樣的年輕人。”李紹前說。

李紹前接到的第一項工作任務，被他稱為“給北斗找Bug”，其實是把天上的衛星搬到地面，建立一個1∶1的仿真驗證系統。北斗三號衛星系統由分布在3類不同軌道的30顆衛星組成，每顆衛星有近百臺設備、數百個軟件，所有的細節都要等效建模，所有的關鍵技術也都要在地面完成驗證。

“航天發射是不允許失敗的，因為衛星一旦發射上天，出了問題沒有辦法進行維修。因此衛星在設計建造完成之后，一定要保證它能夠百分之百一次成功。”李紹前說。

最初，對剛邁出大學校門、學機械電子專業的李紹前來說，“導航時頻系統”“厘米級星間測距”等專業術語很陌生。但他從不氣餒，“不懂，就去問同學、同事，問比我們資深的工程師，憑著一腔熱血、一股志氣迎難而上”。

面對無國外文獻可參照、無國內經驗可參考、無成熟系統可借鑒的難題，李紹前帶領團隊埋頭苦干，研制幾十臺設備，編寫十幾萬行代碼，突破了10余項關鍵技術，實現了地面只用一天時間就可完成星座60天全要素仿真運行，大大加快了系統的演進迭代速度。

歷時5年，團隊終于研發出地面試驗驗證系統、空間段驗證分系統，成功模擬了整個北斗系統的等效運行，也填補了我國復雜巨型航天系統地面試驗的技術空白。李紹前很自豪，是他們這群初出茅廬的年輕人完成了這項很多人都認為不可能完成的任務。

不走別人走過的路

2015年3月30日，中國科學院抓總研制的第一顆北斗導航衛星，也是首顆新一代北斗導航試驗衛星成功發射。時隔多年，李紹前仍清晰記得那天的激動心情，以及當時北斗三號衛星系統總設計師林寶軍淚流滿面的模樣。

“我們單位從來沒有做過這種難度的高軌道衛星，大家心里面‘壓力山大’。”這顆試驗星的新技術超過70%，為整體優化衛星的性能、增加可靠性，李紹前和團隊改變了衛星建設傳統的分系統模式，創新使用了“功能鏈”設計理念和發射方式。

以往像北斗這樣的“大塊頭”衛星，研制要3-5年時間，發射周期至少需要60天。然而按照北斗系統建成計劃節點倒排，研制和發射周期都必須大幅壓減，“用技術搶時間”成為擺在團隊面前的難題。

2018年，林寶軍總師提出，“發射場測試60天，能不能壓縮到40天以內？”接到任務后的李紹前幾乎不眠不休，反復琢磨、論證，創新提出設計思路，歷時一周畫出流程圖。他將北斗的一箭雙星交叉并行，最后整個流程定格在33天。

僅在9個月內，中國科學院微小衛星創新研究院的北斗團隊就成功發射了8顆衛星——這樣的歷史紀錄也讓團隊一戰成名。基于專用導航衛星平臺的創新，李紹前榮獲2020年度上海市技術發明獎一等獎。

李紹前告訴記者，自己和團隊敢想敢干，關鍵得益于榜樣的激勵，“航天跟其他的行業不太一樣，它應用新技術的風險特別大，但林寶軍總師始終要求我們堅持創新，不走別人走過的路”。

如何規避創新帶來的極大風險？關于人們慣常了解的木桶原理和短板效應，林寶軍自創的“長板理論”讓李紹前銘記在心。“解決同一個問題，我們都會準備兩種技術方案，用創新的方案做主份，用傳統的方案做備份。我們力求用長板把短板補齊，即便長板不能發揮作用，我們還能用短板作為支撐。”李紹前說。

前行永無止境

距離2020年北斗三號全球衛星導航系統正式開通已過去近5年，北斗團隊近來在忙什么？

李紹前說，按照規劃，我國將在2035年前建成更加泛在、更加融合、更加智能的國家綜合定位導航授時體系。他們正在進行新一輪的技術探索和驗證工作，比如對未來能提供更高精度時間信號的原子鐘、新型星間鏈路等技術進行全新的在軌驗證，“最近測試下來的指標都特別好”。

北斗體系的未來值得期待。“它不僅僅給距離地表1000公里的用戶提供服務，還要將服務范圍擴展到室內、水下、隧道里，甚至擴展到地月空間、火星上。”李紹前說。

在忙碌的工作之余，李紹前還和單位的其他青年黨員組成了“弘揚新時代北斗精神”報告團，目前已在校園、科研院所先后舉辦20余場青年宣講會。

李紹前記得，有一名高中生在聽完講座后對原子鐘的問題非常感興趣，并和他們進行了詳細的溝通。“后來他告訴我們，他的高考志愿就報了北京大學物理系，現在正在學習和研究這方面的內容。”

李紹前感慨，當年自己就是因為楊利偉的一場講座與航天結緣，如今很榮幸又能以這種方式影響更多年輕人。他愿繼續貢獻自己的力量，激勵更多中國青年投身國家的科技建設和長遠發展。

北斗是一場堅持創新的遠征。李紹前相信，前行永無止境。

（《中國青年》雜志記者 張斯絮 中青報·中青網記者 楊寶光）

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