春节前夕的最后一次航天发射，以北斗三号“一箭双星”的完美入轨告终。这是北斗三号的第五和第六颗卫星，也是整个北斗卫星导航系统的第二十八和第二十九颗卫星。
2018年，北斗卫星导航系统工程迎来了高密度发射的组网年。按照计划，今年长三甲系列运载火箭将通过10次飞行，将18颗北斗导航卫星送入轨道。
“长三甲”和“北斗”从未在一年之内如此频繁地出征。北斗卫星导航系统工程乃至中国航天，迎来快节奏宇航发射时代。
“一箭双星”进入高速组网时代
或许，这个快节奏的时代早已开启。2000年，第一颗北斗导航试验卫星升空，18年来，27次发射，平均每年1.5次。
在中国，少有航天工程需要数量如此之多的高品质卫星，“北斗”是其一。按照北斗卫星导航系统规划，中国人的卫星导航之路分三步走，如今已走到最后一步——到2020年前后，完成35颗卫星发射组网，建成北斗全球卫星导航系统，向全世界提供服务。
“密集发射、快速组网”是中国航天行至北斗时代显现的全新命题。“快”与“好”形成一对矛盾体，迫切地等待着中国航天人解出答案。
纵览北斗卫星发射表可发现，2012年是北斗卫星发射“从一到二”的转折点。这年4月，金牌火箭家族成员长征三号乙一次性将两颗北斗卫星送上天，开启了北斗“一箭双星”发射时代。
“一箭双星”意味着速度翻了一倍，对于急需快速组网的“北斗”而言，无疑是绝佳利好。带来这一转变的，则是技术的革新。
在攻关“北斗”的过程中，人们逐渐达成共识：直接“一箭多星”入轨发射，是解决快速组网的最好选择。但问题在于，当时的导航卫星平台并不能直接满足“一箭多星”发射需要。在这一背景下，中国航天科技集团有限公司五院北斗卫星研制团队反复论证，提出了新的构想——研制导航卫星专用平台。
2010年，经过团队的攻关和探索，新一代适于直接“一箭多星”入轨发射的“全桁架式卫星平台”研发成功。
与此前的卫星平台相比，新平台具有轻量化程度高、易于安装和拆卸、结构通用性组合性好等特点。它可根据不同构型随意组合，特别适于“一箭多星”发射。北斗导航卫星专用平台的开发，不仅为北斗全球卫星导航系统组网建设提供了保证，也为中国航天新增加了一个性能先进的卫星平台。
火箭方面同样做出了技术变革，包括大型串联双星整体吊火箭全新构型设计、双星串联外支撑优化设计、整体吊仪器舱结构优化设计等，开创了“一箭双星”发射高轨道卫星的先例，拓宽了长征三号甲系列运载火箭的任务适应能力。
2012年4月30日，第十二、十三颗北斗导航卫星在长三乙火箭的托举下顺利升空，开启了“北斗”一箭双星发射时代。此后，北斗导航卫星先后多次采用此种发射方式，极大提高了导航卫星系统的组网速度。
一院长三甲系列火箭总体主任设计师胡炜说，2018年的北斗卫星发射任务，8次是采用“一箭双星”发射模式。
北斗导航卫星全部由长三甲系列火箭护送升空，为了让卫星“又好又快”入轨，火箭方面探索技术革新的道路从未停止。
2015年3月30日，第十七颗北斗导航卫星发射升空，将卫星送入终点站的是附着在长三丙火箭上的独立一级飞行器——远征一号上面级。彼时，是“太空摆渡车”远征一号上面级的首次太空之行。
远征一号的助力，给卫星品质提升争取到了可观的空间。卫星变轨需要装载变轨发动机，还要耗费大量燃料，用上面级就可以减轻卫星自重、减少卫星的燃料消耗、延长卫星的寿命。此外，远征一号上面级的加盟，还让卫星自发射到进入运行轨道的耗时大大缩短。
“卫星的目的是进入轨道开展工作，变轨不是卫星的任务，只是不得已而为之。”一院相关负责人说。某种程度上，这相当于为卫星排忧解难，上面级将耗时耗力的“变轨”任务一肩扛，使卫星专注于提升自身的专业品质。
“去任务化”变订制式为批量研制
“10次北斗导航卫星发射任务，护送18颗北斗导航卫星升空入轨。”这是2018年的“北斗”工作表。其中，全部10次发射任务由一院长三甲系列火箭执行，10颗卫星由五院北斗团队研制。
在长达60多年的中国航天史上，从未有哪一个火箭或卫星型号，在一年之内面对如此繁重的任务量。一张难度系数极高的试卷，摆在了中国航天人面前。
长三甲系列火箭团队给出的答案是“去任务化”。“随着长三甲系列火箭发射密度越来越高，许多内容相似甚至相同的任务，为我们实践去任务化理念开了一条路。”一院长三甲系列火箭副总指挥刘建忠说。
自诞生之日起，长三甲系列火箭就承担着我国火箭探索系列化、通用化、组合化发展模式的重任。研制队伍希望能够实现同一种构型的火箭在单机、系统甚至箭上互相通用，从而让火箭与不同任务自由搭配，即“去任务化”。这意味着单级火箭、单发火箭完成总装后，可以灵活调整其承担的发射任务。
胡炜介绍，统一火箭的技术状态是去任务化的中心工作。根据市场上需求最旺的火箭构型，总体设计师站在全局的角度，对各个分系统提出统一产品技术状态的需求，这样只要卫星和火箭接口保持一致，针对具体任务只要调整软件即可。如此一来，火箭研制生产就可以先行一步，为批量化生产提供了可能。
在去任务化过程中，保障产品可靠性是重中之重，可靠性得不到保证，批量化生产将变得无意义。为此，针对全箭各系统，包括设计、工艺、测试多个环节，火箭团队开展了多项可靠性增长项目。其中，针对控制系统和动力系统两项薄弱环节，火箭团队着力提高平台、伺服机构等一批关键单机及三级发动机部分组件的可靠性，满足了组批生产可靠性要求。
目前，长三甲系列火箭“流水线”式生产总装方式已基本成型，为满足全年高密度发射做足了准备。在刘建忠看来，北斗导航卫星多年来的高密度发射任务，为长三甲系列火箭提供了去任务化实践机会，如今这一实践的有益成果正反哺到北斗导航卫星发射任务身上来。
在五院，北斗导航卫星的“批量研制”道路亦走出了很远。
“北斗导航卫星数量需求很大，不同卫星之间性能要求接近，相互之间有一定的继承性。”在五院总体部导航室总体主任设计师吴振宇看来，这个特点为北斗导航卫星的批量生产提供了可能。
在总体设计层面，北斗导航卫星研制团队通过持续创新管理，用先进的方法、工具、手段优化研制模式，为北斗导航卫星批量研制、密集发射、快速组网做好了准备。他们打通了整星测试设计、实施和结果评价全流程的数字化链路，广泛推广和应用了自动化测试技术，极大地提高了卫星研制生产效率。
在五院529厂，多颗北斗导航卫星并行生产、有条不紊，这得益于该厂生产模式的变革。“北斗”组网大幕揭开，任务大批量涌来，他们早早开始了谋划。
为了不让生产线处于停滞状态，该厂主动加强跟设计单位沟通，提前排好生产计划表，严阵以待，“任务一来，即刻生产”。例如，在卫星热管生产中，他们充分利用电子文档进行设计和工艺技术沟通，下午4点设计图纸到厂，下午6点工艺图纸就完成晒图并下发到车间，当天晚上就开始了正式生产，最终只用10天左右时间就完成了热管产品研制，将生产周期缩短了一半以上。
为了尽量避免两星并行生产造成的关键资源冲突问题，该厂科学规划，让两星“先后有别”，既能同步生产，又不会争抢资源。两颗卫星载荷结构板中的埋件多达几千个，热管近百根，如果还按照以往所有物料齐套后再统一进行复合生产的模式进行，即便加班加点也难以完成任务。于是该厂变革生产模式，以一块结构板为最小单元进行齐套性管理，化整为零，齐套一块复合一块，复合一块部装一块。模式革新保证了流水线不间断，也保证了卫星批量化生产。
“意识先行”化变革为自觉行为
不管“去任务化”还是“批量研制”，首先都是个意识问题。这是胡炜和吴振宇的一致看法。“你得先从思想上意识到，这事儿为什么要干，值不值得干。”吴振宇说。
在长达60多年的中国航天事业发展史上，“私人订制”是一个突出特征。为了某个特定的航天工程研制专属运载工具或航天器，是惯常做法。“私人订制”保证了航天任务的高可靠性，但在航天活动越来越频繁的今天，定制化产品缺少“放之四海而皆准”的通用性和灵活性。
北斗卫星导航系统工程是促使中国航天逐渐认识到这一问题的典型案例之一。
“开始接触到北斗导航型号是在北斗二号时期，作为初出茅庐的总装操作新手，当时并未想到后续北斗卫星导航系统的样子，更没想过多年之后多星并行研制的情形。”五院总环部陈大猛说。在经手的北斗导航卫星身上，他真切感受到了其中的变化。
“北斗导航型号具有很强的继承性，同一系列的型号只要干过一颗，下一颗一定程度上能借鉴上一颗的经验，也有了优化和改进的方面。学习和掌握工艺流程的时间缩短了，完成工作的质量和效率进一步提升了，遇到问题与解决问题的能力增强了。”陈大猛说，虽然在总装中也会遇到这样那样的问题，但他已经在不知不觉中见证了北斗导航卫星批量化生产机制不断走向完善的过程。
时光则在五院航天器测试中心参与推动了这一变化。在这里，她和同事们一同开发出航天器自动化测试平台，让卫星的测试效率大大提高，也为卫星加速批量化研制进程助推了一把。
“变革更多时候源自压力，残酷的现实逼着你不得不去寻找更佳的解决方案。”时光说。她清楚地记得，一开始是几个人围着一颗卫星转，后来变成了一个人要兼顾十几颗卫星。很多测试指令还需要手动发出，根本忙不过来。
为了破解这一困境，航天器测试中心开始探索新的解决途径，自动化测试模式是他们的选择。“电脑指令代替了手动指令，效率快了不少。”时光坦言，最开始，新模式并不是很好用，但随着技术不断完善，他们慢慢尝到了甜头。如今，整个测试场面被分割成12个测试岛，时光和同事们坐在测试间里，同时操控着十几颗卫星的测试工作，有条不紊。
从火箭进场到发射，只需21天，缩短了一半还多。长三甲系列火箭总体副主任设计师魏远明感觉火箭变快了。这得益于团队对发射场流程的优化，通过进行测试覆盖性比对，在不影响可靠性的前提下，他们反复论证，剔除了一些重复性测试流程，让整个过程变快了很多。
这个改变不是一朝一夕完成的，很多时候是“今天改一点，明天改一点，这次改一步，下次改一步”，在魏远明看来，改良需要主动作为，还需要有足够的耐心。“这是渐进式的，不能一蹴而就，但这不意味着不去作为。”他说。