新一代北斗导航卫星采用的安全芯片大起底，竟来自上海？

2月1日中国成功发射第五颗新一代北斗导航卫星，标志着北斗系统全球组网迈出坚实一步。记者采访此间专家，解码这颗卫星的"绝佳气质"。

"玲珑身材"

这颗星由中国科学院微小卫星创新研究院(上海微小卫星工程中心)抓总，与中国电子科技集团公司等共同研制，从这家机构的名字就可猜出卫星何其"玲珑"。

该院副院长、卫星总设计师林宝军说，卫星起飞重量不足1000千克，"这颗卫星也采用了中科院导航卫星专用平台，突破了轻量化框架面板式结构设计"。这也使得"太空摆渡车"远征一号上面级轻松将其送入中圆轨道(MEO)。

2015年3月30日，同样由该院研制的新一代北斗导航卫星首发星成功发射，在轨运行10个月以来表现良好。"充分验证了框架面板式结构设计的先进性和可靠性。"林宝军说，这种"将载荷装在面板上"的做法，实践证明抗冲击、抗震动、导热性能好，使载荷在舒服的温度内工作。

与首发星一样，第五颗新一代北斗导航卫星也采用高精度定姿技术。"首发星将指向精度提高了一个量级。"林宝军自豪地说，这使得传下来的数据平稳得"好像经过处理似的"。

"安全大脑"

芯片相当于"卫星的大脑"。首发星采用的是中国科学院计算技术研究所自主研发的"龙芯"。为了增强抗辐照能力，这次采用的是中科院上海微系统所研制的"新微芯安全芯片"。

卫星副总设计师沈学民说，在距离地球22000公里的高空存在着无数的高能粒子，单粒子就能打穿卫星，带来不可估量的损失，"轻者造成‘栓锁’，好比是人类‘脑血栓’。重者将烧毁载荷"。

专家称，新技术的抗高能粒子能力远超铝板，即便被高能粒子打入，累积电荷也很小。还可以实现集成电路中元器件的介质隔离，使各路信号不会相互干扰。

"现已完成0.13微米的SOI工艺。"卫星副总指挥李国通说，有望借助这个面向空间辐照的高集成电路设计平台，自主开发大规模集成电路，"对于其他型号卫星来说也将是‘质的飞跃’"。

"双手切换"

中国科学院微小卫星创新研究院院长、卫星总指挥相里斌介绍，与以往配备铷原子钟不同，这颗卫星以更精密、更稳定的氢原子钟为"主钟"，可为其他四颗新一代北斗导航卫星定准。

考虑到导航卫星的可靠性，这次同时也配备了两台铷钟，而"时频无缝切换技术"则确保一旦出现故障，可在氢钟之间、或是氢钟与铷钟之间切换。

切换速度将达到皮秒级，1皮秒等于一万亿分之一秒，地面用户不会感觉到任何异常。

"科学基因"

据介绍，中科院微小卫星创新研究院是卫星系统总体单位，还有32个单位共同参与，其中的12家同为"中科系"。比如，上海天文台、武汉数物所、光电研究所制作星等均承担了星上关键设备的研制。

"中科院的集成优势主要有两方面。其一是多学科优势。"相里斌说，卫星本身就是多学科综合总体，各家研究所的成果汇聚于此，推动卫星系统的进步。

另一优势是"科学院的创新基因"。相里斌说，科学家们设计了诸多科学目标，而卫星是一种工具，双方相互驱动前行。比如，这颗卫星的功能就有空间环境探测，要去探测高能粒子可能带来怎样恶影响。

"我们的责任不仅在于完成任务，还要承担国家提出的创新重任。所以我们不去重复别人已做过的事情。"沈学民说。

这支团队已提出要打造中国卫星创新的"生力军"。他们还发起组建中国微小卫星创新联盟，旨在全国优势互补，共为中国航天"添活力"。