从1967年在秦岭脚下开始光荣而艰难的征战,西安卫星测控中心披荆斩棘,自主创新,精测妙控,将一次次成功镌刻在九天之上,让世界瞩目。
艰苦创业,屡立奇功
20世纪80年代后期,国外航天专家到西安卫星测控中心参观,看到4台落后的晶体管计算机,怎么也不相信,用这样的设备
能实现对通信卫星的测控。当年,美国等发达国家测控这种卫星使用的是当时最先进的、运算速度每秒百万次以上的高性能计算机。而西安卫星测控中心那时只有4台晶体管计算机,加在一起的运算速度只有每秒几十万次,总内存量不如一台286微机。
硬件不足,就用软件来补。西安卫星测控中心科技人员大胆探索,通过4台计算机并联,应用新的测控方案和测控软件,满足了通信卫星的测控需求,确保了测控任务的圆满完成。
送卫星上天不易,让卫星返回更难。1975年,我国准备发射返回式卫星。当时,只有苏联和美国掌握卫星回收技术。我国能否首战告捷,航天测控十分关键。由于运载火箭推力等因素的限制,我国第一颗返回式卫星的轨道倾角设定在63度。而传统的卫星轨道计算公式存在一个63.4度的“临界倾角”奇点问题:即卫星轨道面与赤道面的夹角处于63.4度时,运算公式中的分母就是“0”,导致无法计算。怎么办?西安卫星测控中心轨道室科技人员经过反复研究,认为既然卫星的轨道倾角无法改变,那就改变计算方法。于是,他们夜以继日,反复推导、分析、计算,终于在卫星发射前,找到一个新的轨道计算方案,避开了“临界倾角”这个难题。
1992年,我国载人航天工程启动,西安卫星测控中心承担飞船返回搜救任务。最令人难忘的是2003年10月16日神舟五号飞船的回收,当飞船出“黑障区”时,回波信号剧烈起伏,前置雷达站跟踪目标不稳,关键时刻,中心果断实施“光学引导”,使雷达及时锁定目标并测下飞船每个瞬间的方位、姿态和速度。最终,空中搜救分队与飞船返回舱几乎同时着陆,迎接航天英雄杨利伟胜利归来。
自主创新,跨越发展
去年10月的一个夜晚,我国一颗在轨运行卫星突然发生严重故障,卫星姿态失控,与地面基本失去联系。
中心立即组织30余位专家,进行集智攻关,全力抢救。专家们创造性地提出一种可以利用数据进行不断修正的姿态预测方案,准确预测出最佳抢救时机。错过这个战机,卫星就可能永久地失控。然而,即使是这个千辛万苦获得的最佳抢救时机,每次可供利用的控制窗口也只有短短的10秒。按传统方式实施抢救,发送指令和数据的时间至少需要30秒。新的困难摆在专家们面前。经过几个不眠之夜,专家们通过调整指令结构、创新判别方式、改进程序设计等途径,把遥控发令时间成功缩短到8秒以内。随着一条条指令的发送,失控69天的卫星起死回生,恢复正常运行。
西安卫星测控中心主任董德义说:“失控卫星的抢救难度非常大,如果在10年前,即使想到现在的抢救思路,也不具备把思路变成现实的技术条件。”近10年来,西安卫星测控中心瞄准建设世界一流航天测控中心的目标,紧盯世界航天科技发展前沿,在卫星测控技术领域取得一系列突破。
——设计出以航天器控制语言为核心的中心遥控模式,实现卫星控制由测站遥控指令链模式到中心遥控作业工作模式的跨越,这种遥控模式,可将指令发送间隔由1秒缩短到0.3秒,为实施卫星抢救提供了技术基础。
——提出测控资源最优分配策略与算法,建成国内第一个测控网多任务管理中心,实现测控资源的统一分配和测控设备的远程监控,测控设备切换时间从原来40分钟缩短到5分钟,测控网使用效率提高1倍以上。
——研制了6大类数百万行测控软件,具备同时支持3个发射场发射卫星早期测控任务的能力,满足数十颗在轨卫星的长期管理需求。
——研发精密定轨系统,将定轨精度提高到米级。
——建立近地轨道周期变率预测模型,成功应用于返回卫星的回收控制。
——独创超同步转移轨道卫星四次变轨技术、同步卫星双星共位技术和高精度位置保持技术,使轨道控制精度由数百米提高到几十米,实现我国同步卫星测量与控制技术的跨越式发展。
经过40年拼搏奋斗,西安卫星测控中心实现航天测控“飞向太空、返回地面、同步定点、飞船回收、多星管理”五大跨越,圆满完成6次“神舟”飞船、100余颗卫星的发射测控、回收和在轨管理任务。
新老交替,后继有人
“西安卫星测控中心能创造出航天测控奇迹,一个重要原因,就是因为拥有一支高素质的航天测控队伍。”西安卫星测控中心党委书记张胜勤深有体会地说。中科院院士、原中心总工程师李济生就是这个队伍中的突出代表。从我国第一颗卫星发射成功那一刻起,李济生院士对卫星轨道精度开始了30多年的不懈求索,他测定的轨道精度,从几公里级到百米级,最终到米级,不断超越自我,永不满足。
为了把航天测控事业继续推向前进,中心党委近年实施人才战略工程,以科研试验任务为中心,着力培养新一代领军人才,顺利实现高层次科技人才的新老更替,拥有以余培军、李恒年、王家松为代表的新一代青年人才方阵。
1991年毕业于北京航空航天大学的余培军是中心技术部的副总工程师,已参加30多次卫星和飞船的测控任务,取得10多项高等级科研成果。其中,有7项填补了国内空白,有6项属于关键技术。从李济生、祁思禹、巫致中到余培军、李恒年、王家松,他们是中国“牧星人”英雄群体的缩影。
来源：光明日报
