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中國航天突破高精度定軌技術 航天飛控屢創奇跡 zt

(2008-01-29 05:18:21) 下一個
中國航天突破高精度定軌技術 航天飛控屢創奇跡

2008年01月29日 解放軍報


在我國挺進太空的偉大征程中,北京航天飛行控製中心軌道室——這支平均年齡29.5歲的年輕科研隊伍,屢創航天飛控奇跡:

率先突破了高精度定軌技術,軌道控製精度達到萬分之三;

首次實現了國內航天網、天文測控網和歐空局測控網的無縫銜接;

成功控製“嫦娥一號”衛星順利完成187萬公裏的奔月旅程……

從載人航天工程“神舟號”到月球探測工程的揭幕之戰“嫦娥一號”,他們用青春在浩瀚的宇宙中劃出一道道絢麗的軌跡。

2007年12月,該室被國家人事部、國防科工委、總裝備部、中國科學院聯合表彰為“首次月球探測工程突出貢獻單位”。

  突破多項高精度定軌關鍵技術,3年內實現由近空飛控向深空飛控的跨越——

  闖出一條富有中國特色的軌道測控之路

2004年,中國探月工程正式啟動。

月球,遠離地球38萬多公裏。如何為衛星“鋪就”一條精確的奔月之路,這千鈞重擔落到了北京航天飛行控製中心軌道室的年輕人肩上。

此前,我國的衛星絕大多數隻距離地麵4萬公裏左右。從4萬公裏到38萬公裏,測控距離遠了將近10倍,技術難度可想而知。

領受任務的那一夜,身經百戰的軌道室主任唐歌實凝望天上的彎月,心中頗不平靜。

從美國的“阿波羅”到前蘇聯的“月球號”,再到歐空局的“智慧一號”,人類奔月的步伐在他腦海裏一幕幕閃過。他感到一種從未有過的緊迫感和使命感:奔月,我們已起步晚了,但我們的追趕速度必須超常規!

10年前,作為新人,唐歌實參與了載人航天工程“神舟一號”飛控工作。他回憶說:“當時,沒有軟件,沒有硬件,唯一的資料是一本國外翻譯的《軌道確定數學理論》。”

一切從零起步,他和同事們埋頭苦幹。從“神舟一號”到“神舟六號”,他們不可思議地創造了載人航天工程飛控技術的跨越式發展。

10年後,他們再一次從零起步,去征服一個全新的課題——牽引“嫦娥一號”衛星奔月球。

“嫦娥一號”衛星是我國航天史上第一個繞月飛行器,測量控製是重點,也是難點。 在“嫦娥一號”整個奔月過程中,經過調相軌道、地月轉移軌道、月球捕獲軌道三個階段,共設置了10餘種工作模式,飛控複雜程度創下中國航天之最。

探月路,發達國家走了40年,可留給唐歌實他們的時間,卻隻有短短3年。麵對前所未有的難題,軌道室的年輕人一邊與時間賽跑,一邊與困難鏖戰,開始了艱苦攻關曆程。

“不怕做不到,就怕想不到。”軌道力學模型和地月坐標轉換是衛星精密定軌的核心。軌道組組長陳明為了開發出繞月的精度定軌軟件,把自己牢牢釘在“實驗室—食堂—家”三點一線的生活軌道上,幾乎每天都要工作12個小時。那一階段,他全然置身於一個數字世界之中。飯堂離實驗室隻有5分鍾的路,一邊走一邊思考的他,時常鬧出撞到電線杆上的笑話。

“帶著激情去幹,不僅不會覺得苦,還能享受到快樂。”計劃組組長洪春輝說。1976年出生的他,已是室裏經曆豐富的“老同誌”。每當有了新思路、新想法,他總是興奮地帶著同事連夜加班幹。“夜深人靜的時候,大家敲擊鍵盤的聲音,聽上去感覺是一首節奏歡快的歌。”

無數個不眠之夜,無數次軟件調試,無數次方案討論,軌道室這群年輕人憑著鍥而不舍和自主創新,在短短3年裏,先後突破了繞月探測的高精度定軌等5項關鍵技術,實現了由近空飛控向深空飛控的跨越,闖出一條富有中國特色的軌道測控之路。

創造多種高精度定軌方法,精確度達到萬分之三——

在追求完美中超越自我

2003年12月16日,距地343公裏軌道上的“神舟五號”載人飛船,在環繞地球飛行14圈後,實際著陸地點與預先計算的落點僅差420米

2007年11月5日,經過12天的太空飛行,“嫦娥一號”衛星進入月球軌道時間與預期時間僅相差20秒

我國航天測控曆史上這兩個數字,折射出北京航天飛行控製中心軌道室年輕人精益求精,在追求完美中超越自我的前進步伐。

航天無小事,成功係毫發。該軌道室對每一個細節的處理,對每一個流程的細摳硬磨,到了近乎苛刻的地步。

“嫦娥一號”衛星第一次近地點變軌以後,軌道室主任唐歌實在對衛星實際測定軌道與目標軌道的分析比較中發現,軌控相關刻度係數與實際軌控參數存在千分之二的誤差。經過對比,確認此誤差屬於正常範圍之內,不會對衛星有任何不良影響。但“吹毛求疵”的他進一步修正衛星控製參數,將實際控製誤差提高了一個量級。這種“雞蛋裏挑骨頭”的做法帶來了意想不到的結果:衛星軌道原定要進行3次中途修正,結果隻用1次便達到了軌控效果,為衛星節省了190多公斤燃料。而這些燃料,可以使衛星壽命延長2年,為衛星後續的科學實驗贏得了寶貴時間。

“我們不能原諒和放過任何一個可能讓自己一生都不能承受的謬誤。”在平時的聯調、合練和測試中,有時為了小數點後6位數和零點幾毫米的差別,大家爭得麵紅耳赤,各不相讓。

在追求技術完美的爭吵聲中,他們建立了高精度的地月空間的時間與坐標係統,全天候掌握衛星的精確位置;自主創新了多種姿態計算方法,開發了三維建模軟件和配套程序庫,使衛星姿態、星上關鍵設備指向等實現了實時顯示;找到精確計算速度增量的方法,得到了準確的實際發動機開關機時間和加速度計測量數據,大大提高了衛星高精度控製能力……

對於軌道室來說,“嫦娥一號”衛星第一次近月製動,是生死攸關之戰。如果刹車早了,衛星將與月球失之交臂;刹車晚了,就會撞向月球。

難度有多大?軌道室副主任劉成軍打了個形象比喻:“在38萬公裏外讓‘嫦娥一號’衛星準確飛到距離月球200公裏遠的近月點,就好比要在20公裏外用手槍打中10環一樣。”

有了精益求精的技術本領,他們的“槍法”出人意料地準確——順利完成第一次“太空刹車”動作,讓月球輕鬆捕獲“嫦娥一號”衛星。

“嫦娥一號”衛星入軌時,他們隻用3分鍾時間就確定了“嫦娥一號”衛星入軌根數,比計劃時間縮短了7分鍾;他們還運用多種定軌方法計算軌道120餘次,軌道控製精度達到了萬分之三……這一項項重大技術突破,把我國航天測控技術推向新的高度,令世界航天界刮目相看。

平均年齡隻有29.5歲,創新攻關不畏難——

用青春書寫航天新篇章

2007年10月26日18時,當大家還沉浸在“嫦娥一號”衛星第一次近地點變軌成功的喜悅中時,軌道室又傳來喜訊:副主任謝劍鋒的兒子降生了。但誰也沒想到,在分娩前3小時才趕到妻子身邊的他,第二天一大早又匆匆趕回飛控中心,繼續執行任務。

采訪中說起這事,他內疚地對記者解釋:“當時也是沒辦法,現場飛控離不開我!”

和謝劍鋒一樣,軌道室的年輕人“離不開”自己鍾愛的測控事業,麵對使命,他們選擇承擔;麵對金錢,他們選擇超脫;麵對崗位,他們選擇恪守。他們或許不是合格的父母、稱職的丈夫或妻子,但在征服太空的進程中,他們是最優秀的航天測控人!

負責衛星軌道計算的高級工程師李革非,為了製定完整的軌控方案,實現軌道精確預報、控製準確無誤的目標,把自己關在機房,一遍又一遍地進行論證、分析、試算,修正方案。過度勞累的她,患上了麵部神經性痙攣症,疼痛難忍,不得不住進醫院進行手術治療。手術結束沒幾天,她就央求丈夫拿來筆記本電腦。她對丈夫說:“這項工作沒有我不行,一想到日夜奮戰的同事,我真的躺不住。”就這樣,病房變成了機房。李革非住院躺了30天,計算了20天,提前完成了嫦娥任務軌道計算預定進程。

“星期六肯定加班,星期日加班不肯定。”記者走近這群年輕人,發現他們每個人都很忙很忙。去年夏天,女工程師孫靖利用難得的假期買了件新衣服。誰知道,第二天上班接到任務,她一忙就是2個月,等想起來時,新衣服已經過季沒機會穿了。“盡管很忙很累但很喜歡。”談起自己的工作,孫靖臉上洋溢著一種自豪感。

平均年齡隻有29.5歲的軌道室,創新攻關不畏難。近年來該室碩果累累,取得多項重大科技成果,其中部委級科技進步一等獎3項、二等獎8項、三等獎7項,先後榮立集體一等功、被授予榮譽稱號各一次……他們用青春書寫著中國航天的新篇章。

走出航天城,仰望蒼穹,記者腦海裏不禁聯想到嫦娥奔月的美麗傳說,如今,軌道室這群年輕人用青春和智慧,在地月之間搭起了一座“虹橋”,將千年傳說變成現實。品味他們的故事,比嫦娥奔月更感人,更讓人銘刻在心。在風雨兼程的漫漫奔月路上,我們從他們的身上看到了中國航天事業未來的脊梁! (楊冰 柳剛 趙波)

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