背景事跡
偌大的房間裡,54台計算機整齊有序地排列著,除了前方大螢幕上顯示的
台北時間、
格林尼治時間在不停地變換跳動外,一切都顯得那么靜謐。然而,就是在這間屋子裡,當“神舟”飛船發射進入倒計時的關鍵時刻,空氣中瀰漫著的緊張氣息讓人不由得聯想到沒有硝煙的戰場。
在人們眼裡頗具神秘色彩的測控中心有著許多不為人知的輝煌歷史。不久前,記者走進測控中心,親身感受到了中國航天測控事業的發展壯大和一代代航天科技人員不懈的探索和追求。
太空搶險讓衛星“起死回生”
這是一組讓人驕傲的數據:西安衛星測控中心組建40年來,以百分之百的成功率,圓滿完成了6艘“神舟”飛船、100餘顆衛星發射測控、回收任務和在軌太空飛行器的管理任務。
2006年10月的一個夜晚,我國一顆在軌運行衛星突然發生嚴重故障,衛星姿態失控,在太空急遽翻滾。
險情就是命令。中心立即組織30餘位專家進行攻關,全力搶救。衛星姿態的變化,受到空間磁場、高空大氣、重力梯度等許多因素的影響,在國際航天領域裡,這是一個令許多專家犯怵的技術難題。對於中國航天測控人來說,掌握失控衛星姿態的變化規律,也是一項重大的新課題。
在那些緊張的日子裡,專家們創造性地提出了一種可以利用數據進行不斷修正的姿態預測方案。在經過一次次的仿真模擬,一次次的技術驗證,一次次的方案完善後,中心終於準確預測出12月上旬是最佳的搶救時機,錯過這個戰機,國家耗巨資研製的衛星就可能永久地失控,成為太空垃圾。
然而,即使是這個千辛萬苦獲得的最佳搶救時機,每次可供利用的控制視窗也只有短短的10秒。按傳統方式實施搶救,傳送指令和數據的時間至少需要30秒。新的困難又擺在了專家們面前。
又是幾個不眠之夜。最終,他們通過調整指令結構、創新判別方式、改進程式設計等途徑,把遙控發令時間成功縮短到了8秒以內。隨著一條條指令的傳送、一塊塊數據的注入,失控69天的衛星,終於在中國航天測控人的手中起死回生,恢復了正常運行。
就在這顆衛星搶救成功後不久,又有一顆在軌運行的衛星因為出現故障與地面失去聯繫。測控人員征塵未洗,又投入了新的戰鬥,先後解決了衛星姿態預報、窄波束天線條件下的測控實施、小推力軌道機動等三大技術難題,最終使衛星成功定點。
由於我國測控資源十分有限,因此太空搶險工作的難度極高,然而,憑藉測控人員的聰明才智和不懈努力,還是將一顆顆故障衛星成功修復。2001年,及時排除太陽能帆板故障,使危在旦夕的某通信衛星重新恢復功能;2002年,奮戰6晝夜搶救超期服役的某資源衛星;2003年,某海洋衛星告急,採用緊急測控方案,準確注入指令,使衛星恢復安全狀態……
“一鍵重千鈞。”測控人員這樣描述他們肩負的責任。是的,一條指令發出去,有可能讓衛星起死回生,也有可能使衛星的壽命從此終結。幾十年來,西安衛星測控中心的科技人員以他們高度的責任感和拼搏創新精神,多次成功地進行太空“搶險”,確保衛星安全運行,為國家挽回了難以估量的重大損失。
秦嶺腳下走出一支肩負神聖使命的隊伍
讓我們把目光投向40年前。1967年6月23日,一支肩負著神聖使命的隊伍來到了秦嶺腳下,自此開始了我國航天測控事業光榮而艱難的征戰。從60年代末用最簡陋的設備,成功預報了“東方紅一號”衛星經過世界244個城市上空的時間,到今天我國航天測控綜合能力跨入世界前列,航天測控人走過了一條極不平凡的道路。
“那是一段小米加步槍的科技攻關年代。”說起我國航天測控事業起步時的艱難,1968年就來到測控中心的高級工程師胡正海至今仍記憶猶新。
對於普通人來說,航天測控是一個太過抽象的概念。沒有火箭發射時大地震顫、烈焰奔騰的壯觀場面,有的只是測控人員埋頭於無窮無盡的數據堆里默默無聞的工作。然而,對於航天工程來說,火箭升空一瞬間的輝煌僅僅是一個“序幕”,一個太空飛行器從發射升空到壽命結束,都需要對它進行不間斷的測量和控制,在發生故障時,還要及時進行搶修,以保障它正常運轉,完成使命。而承擔這些任務的就是西安衛星測控中心的廣大科技人員,人們形象地把他們比喻為“牧星人”。
1984年,我國準備發射第一顆地球同步軌道通信衛星。測控這種衛星的技術十分複雜,而且需要高性能的計算機。已開發國家測控這種衛星時,使用的是當時最先進的、運算速度達每秒百萬次以上的高性能計算機。而西安衛星測控中心那時只有4台電晶體計算機,加在一起的運算速度也只有每秒幾十萬次,總記憶體量不如一台現已被淘汰的286微機。嚴格說來,這樣的設備是不具備執行任務能力的。
“絕不能讓測控系統拖了國家航天發展計畫的後腿!”中心人員暗下決心。他們大膽探索,提出用軟體來彌補硬體不足的想法。即用科學的測控計畫、靈巧的總聯程式、精細的軟體設計來彌補計算機處理速度不夠和記憶體不足的缺陷。經過反覆試驗,他們通過4台計算機並聯,套用新的測控方案和測控軟體,滿足了通信衛星的測控需求,確保了測控任務的圓滿完成。
一次,國外航天專家到中心參觀,看到這4台落後的計算機,怎么也不相信用這樣的設備能實現對通信衛星的測控,認為中心把先進的計算機藏起來了。
“我們是用落後的設備完成了尖端的任務,現在回想起來,自己也覺得太神奇了,這幾乎是不可能的事。”胡正海的語氣中透著自豪。
輝煌背後是幾代航天測控人不懈的努力
1992年,我國載人航天工程啟動,西安衛星測控中心又承擔起飛船的返回搜救任務。
這是令人難忘的一刻。
2003年10月16日凌晨6時30分,承載著中華民族五千年飛天夢想的“神舟”五號飛船,準確地在內蒙古預定區域安全著陸,中心創下了預報落點和實際落點僅差1公里、空中搜救分隊50秒趕到返回艙落點兩項世界航天奇蹟。
“40年來,西安衛星測控中心能夠屢創航天測控奇蹟,一個重要原因,就是因為擁有一支高素質的航天測控領軍人才。”中心黨委書記張勝勤如是說。
回顧測控中心的發展歷史,我們可以清晰地看到一代代航天測控人留下的堅實足跡。
我國第一顆人造衛星發射成功後,大家都在歡慶,有一個人卻凝望著神秘的蒼穹在想,這顆衛星的軌道精度是多少?這名科技工作者就是中科院院士、原中心總工程師李濟生。原來,限於當時的技術和設備水平,只要求中心計算出衛星運行軌道,對軌道精度沒有提出要求。而測定軌道的精度越高,對衛星進行控制的質量就越高。李濟生當時就下定決心,一定要建立高精度的衛星軌道確定系統。從那一刻起,他開始了多年的不懈求索,測定的軌道精度從幾公里級———千米級———百米級———十米級———米級,實現了一次次成功的超越。
巫致中,作為1963年大學畢業的數學力學系高材生,他所從事的工作,就是用科學的語言編制一套“信息流程”,將衛星和地面聯成一條測控迴路,使地面的指令能發到衛星上,衛星上的信息能傳到地面,實現人對衛星的精確測量和及時控制。從第一顆衛星到第一顆返回式衛星再到第一顆地球同步軌道衛星,巫致中編制了一個又一個的“信息流程”,每一次都是艱難的突破,每一次都是創新的跨越。
進入新世紀,又一批航天測控領軍人才脫穎而出。
1991年畢業於北京航空航天大學的余培軍,是中心技術部的副總工程師,已參加了30多次衛星和飛船的測控任務,取得了10多項高等級科研成果。
軟體室高級工程師李恆年今年剛過40歲,在執行“神舟”五號載人飛行任務前,他對“神舟”一號到“神舟”四號的實際測量數據進行了複雜的分析建模,創造性地提出了返回艙氣象風修正落點預報方法,成功地將飛船返回艙的預報落點,由10公里的精度提高到1公里以內。
作為我國航天測控事業的發祥地,在40年的征程中,中國西安衛星測控中心先後實現了我國航天測控“飛向太空、返回地面、同步定點、飛船回收、多星管理”五大跨越。
“歷盡千難成此景,人間萬事出艱辛。”面對充滿了風險和挑戰的航天測控事業,一代代航天測控人員用他們的熱血和忠誠鑄就了我國航天測控事業的一座又一座豐碑。如今,成長起來的新一代“牧星人”正用他們無限的壯志豪情繼續編織著更加美麗的太空神話。
上集劇情
二十世紀八十年代初,中國發射了一顆具有機動控制能力的衛星。中國衛星測控技術專家部負責對這顆衛星實施變軌控制試驗,以檢驗衛星的機動能力及對衛星的變軌控制技術。衛星進入預定軌道後,氣源曲線失常,迅速下降,直至消失。經過研究,有的專家建議不做變軌試驗,提前回收衛星。但試驗總指揮張志浩、軟體專家趙漢章和軌道計算專家李松濤力排眾議,堅持對衛星實施變軌控制試驗,並得到了親臨一線的上級領導的支持。
即將退休的政委找趙漢章談話,提出讓他接班當政委。趙漢章不忍放棄自己熱愛的專業,內心複雜而沉重,雖然難以接受,但還是服從了組織的安排。他的第一項工作是到軍地院校接收“文革”後第一批大學畢業生。趙漢章到母校接收了丁子健、李輝、彭曉東和老校長的女兒周雲等,在清華大學接收了孫偉、曲濤、路雁,還到其它學校接收了於佩娟、陳曉玲等。大學生一到,即成立軍政訓練大隊,趙漢章擔任大隊長兼政委,一邊組織軍訓,一邊給學員介紹中國及世界航天測控的發展。
中國通信衛星試驗進入實施階段,測控技術專家部負責制定衛星測控的總體方案。一些專家和技術室領導建議讓新大學生儘快參加科研,但張志浩和趙漢章認為應該堅持完成軍政訓練。
孫偉對不能參與工作,而把時間花在軍訓、疊被子上感到不滿。趙漢章利用下圍棋做孫偉的思想工作。趙漢章帶學員到活動測控站參觀,河南籍站長熱情向學員們介紹情況。彭曉東看著測控設備車,聽著活動站的野外生活,心有所動。
軍政訓練的最後一課是由李松濤主持學員們的一次衛星模擬測控試驗。丁子健和孫偉配合李輝指揮,排除了李松濤設定的難題。趙漢章和李松濤對這批學員感到滿意。完成軍訓的大學生被分到各技術室……
中集劇情
張志浩要求各技術室在制定課題計畫時新同志投入的比例必須在60%以上。軟體室交給曲濤指令鏈的課題,而讓丁子健整理國內外衛星故障資料,丁子健認為這是一件沒有創造性的工作,找到趙漢章提意見。國外拒絕向中國出售已簽好契約的用於通信衛星測控的計算機及配套設備,測控技術專家部只有立足現有條件,對兩台國產320計算機和兩台717計算機進行改造,張志浩開會布置了改造計畫。
對四台計算機進行在線上改造的工作,主要由老同志承擔,他們把被子搬到機房,加班加點。丁子健等新同志每天下班後都要到辦公樓前的草地上踢球,老同志為避免干擾,有時要關上窗戶,趙漢章狠狠批評了他們。孫偉和李輝代表年輕人找趙漢章、張志浩請戰,要求參加計算機的改造工作並得到同意。趙漢章檢查丁子健的課題,丁子健不但沒完成,還衝趙漢章發脾氣。常委會討論,決定讓丁子健到長江站鍛鍊。李輝與周雲分別找趙漢章和張志浩說情,丁子健大怒,與周雲吵翻。
在共同的戰鬥中,新老同志逐漸融合、相互信任。設備改造完成後,不少人準備休假。孫偉與路雁決定旅行結婚;周雲回母校與丁子健相聚;曲濤一心撲在課題上,不準備回家,對他有好感的陳曉玲臨時改變注意,留下來陪曲濤。
探親的人們剛起程,卻傳來蘇聯1402號核動力衛星失控即將隕落地面的訊息,中央軍委命令測控技術專家部對這顆可能給人類帶來災難的衛星實施觀測和攔截,張志浩命令所有探親休假人員火速趕回參加任務。中國測控網嚴密監視著太空,像大海撈針一樣搜尋著這顆衛星。丁子健所在的長江站首先報告發現目標,但被張志浩排除。觀測進入第四天,丁子健所在的站再一次報告發現目標。接著,其他幾個站也發現目標。經過計算,他們確定了1402號核動力衛星隕落的時間和方位,與衛星實際隕落時間僅差2分鐘,與實際落區也非常接近。由於丁子健第一個發現了1402號,全站為其請功。他還將國內外衛星出現故障的資料全部整理完畢,趙漢章命令丁子健馬上返回。
彭曉東看到李輝、丁子健在課題上取得了不少突破,經過考慮,要求到活動測控站工作,以便發揮自己的特長,趙漢章對他表示理解和支持,還專門組織了一場足球賽為他送行。曲濤在例行體檢中發現患有白血病,趙漢章內心十分焦急,卻又不能告訴曲濤,他交待孫偉、路雁和陳曉玲照顧好曲濤,指示軟體室主任暫停曲濤的工作,送曲濤到醫院治療。但曲濤不肯,堅持科研工作。正在此時,曲濤的父親病故。陳曉玲向趙漢章請假陪曲濤回老家料理父親後事,得到批准。路雁懷孕,為了不影響工作,孫偉和路雁決定做人流,被趙漢章阻止。
曲濤回來後,趙漢章指示他中止課題到醫院治療,但他不肯,並對自己的健康產生了疑問。曲濤自己到一地方醫院檢查,知道了自己的病情,內心沉重。趙漢章要送曲濤到醫院,曲濤知道自己的生命延續不了多長時間,堅持要做完課題,在通信衛星上留下一點自己的東西,趙漢章忍痛應允,並指示孫偉、陳曉玲等全力協助曲濤,以便儘快完成課題。曲濤在完成“通信衛星C波段數據處理軟體”後,被送進醫院……
中國的第一顆通信衛星終於發射升空。
下集劇情
在醫院裡曲濤暈倒在窗前,醫院對曲濤實施搶救。由於火箭三級二次點火失敗,衛星沒有進入同步軌道,成為一顆近地衛星。張志浩組織人員盡最大努力搶救衛星,張志浩命令注入衛星點火指令。衛星經過軌道機動,由近地軌道變為大橢圓軌道,成為一顆具有較長工作時間的實驗衛星。我國套用自己研製的通信衛星進行首次通話,上級將這個機會交給測控技術專家部。這次任務決定讓曲濤實施,但曲濤不久就離開了人世……
軍隊實行新的軍銜制度。李輝、孫偉、丁子健等被授予中校軍銜。在新落成的青年學術廳,大家為李輝和於佩娟、丁子健和周雲舉行了婚禮。
張志浩宣布將中國載人航天飛船首飛的測控總體方案設計工作交給李輝主持,將雙星定位的論證與方案制定任務交給孫偉主持。丁子健有了不被重用的感覺,內心失落。於佩娟為了支持李輝工作,照顧他的弟妹,提出要到圖書資料室工作。因為資料室人員超編,趙漢章想讓妻子劉建華轉業離開資料室,一方面為於佩娟讓出編制,一方面輔導一直跟姥姥生活、剛來身邊不久而學習成績較差的兒子趙和平,但劉建華不肯轉業,覺得受了很大的委屈。
丁子健在火箭衛星同步顯示系統通過驗收後,決定轉業,給趙漢章等留下一封信,與周雲一起不辭而別。丁於健和周雲回到老校長家,老校長已經離休,他沒有批評女兒和女婿,但要求他們不要從學校的大門進出,而是走側門,因為從大門進出的學生不能愧對這所學校,這讓丁子健和周雲羞愧難當。
趙漢章為了勸回丁子健,親自到周雲家。老校長沖趙漢章發了一通火,批評趙漢章沒有把丁子健帶好。在與丁子健談話時,趙漢章沒能說服丁子健,但知道了丁子健的苦衷。趙漢章悄然離開母校,留下了丁子健和周雲晉銜後的新軍裝。在老校長的督促下,丁子健和周雲又回到了部隊。
中國載人航天首次飛行試驗進入實施階段,趙漢章也在退休前,臨行前講了一番肺腑之言……