我國至今已將多顆航天器送入太空。一種神奇的力量引導著(zhù)這些航天器按照軌道飛行,偶爾偏離軌道,也能很快“迷途知返”;一旦發(fā)生了故障,能得到及時(shí)搶救;即使意外失控隕落,人們也能及早預知。這種力量,來(lái)自于龐大的航天測控網(wǎng)——
2008年9月28日,翟志剛、劉伯明、景海鵬按照預期,成功返回地面。但卻很少有人關(guān)注到,是航天測控編織的這張無(wú)形的網(wǎng),指引著(zhù)他們回家的路。
航天測控是一個(gè)抽象的概念。沒(méi)有火箭發(fā)射時(shí)大地震顫、烈焰奔騰的壯觀(guān)場(chǎng)面,有的只是數據堆里默默無(wú)聞的工作。然而,對于航天工程來(lái)說(shuō),火箭升空一瞬間的輝煌僅僅是一個(gè)“序幕”,一個(gè)航天器從發(fā)射升空到壽命結束,都需要對它進(jìn)行不間斷的測量和控制,在發(fā)生故障時(shí),要及時(shí)進(jìn)行搶修,以保障它正常運轉,完成使命。而它也是反映一個(gè)國家綜合科技實(shí)力的重要標志之一。
飛向太空:用紙筆計算衛星軌道數據
“東方紅,太陽(yáng)升……”1970年4月24日,我國成功將第一顆人造地球衛星“東方紅一號”送上了太空。伴隨著(zhù)“東方紅”樂(lè )曲,衛星“走”過(guò)了世界的244個(gè)城市。
我國的航天測控事業(yè),就是伴隨“東方紅一號”的發(fā)射組建起來(lái)的。
1967年6月,一支神秘隊伍開(kāi)進(jìn)秦嶺腳下,斬荊棘、搭帳篷,用極為簡(jiǎn)陋的設備開(kāi)始仰望星空,他們是西安衛星測控中心的第一批建設者。外界給他們起了一個(gè)名字:牧星人。1968年,胡正海成為這群“牧星人”中的一員,如今他已是中心高級工程師。
“當時(shí)大多數科技人員對航天測控知識知之甚少,軌道計算、軟件設計都要從頭學(xué)起!焙;貞,大家都是邊學(xué)習邊攻關(guān),邊建測控站。沒(méi)有計算機,就用紙和筆代替,經(jīng)過(guò)一年多努力奮斗,終于編制出“東方紅一號”衛星軌道計算、軌道預報、數據處理等一整套測控方案。
“東方紅一號”任務(wù)中,地面觀(guān)測系統及時(shí)準確地進(jìn)行了跟蹤測量,及時(shí)計算出衛星軌道參數,并適時(shí)做出了衛星經(jīng)過(guò)城市上空的全球預報,完成了“抓得住、測得準、報得及時(shí)”的任務(wù)。這一時(shí)期,湘西、南寧、海南、昆明、喀什、膠東、拉薩等地已建有航天測控站,初步形成了地面觀(guān)測系統,一張伸向太空的中國航天測控網(wǎng)悄然張開(kāi)。
返回地面:高精度令航天大國刮目相看
今年74歲的祁思禹精瘦、頭發(fā)花白。退休前他是西安衛星測控中心高級工程師。1967年,他接到了一項重要任務(wù)——負責返回式衛星測控和回收方案的編程。
“以前發(fā)射的航天器就像送入空中的信號彈,送出去回不來(lái),而返回式航天器則是我們放出去的風(fēng)箏,放出去還要收回來(lái)!逼钏加斫榻B,返回式航天器要在預定的時(shí)間和路線(xiàn)順利著(zhù)陸,要經(jīng)歷調姿、制動(dòng)、變軌、防熱、開(kāi)傘等一系列技術(shù)難關(guān)。尤其在著(zhù)陸時(shí),受落區地理、氣候等多種因素影響,理論落點(diǎn)與實(shí)際往往有偏差,差之毫厘,失之千里,搜尋回收工作難度很大。祁思禹帶領(lǐng)軌道組的技術(shù)人員,花了整整5年,用手工編制和修改了近4萬(wàn)條指令程序,黑發(fā)熬出了銀絲。
1975年11月26日,第一顆返回式衛星順利升空。上天不易,返回更難。當時(shí),只有前蘇聯(lián)和美國掌握了衛星回收技術(shù),而且是經(jīng)過(guò)多次失敗后才取得成功的。我國能否首戰告捷,航天測控十分關(guān)鍵。
按計劃,衛星將在發(fā)射3天后回收。這時(shí),一個(gè)意外的難題出現了,“衛星氣壓產(chǎn)生波動(dòng)”,如果失控,后果不堪設想。
當時(shí)有人建議提前回收。
在現場(chǎng)指揮的錢(qián)學(xué)森將祁思禹叫了過(guò)去,問(wèn):“有人主張今天就回收,北京在等待答復!逼钏加硇赜谐芍竦鼗卮穑骸耙牢覀兊挠嬎憬Y果,可以按計劃回收!卞X(qián)學(xué)森一錘定音:“向北京報告,第三天回收!弊罱K衛星按計劃安全回收。
這一時(shí)期,圍繞返回式衛星任務(wù)進(jìn)行的二期工程建設,我國形成了以渭南為中心,湘西、喀什、拉薩等固定站和前置遙測站等三個(gè)活動(dòng)站組成的近地衛星測控網(wǎng),并在信息流程設計、軌道計算精度、回收測控軟件方案設計和程序編制、計算機管理程序研究等方面取得了顯著(zhù)成績(jì)。
這一階段的另一大事發(fā)生在1983年。是年1月,塔斯社發(fā)出全球公告:蘇聯(lián)“宇宙”—1402號核動(dòng)力偵察衛星失去控制,即將隕落地面,目前方位不詳。這顆衛星帶有一定量的核燃料,一旦墜入人口居住區,將造成災難性核污染。各國紛紛呼吁有跟蹤攔截能力的國家及時(shí)預報這顆衛星的隕落時(shí)間和地點(diǎn)。
要預報衛星的落點(diǎn)首先要掌握衛星的運行軌道,然而衛星已經(jīng)失控,更加上是偵察衛星,蘇聯(lián)不公布軌道參數等有關(guān)資料,“捕獲”衛星猶如大海撈針。我國的長(cháng)春測控站和昆明測控站光學(xué)跟蹤經(jīng)緯儀,沾益站110雷達和宣化站的7010雷達先后跟蹤目標,利用它們的跟蹤數據,分別計算衛星軌道,再從軌道高度和傾角大小進(jìn)行識別。事實(shí)證明,我國航天測控系統預報的隕落時(shí)間和落點(diǎn)精度非常高,令世界航天大國刮目相看。
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