同步定點(diǎn):航天測(cè)控方法步入成熟階段
這是我國測(cè)控方法得以成熟的階段,胡正海將其形容為測(cè)控的輝煌頂峰。
1979年,我國準(zhǔn)備發(fā)射第一顆地球同步軌道通信衛(wèi)星“東方紅二號(hào)”。測(cè)控這種衛(wèi)星的技術(shù)十分復(fù)雜,而且需要高性能的計(jì)算機(jī)。
美國等發(fā)達(dá)國家測(cè)控這種衛(wèi)星時(shí),使用的是當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的、運(yùn)算速度每秒百萬次以上的高性能計(jì)算機(jī)。而西安衛(wèi)星測(cè)控中心那時(shí)只有兩臺(tái)晶體管計(jì)算機(jī),加在一起的運(yùn)算速度也只有幾十萬次/秒,總內(nèi)存量不如一臺(tái)現(xiàn)被淘汰的286微機(jī)。
“嚴(yán)格說來,這樣的設(shè)備并不具備執(zhí)行任務(wù)的能力!焙O蛴浾弑葎澚她嬋淮笪锏摹巴饷病保航30個(gè)寬0.9米、厚0.6米、高1.8米的大柜子,占地約300平方米,每小時(shí)耗電7千瓦,機(jī)房噪音高達(dá)92分貝,“講話基本靠喊”。
經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn),科技人員提出,用軟件來彌補(bǔ)硬件的不足,即用科學(xué)的測(cè)控計(jì)劃、靈巧的總聯(lián)程序、精細(xì)的軟件設(shè)計(jì)來彌補(bǔ)計(jì)算機(jī)處理速度不夠和內(nèi)存不足的缺陷。他們通過計(jì)算機(jī)并聯(lián),應(yīng)用新的測(cè)控方案和測(cè)控軟件,滿足了通信衛(wèi)星的測(cè)控需求,確保了測(cè)控任務(wù)的圓滿完成。不久,國外航天專家來參觀,看到落后的“單片機(jī)”,怎么也不相信,用這樣的設(shè)備能實(shí)現(xiàn)通信衛(wèi)星的測(cè)控,認(rèn)為中心把先進(jìn)的計(jì)算機(jī)藏起來了。
現(xiàn)在回過頭來看,連胡正海自己都認(rèn)為這種高科技領(lǐng)域的“小米加步槍”做法,有點(diǎn)讓人覺得不可思議。但這臺(tái)被譽(yù)為“功勛機(jī)”的320計(jì)算機(jī)在22次試驗(yàn)任務(wù)中發(fā)揮了重大作用。
1984年4月,我國成功發(fā)射“東方紅二號(hào)”通信衛(wèi)星,西安衛(wèi)星測(cè)控中心連續(xù)奮戰(zhàn)八晝夜,成功將衛(wèi)星定點(diǎn)于東經(jīng)125度赤道上空,它的成功定點(diǎn)標(biāo)志著我國航天測(cè)控技術(shù)已接近世界先進(jìn)水平。
還有一件事讓胡正海記憶深刻。
“當(dāng)時(shí)有人哭鼻子,說衛(wèi)星‘發(fā)燒’了,每小時(shí)‘體溫’升高兩攝氏度,沒法正常開展工作。”后來查明了是電流過大造成的發(fā)熱,該工程因此開了衛(wèi)星診斷和搶救的先河。
在這以后,我國利用有限的測(cè)控資源開展了相關(guān)工作。2001年,及時(shí)排除太陽能帆板故障,使危在旦夕的某通信衛(wèi)星重新恢復(fù)功能;2002年,奮戰(zhàn)6晝夜搶救超期服役的某資源衛(wèi)星;2003年,采用緊急測(cè)控方案,準(zhǔn)確注入指令,使某海洋衛(wèi)星恢復(fù)安全狀態(tài)……
隨著新型應(yīng)用型衛(wèi)星的投入使用,衛(wèi)星管理也由簡單、定時(shí)管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗳蝿?wù)、全時(shí)管理模式。測(cè)控系統(tǒng)也不斷完善,特別是1988年以后,完善了超短波測(cè)控網(wǎng),建成了國際C、S頻段測(cè)控網(wǎng)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也進(jìn)行了更新?lián)Q代。1997年,西安衛(wèi)星測(cè)控中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力每秒鐘上億次,可同時(shí)對(duì)20顆衛(wèi)星進(jìn)行長期測(cè)控管理。
與此同時(shí),國際交流越來越頻繁。我國航天發(fā)射進(jìn)入國際市場(chǎng)。中法測(cè)控聯(lián)網(wǎng)九十年代進(jìn)入實(shí)質(zhì)性階段,之后,中瑞、中智進(jìn)行了聯(lián)網(wǎng)。我國和巴西進(jìn)行了我國航天領(lǐng)域第一次有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的測(cè)控技術(shù)和軟件對(duì)外商業(yè)化技術(shù)轉(zhuǎn)讓。提高了測(cè)控覆蓋率,增進(jìn)了航天測(cè)控領(lǐng)域的國際交往。
飛船回收:航天測(cè)控網(wǎng)護(hù)航載人飛船
載人航天工程是中國航天史上迄今為止規(guī)模最大、系統(tǒng)最復(fù)雜、技術(shù)難度最高的工程。而這也對(duì)航天測(cè)控提出了新要求。
2003年10月16日,“神舟五號(hào)”飛船的回收。返回中的飛船需要跨越“黑障區(qū)”。這時(shí),飛船與大氣層劇烈磨擦產(chǎn)生電磁屏蔽,與地面通信暫時(shí)中斷。飛船出“黑障區(qū)”時(shí),回波信號(hào)劇烈起伏,前置雷達(dá)站跟蹤目標(biāo)不穩(wěn),如果此時(shí)不能及時(shí)捕獲目標(biāo),就無法得到引導(dǎo)數(shù)據(jù)。關(guān)鍵時(shí)刻,中心果斷實(shí)施“光學(xué)引導(dǎo)”,使雷達(dá)及時(shí)鎖定了目標(biāo),并測(cè)下了飛船每個(gè)瞬間的方位、姿態(tài)和速度,創(chuàng)造出飛船實(shí)際落點(diǎn)與計(jì)算落點(diǎn)僅差1.1公里、搜救人員30秒趕到著陸現(xiàn)場(chǎng)的航天奇跡!吧裰哿(hào)”預(yù)報(bào)的落點(diǎn)與實(shí)際落點(diǎn)誤差只有280米。
目前我國航天測(cè)控網(wǎng)可為火箭、載人飛船等航天器提供高精度測(cè)控支持服務(wù),實(shí)現(xiàn)了“飛向太空、返回地面、同步定點(diǎn)、飛船回收、多星管理”五大跨越。
如今,為滿足載人航天的基本要求,我國航天測(cè)控網(wǎng)建立了網(wǎng)絡(luò)管理中心,對(duì)測(cè)控網(wǎng)進(jìn)行集中監(jiān)控,并負(fù)責(zé)測(cè)控資源的動(dòng)態(tài)優(yōu)化配置,實(shí)現(xiàn)了對(duì)陸上、海上所有13個(gè)測(cè)控站的聯(lián)網(wǎng)和統(tǒng)一管理調(diào)度。通過優(yōu)化測(cè)控站、船布局,確保航天器在上升段、變軌段、返回制動(dòng)段、分離段等關(guān)鍵飛行段落的測(cè)控支持。
“從體系到技術(shù)、從宏觀到微觀,無一不需要?jiǎng)?chuàng)新!睍r(shí)任西安衛(wèi)星測(cè)控中心技術(shù)部副總工程師余培軍說,“沒有任何一本教科書能學(xué)到航天測(cè)控怎么發(fā)展,每一次進(jìn)步都可以說是一次重大突破!
近日,記者在西安衛(wèi)星測(cè)控中心某長管機(jī)房內(nèi)看到,到處是閃爍不息的熒光屏,各種指示燈明滅閃爍,墻上的電子屏幕,隨時(shí)顯示著過境衛(wèi)星的名稱,以及遙測(cè)監(jiān)視、注入指令、校對(duì)時(shí)間等工作提示。坐在計(jì)算機(jī)前的工作人員輕點(diǎn)鼠標(biāo),衛(wèi)星順利滑向茫茫天宇,等著下一次對(duì)祖國上空的探望……
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