巡天遥看一千河

——航天测控事业发展50年礼赞

余培军 祁亚虎

2017年08月14日16:08  来源:人民网-科技频道
 

习主席指出,探索浩瀚宇宙,发展航天事业,建设航天强国,是我们不懈追求的航天梦。

50年来,为了实现中国人的航天梦,西安卫星测控中心一代代航天测控人用青春与热血、忠诚与智慧,在辽阔天宇铺就了一条经天纬地的巡天之路。党的十八大以来,中国航天进入发展快车道,航天测控人红心向党、奋楫前行,瞄准前沿、锐意创新,托举梦想、续写荣光,昂首行进在科技强国大路上。

“日月之行,星汉灿烂”“九天之际,安放安属”,广阔无垠的太空,总是给人以无穷的想象,召唤着人类不断地去追寻、去探索。1957年10月,前苏联成功发射了人类第一颗人造卫星。美国不甘落后,1958年1月,成功发射第一颗人造卫星。从此,人类进入利用航天器探索外层空间的新时代。

面对严峻的国际形势,为抵制帝国主义的武力威胁和核讹诈,以毛泽东同志为核心的第一代党中央领导集体,高瞻远瞩,果断地作出了独立自主研制“两弹一星”的战略决策。1958年5月17日,中国共产党八届二中全会在北京召开,毛主席发出伟大号召:“我们也要搞人造卫星。”从此,新中国开始跻身探索太空的行列。大批优秀的科技工作者,怀着对新中国的满腔热爱,响应党和国家的召唤,义无反顾地投身到这一神圣而伟大的事业中。

为适应航天事业发展需要,1967年6月23日,西安卫星测控中心应运而生。从那时起,一代代测控人前赴后继、刻苦攻关、默默奉献,让一条条中国轨道在太空不断延伸,让祖国的星空光辉璀璨。

飞天梦是强国梦的重要组成部分

1968年1月,一支100余人的队伍从巴丹吉林沙漠腹地悄然东进,在秦岭山麓深处一个叫桥南的小镇扎下根来。这就是我国航天测控事业的首批创业者。当这群神秘来客带着一些不知名的设备在桥南地区忙碌不停的时候,朴实的关中人民并没有意识到,这片古老的土地即将和国家最尖端的事业紧紧联系在一起。

20世纪60年代,中国工业基础薄弱,要建设尖端复杂的卫星地面观测系统,在外人看来犹如痴人说梦。耳边不断传来苏、美、法、日卫星上天的消息,茫茫太空岂能没有中国一席之地?测控人自我鞭策,“一定要让中国人在太空也拥有自己的‘眼睛’”,开始了中国航天测控史上“小米加步枪”的艰难岁月。

在秦岭山麓,在大江南北,他们白手起家、艰苦创业,边勘探选址、边动手建设,修建基础设施、安装调试设备。一时间,战斗的歌声响彻神州大地,一座座“科技城”在他们手中拔地而起。到1968年12月,湘西、海南、南宁、昆明、喀什、胶东6个地面观测站全面建成,形成了我国最初的卫星测控网。

在那段艰苦的岁月里,建设卫星地面观测系统,没有任何现成的经验可以借鉴,中心许多同志甚至连计算机是什么模样都没见过,一切都要从头学起。在秦岭脚下一所破旧学校的几间教室里,老一辈测控人白天搞建设、晚上抓攻关,昏暗的油灯下留下了他们忙碌的身影,粗糙的木桌上堆满了演算的图纸……

艰难困苦,玉汝于成。经过近两年半努力,我国第一颗人造卫星“东方红一号”地面观测系统建设方案诞生了,并一举通过了论证。随后,他们又编制成了卫星轨道计算、轨道预报、数据处理等一整套测控方案。

1970年4月24日,“东方红一号”卫星横空出世,一举成功发射,向世界庄严宣告:中国人成功掌握了人造卫星技术。嘹亮的《东方红》乐曲响彻太空,鼓荡起一个饱经苦难民族的自信。

中心分布在祖国各地的地面观测站,对卫星实施精确跟踪测量,如同一颗颗闪亮的星星,拱卫着这颗“争气星”,跨过长城泰山、掠过黄河长江,成功预报了卫星飞临世界244个城市上空的时间和方位。

在全国各地,人们激动地仰望着太空,仔细寻找着那一颗完全属于中国的卫星。许多在当天出生的孩子,都被激动不已的父母起了一个具有纪念意义的名字——“卫星”。

当中国人在西北大漠竖起第一座发射架时,西方一些发达国家认为那是开玩笑;当中国人用运行速度只有每秒几十万次的老式计算机编制地球同步卫星轨道程序时,洋专家又断言:不可能!

但是,也许他们并不了解,中国的航天测控事业就是由一个又一个“不可能”铸就而成的。

天路迢迢,星河漫漫。伴随共和国走过的50年光辉历程中,中心先后圆满完成300余次重大科研试验任务,创造了我国航天史上的多项第一。如今,中心已经成为我国唯一的集航天器实时测控、在轨航天器长期管理等多任务于一体的现代化航天测控中心,被誉为航天测控领域的“国家队”。

2013年12月15日,“嫦娥三号”任务取得圆满成功,习主席专程前往现场观看实况,并发表了重要讲话。习主席指出:“飞天梦是强国梦的重要组成部分。随着中国航天事业的快速发展,中国人探索太空的脚步会迈得更大、更远。”

习主席的重要指示为中国航天事业指明了方向,广大航天测控人备受激励和鼓舞,积极投身建设航天强国实践之中。面对百舸争流、群雄争天的严峻形势,中心着眼任务形势变化和职责使命拓展,及早思谋,长远规划,大力推进创新发展战略,不断加快航天测控综合能力生成模式转变。

目前,中心综合测控能力大幅提升,近地轨道航天器、地球同步轨道航天器以及月球轨道探测器的位置确定精度,已经处于国际先进水平,对我国载人飞船、嫦娥探测器及各类返回式卫星,能够实现高精度返回控制计算和落点预报。

见证中国航天每一个精彩瞬间

从“东方红一号”卫星飞向太空,到第一颗返回式卫星巡天归来;从神舟飞船载人问天,到“嫦娥”“玉兔”万里探月;从“北斗”系列导航卫星组网运行,到交会对接组建空间实验室……

50年来,中心一代代航天测控人,见证着中国航天事业发展进步的每一个精彩瞬间,创造了多项举世瞩目的重大成就,打造出了中华民族享誉世界的航天品牌。

1984年,是一个被中国航天测控人在记忆中反复唤醒的年份。正是在这一年,中国航天事业进行了一次难能可贵的创新“变轨”,将我国首颗地球同步通信卫星“东方红二号”送上了太空。

20世纪70年代,各航天大国加快了太空竞赛步伐。正在主持中央工作的邓小平同志指出:“中国是发展中国家,在空间技术方面不参加太空竞赛,要把力量集中在急用实用的卫星上。”研制我国首颗应用型通信卫星成为中国航天的新课题。

要把通信卫星发射到地球同步轨道上去,难度之大、科技含量之高,举世公认。当时,世界上只有美、苏两个国家能够做到。对于当时的中国航天人来说,这是一项前所未有的挑战。

当时,中心仅有4台晶体管计算机,总内存量不如一台286微机,要让这样的计算机处理通信卫星如潮水般涌来的数据,简直是一件不可思议的事。我国航天部门多次与外国公司接洽,试图引进百万次计算机,但均受到外国公司的拒绝。

“你能封锁技术,但是封锁不了中国人的智慧!”面对困难,中心科技人员大胆创新、独辟蹊径,将两台320计算机与两台717计算机通过四机并联方式进行改造,大大提高了机器的运行速度和可靠性,满足了任务要求。后来,320计算机被时任国防部长的张爱萍将军称赞为“功勋计算机”。

1984年4月8日,我国成功发射了“东方红二号”卫星。中心及下辖各测控站连续奋战8昼夜,成功将卫星定点于东经125度、3.6万公里的赤道上空。从此,中国人有了自己的通信卫星。

这样的艰难和挑战,在航天测控事业的发展道路上不知遇到了多少次。但测控人始终以尊重科学、脚踏实地的态度和敢为人先、自主创新的勇气,攻克了一个又一个技术难关,成功实现了“飞向太空、返回地面、同步定点、飞船回收、多星管理、深空探测”等八大技术跨越。

每一次跨越都是中国航天测控史上一个巨大的台阶,航天测控人迈着坚实的步伐,一步步攀登世界航天科技的高峰。

2016年,又一项充满挑战性的任务摆在了中心面前。按计划,我国将用同一枚运载火箭发射稀薄大气科学试验卫星“力星一号”和量子科学试验卫星“墨子号”。“力星一号”的轨道高度只有100多公里,是迄今为止运行轨道高度最低的人造地球卫星,这是在挑战航天器运行轨道极限。“墨子号”的轨道高度为500多公里,从技术上来看,“墨子号”入轨之后,“力星一号”要经过大范围轨道转移进入100公里高度轨道。轨道低、卫星飞行速度快,对卫星的跟踪、降轨的控制都是空前的考验。为此,中心科技人员连续工作两个月,完成了大量测控文件的编写,为任务做好了充足准备。

当年8月16日,“力星一号”“墨子号”双双发射升空,顺利进入各自预定轨道,任务取得圆满成功。在世界上首次实现了过渡流区全球飞行,开辟了新的飞行空域,突破了多项关键技术,再次铸就了我国空间科学探索新的里程碑!

“航天科技某种程度上代表着一个国家的经济和科技水平,是一个国家综合国力重要标志,来不得半点虚假和浮夸,必须用科学的态度和扎实的工作来对待它”。这是全体航天测控人内心强烈的共鸣。

祖国的需要就是一代代测控人的选择

“在征服宇宙的大军里,那默默奉献的就是我,在辉煌事业的长河里,那永远奔腾的就是我。祖国不会忘记,不会忘记我”。这首由西安卫星测控中心创作的歌曲《祖国不会忘记》,是对测控人崇高精神最真实的写照,在中国航天领域广为传唱。

航天事业彰显的是大国底蕴,展示的是大国形象,匹配的是大国地位。航天测控事业从诞生之日起,就肩负着崇高的国家使命。一代代测控人凭着热爱祖国、忠于祖国的坚定信念,把个人理想与祖国命运、个人选择与国家需要紧紧地联系在一起,为了祖国、为了事业,纵然有千难万险,他们都甘之如饴,在所不惜。

“祖国的需要就是我的选择。”西安卫星测控中心原总工程师、中科院院士李济生,在美国德克萨斯大学空间工程学院学习期间,学院多次邀请他留下来工作,他都婉言谢绝。

归国后,领导和朋友问他在外两年有何感受,李济生朴实地说:“看到国外测控技术发展得那么快,着急得睡不着觉,总想把我国的航天测控技术和国外的距离拉近一点。只有这样,我觉得我们这些搞航天的人脸上才有光。”

面对国外的严密技术封锁,李济生30多年矢志不渝,独立自主攻破了一大批尖端技术,逐步实现了轨道精度从千米到百米、再到十米级的“三级跳”。

中心研究员王家松公派英国留学期间,在有美、英等国数十名顶尖专家参加的卫星轨道计算竞赛中,以3厘米的轨道精度一举夺冠,引起国际宇航界一片轰动。面对导师挽留和外国公司的高薪聘请,他没有忘记众多科学家的座右铭:“科学是无国界的,但科学家却有自己的祖国”,毅然回国投身航天测控事业。

这种强烈的爱国主义情怀,已经深深地融入每一个测控人的血液。为了维护国家利益,他们孜孜以求,倾注全部的心血。

随着航天技术的发展,世界各国发射的地球同步卫星越来越多,地球静止轨道越来越成为国家利益相关的战场。在这种情况下,掌握双星或多星共位控制技术,成为地球静止轨道卫星控制的新课题。中心科技专家李恒年把这一课题作为攻关方向。他主持创立的控制理论和方法,提高了静止轨道卫星控制精度,延长了实施轨道控制的周期。

2007年初,我国一颗北斗卫星发射在即,而日本、俄罗斯各有1颗卫星已抢先占据了“北斗”预定的组网轨位。国家测绘局邀请李恒年等航天专家,代表中国政府同日、俄两国展开谈判。由于担心3颗卫星共位产生碰撞危险和电磁干扰,日、俄坚决不同意中国卫星挤进来。经过周密准备和艰苦谈判,李恒年设计提出的卫星共位控制方案,最终得到两国专家认可。截至目前,3个国家的卫星已在同一轨位上安全运行8年多,成为国际社会和平利用太空资源的一个范例。

“人生路必曲,仍需立我志,竭诚为国兴,努力不为私。”祖国至上,追梦不止。一代代测控人为绘制祖国航天测控事业的宏伟蓝图,矢志不移,呕心沥血,他们把青春年华献给航天,把忠诚融进祖国星座,托起了中国航天事业的壮丽腾飞!

惟创新者进,惟创新者强

从靠手摇计算机和计算尺进行科技攻关,到现在掌握星际联网、精密定轨、组网编队、星座测控等关键技术,50年来,西安卫星测控中心始终以引领国家航天测控技术发展为己任,把科技创新作为建设发展的源动力,孜孜不倦,星途问路,相继破解多项重大技术难题,在茫茫太空书写下开拓进取的辉煌篇章。

1992年9月21日,江泽民主席亲自决策实施中国载人航天工程战略。中国人下决心搞载人航天,航天事业又掀开了崭新的一页。在这个国家级特大型系统工程中,中心担负着测控通信和着陆场两大系统任务。测控人又一次以敢上九天揽月的壮志豪情,冲在了圆梦太空的最前沿。

着陆场系统主要负责飞船返回舱搜索回收和航天员搜索救援等任务,是一个多要素联合、多专业协同的复杂系统工程。中心作为着陆场系统牵头单位,组建了一支具备高度机动性的全天候载人航天搜救力量,逐步形成了一套科学的方案流程,建立了快速安全搜救模式。

1999年11月21日,中国第一艘太空飞船“神舟一号”在阿木古朗草原顺利着陆,中心测控回收人员自主创新,首次成功回收了飞船。在神舟飞船前4次飞行任务中,地面对返回舱落点预报精度大约为10公里,满足工程要求。但中心科研人员不满足于此,他们创造性地提出了“折算气象风漂移运动修正船下点”的落点预报方案,通过近百次的仿真分析,使预报精度达到1公里。“神舟五号”任务中,中心创下了搜救直升机和返回舱同时着地、搜救人员30秒赶到落点现场的奇迹。

在“神舟八号”任务准备过程中,中心科技人员发现之前任务中采用的“简化三自由度”落点预报模型仍有改进空间。对此,他们将其改为更加精确的“六自由度”动力学模型,在后续任务中进行了验证应用,结果表明:气象风漂移修正量精度提高了30%,落点预报精度的稳定性进一步提高。

相比之前里程碑式的进步,这点改进显得微不足道,但中心领导却看得很重:在世界航天科技赛场上,没有永远的冠军,只有永远的拼搏,惟创新者进,惟创新者强。

2011年11月1日,“神舟八号”飞船发射升空,两天后和此前发射的“天宫一号”目标飞行器实现了首次交会对接。空间交会对接试验过程复杂、技术难度大,是世界航天界一大难题。其中,地面测控系统的精准控制是任务成功重要一环。

面临一系列前所未有的挑战,中心科技人员认真贯彻“精心组织、精心指挥、精心实施,确保成功、确保万无一失”的任务要求,自我加压,迎难而上,相继攻克了多项技术难关。任务中,他们引导着九天之外的两个庞然大物完成了浪漫的“太空之吻”,实现了中国载人航天技术的又一重大突破。

至今为止,我国先后11次发射神舟飞船,天宫、天舟飞行器也相继出征太空,中心通过精准的测控,成功保障天地通话、出舱活动、太空授课等惊艳瞬间,护送着一批批航天英雄安全返回。

进入新世纪以来,我国航天发射任务更加频繁,在轨航天器数量也随之急剧增加,对中心多星测控管理能力提出新的挑战。中心通过优化测控网布局、开发多星测控管理软件、实施测控资源统一调配等方式,具备了多星管理能力。近年来,中心又先后自主研发了多星共位控制、多星编队飞行等多套精密控制软件,大力推进测控系统自动化建设,航天测控网逐步实现自动化运行,不断提升智能化水平。目前,中心已经具备了同期对上百颗在轨航天器实施轨道测定、状态监视、姿态调整、轨道控制和维护维修的能力,实现了从“单星管理”到“多星分组管理”,再到多星自动管理”的创新进步。

对每一名测控人来说,“创新超越”绝不仅仅是一句口号,更是一种永恒的追求。中国航天测控事业向前发展的每一步,都充分展现了测控人尊重科学、求真务实的态度和精神。

仰望星空的执着追梦者

航天测控是一片充满神秘色彩的领地,也是一项充满挑战性的事业。受空间环境干扰与设备、器件寿命等因素影响,在轨卫星故障时有发生。多年以来,每一次卫星发生故障,对中心科技人员都是一场充满挑战的“天地大营救”。

2016年12月28日,我国发射的两颗商业遥感卫星未能进入预定轨道。为避卫星运行状况进一步恶化,中心综合考虑卫星安全、燃料消耗等情况,迅速确定异常处置方案。在中心与各参试单位密切配合、集智攻关下,通过两个阶段复杂的变轨控制,确保了卫星在轨安全运行,并实现双星组网运行的目标。最终,成功将这两颗卫星调整至预定轨道。

2017年7月上旬,一场“中星9A”卫星抢救任务又不期而至。“中星9A”的预定初始轨道远地点高度为41991公里,而卫星实际入轨后初始轨道远地点高度只有16420公里,相差了25571公里。入轨偏差如此之大,在国际同步卫星发射历史上都属罕见。面对难题,中心科技人员鏖战16个昼夜,准确实施了10次轨道调整、6次定点捕获,终于在7月5日21时,让卫星成功定点于东经101.4度赤道上空的预定轨道。

卫星抢救任务顺利完成后,科技人员又马不停蹄地迅速进入到了另一个科研攻关的“战场”。这就是航天测控人,他们永不停歇的铿锵步履让人感动,他们屡创奇迹的能力令人振奋。

近年来,中心以国家安全和装备建设发展需求为牵引,积极开展应用基础研究和关键技术攻关研究。在科技人员的不断探索下,“二代导航数据分析中心”、“宇航动力学精密轨道确定软件”等一批拥有自主知识产权的研究成果不断涌现,前瞻性基础研究和应用基础研究得到逐步加强,航天测控领域重大关键技术瓶颈有了新的突破,轨道确定和控制精度达到国际先进水平。

从太空俯瞰中国大地,西安是距离中国地理中心最近的省会城市。从1967年起步到2017年,整整半个世纪,一代代测控人为了航天事业,从四面八方汇聚于此,他们告别故乡和亲人,带着理想与使命,踏上高原、海岛、边疆,加入到建设中国特色航天测控事业的行列中。他们奋斗在各自的岗位上,终日与浩如烟海的数据、纷繁复杂的程序打交道,身在斗室却能经纬苍穹,引领着一颗颗“中国星”安全稳定运行。

如果把他们从事航天测控的时间进行排列,组成的不就是中国航天测控的年轮吗?

“巡天遥看一千河,凯歌高奏响太空。”在航天测控事业50年的伟大实践中,孕育出“爱党报国、精测妙控、创新超越、筑梦太空”的航天测控精神,成为一代代测控人守望的精神家园。

50年岁月峥嵘,50年成就辉煌。伟业弥足珍贵,但辉煌已经属于过去。展望未来,任重道远。

习主席强调指出,每代人都要走好自己的长征路。如今,一个更富挑战性、创造性的太空长征已经开始,新一代航天测控人将更加紧密地团结在以习近平同志为核心的党中央周围,信心百倍地瞄准更为深邃的宇宙空间,不忘初心、逐梦前行,续写祖国航天测控事业更加辉煌灿烂的新篇章。

追星揽月的“牧星人”,他们是这个时代忠诚、执着的追梦人。

(作者:余培军 西安卫星测控中心主任   祁亚虎 西安卫星测控中心党委书记)

(责编:申宁、熊旭)

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