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张宇:“算”出来的精彩大战

谢波 姜宁

2012年06月29日12:25         手机看新闻

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2012年6月29日,8时50分,搭载着三名航天员的神舟九号飞船进入了最后一圈的飞行,即将踏上回家的路。

北京航天城,在与飞控大厅毗邻的轨道机房里,轨道确定岗位负责人张宇正和他的同事们沉着地进行着飞船落地前最后一次返回落点初值的计算处理。这是一个至关重要的参数,决定着飞船返回落点预报的精度,为搜救部队快速找到飞船和航天员提供依据。

在茫茫太空中要确定高速运行飞船的具体行踪谈何容易,空间环境千变万化、太阳活动频繁,可能造成轨道确定和精度误差的因素达上百项。尤其是从推返分离到进入黑障,跟踪弧度段只有短短的5分钟。

时间一秒一秒地过去,张宇和他的同事们进入高速冲刺状态,开始与时间赛跑。他们从铺天盖地的数据中,选出了误差率最小的数据源,使用最小二乘改进算法进行运算,在5分钟内完成落点监视、综合选优等十几个复杂页面的切换,算出了飞船的精确位置,交到领导手中。

“这个精度你确定吗?这个精度会直接影响飞船返回落点为预报的结果。”

“我确定!”张宇自信地说。

9时39分,飞船返回舱进入稠密大气层

“回收一号发现目标!”

约5分钟后,清晰的报告声打破沉寂,终于神舟九号返回舱稳稳落入祖国母亲温暖的臂弯,准确进入预定区域。等候多时的搜救人员一拥而上。

从飞船发射入轨到5次远距离导引;从手控交会对接到飞船安全返回……在张宇的精确计算下,一连串精确的飞控动作在太空完美展现,犹如一场场精彩的太空大战。精彩源于他对精度的不懈追求。

我国首次载人交会对接任务,飞控事件密集,轨控难度大,应急情况多,尤其是手控对接可能带来的控制时机不确定性,给轨道确定和控制带来了极大难度。张宇带领大家集智攻关,充分利用激光雷达、微波雷达提供的遥测数据,结合地面测量数据对两目标同时定轨。那段时间,他和同事们痴迷在数字海洋中,不分白天黑夜,从数学模型的构建,到软件代码的编写,每一项工作都追求精益求精,突破了基于星间测量数据的多目标定轨技术,确保了在地面无法跟踪的盲区内也能紧紧“咬”住飞行器,保证航天员绝对安全。

“精度”,是轨道确定的准绳,张宇用智慧为提高每一分精度而努力着。为提高精度,他结合数值积分方法和高精度力学模型,研究出多种不同测控条件下的飞船轨道计算策略,创造性地解决了飞船短弧段轨道计算技术,确保飞船在入轨后5分钟内计算出初始轨道,计算数度和速度较以往有大大提高;远距离导引是这次任务的至关重要的控制之一,地面能否精准导引飞船到达天地导引交接点是影响交会对接成败的决定因素。然而,远距离导引轨控频繁,测控条件受限,定轨精度却高于以往要求,他们分析遥外测数据,挖掘新的可用数据源,设计了一套有效的定轨策略,从而使远距离导引终点的预报精度提高一倍;依据飞行器在太空中的不同姿态,产生的不同阻力,建立了相关的力学模型。利用了空间环境参数辨识策略、准实时大气密度模式修正技术,突破了中长期轨道预报难题,为载人交会对接任务成功奠定了坚实的基础。

对张宇来说成功源于责任,肩上的责任推着他向前走。“每次任务我们轨道组都聚焦着各方关注的眼神,当长征运载火箭卷起烈焰腾空而起的时候,当飞船在太空中调整身姿转变轨迹的时候,当飞船即将穿越大气层,回归祖国怀抱的时候,各个方向、各个系统的数以万计的数据汇集到我们这里,随之而来的是全国人民焦急的渴盼。”他深知轨道这个专业,无论哪个环节出了问题都关乎任务成败。他必须一丝不苟,精益求精。“我们搞轨道的,天天和数字打交道,计算已经成了我们的生活。我们追求的目标是零误差。”张宇告诉记者。

这种举国关注的重大任务他已经参加了很多次了,不同的是今年的他又多一份牵挂和责任,因为他添了一个可爱的小宝宝,虽然他每天很想陪儿子玩耍,但因为他经常加班,只好把孩子放在岳父母家,张宇叮嘱爱人每天把孩子的照片、视频通过互联网发给他,每天看儿子的“最新播报”成了他业余时间最大的幸福。

 

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(责任编辑:赵竹青、马丽)