對于普通人來說,航天測控是一個抽象的概念。實際上,對于航天工程來說,火箭升空一瞬間的輝煌僅僅是一個“序幕”,航天器從發(fā)射升空到壽命結(jié)束,比如即將發(fā)射的“嫦娥二號”探月衛(wèi)星,都需要對它進行不間斷的測量和控制。航天測控是反映國家綜合科技實力的重要標(biāo)志之一。
如今,我國航天測控已經(jīng)走過整整50個年頭。50年來,我國航天測控究竟走過了一條什么樣的道路?有著什么樣的經(jīng)驗總結(jié)?未來發(fā)展將何去何從?“嫦娥二號”奔月前夕,科技日報記者專訪了我國航天測控技術(shù)的主要奠基人之一、原國防科工委副主任、中國工程院院士沈榮駿。
開啟我國測控系統(tǒng)自行研制的先河
“我國導(dǎo)彈航天測控網(wǎng)建設(shè),起源于導(dǎo)彈試驗。上世紀(jì)50年代后期,在前蘇聯(lián)的援助下,我國建立了導(dǎo)彈試驗靶場,靶場建設(shè)初期,我們就建立了測控系統(tǒng)!睉浧甬(dāng)年的情景,已74歲高齡的沈榮駿如數(shù)家珍。
1958年,沈榮駿大學(xué)畢業(yè)后被分配到酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心工作。作為親歷者,從那時起,他見證了我國航天測控建設(shè)與發(fā)展的一舉一動。
據(jù)沈榮駿介紹,我國第一個導(dǎo)彈測控系統(tǒng)是原蘇聯(lián)援建的近程導(dǎo)彈試驗測控系統(tǒng),所以該系統(tǒng)配備的都是一些精度不高的設(shè)備,導(dǎo)彈測量以光學(xué)設(shè)備為主,還有一些容量比較小的無線電遙測設(shè)備。
1960年,中蘇關(guān)系惡化,前蘇聯(lián)撤走專家。我國開始著手研制自己的導(dǎo)彈測控系統(tǒng)。第一個大工程就是1960年由國家下達的大型光學(xué)精密彈道測量系統(tǒng),代號150工程。“工程主體設(shè)備由中科院長春光機所研制,開啟了我國測控系統(tǒng)自行研制的先河!被貞洰(dāng)初,沈榮駿頗為感慨。
隨著導(dǎo)彈射程越來越遠(yuǎn),光學(xué)設(shè)備已經(jīng)難以滿足中遠(yuǎn)程導(dǎo)彈和洲際導(dǎo)彈的測控要求。航天測控人圍繞提高測速精度,開展了無線電彈道測量系統(tǒng)研制,測速精度達到了世界領(lǐng)先水平,圓滿完成了各項任務(wù)。
“如今,我國無線電遙測系統(tǒng)已經(jīng)由最初的小容量模擬式遙測系統(tǒng)發(fā)展到了今天全數(shù)字大容量遙測系統(tǒng),這是個很大的進步。這個系統(tǒng),滿足了型號試驗的需求,其總的水平和國際是相當(dāng)?shù)!鄙驑s駿說。
從使用“窮辦法”到世界先進水平
“我國衛(wèi)星測控開始于籌備發(fā)射‘東方紅一號’衛(wèi)星。從1965年開始,僅用了4年多時間,就完成了第一代航天測控網(wǎng)的方案設(shè)計、設(shè)備研制、臺站建設(shè)、人員組織與培訓(xùn)及系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和試驗!鄙驑s駿回憶,“這保證了‘東方紅一號’衛(wèi)星測控通信任務(wù)的圓滿完成!
在此次任務(wù)中,地面觀測網(wǎng)實現(xiàn)了“抓得住、測得準(zhǔn)、報得及時”,向全世界預(yù)報了衛(wèi)星飛經(jīng)244個城市上空的時間和方向。緊接著,在應(yīng)用衛(wèi)星測控中,我國研制了C頻段微波統(tǒng)一系統(tǒng),該系統(tǒng)保證了同步軌道通信衛(wèi)星的測控。
上世紀(jì)90年代,我國開始實施載人航天工程。載人航天需要全球性測控系統(tǒng)。為此,為了與國際接軌,我國研制了功能完善的S頻段微波統(tǒng)一系統(tǒng);增強了海上測控能力,4艘測量船分布于三大洋執(zhí)行航天測控任務(wù);國外建站國際聯(lián)網(wǎng),新建卡拉奇、納米比亞等測控站,租用了肯尼亞的馬林迪站、智利大學(xué)站,還與法國空間中心簽訂聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。
“但是,費了這么大的勁,我國測控全球軌道覆蓋率只有12%,通信稍高些,不到15%。怎么辦?我們在策略上進行了調(diào)整,一是重點保障主動段百分之百覆蓋,返回段覆蓋率達到85%;二是提高精度;三是確保變軌段的可靠性,在測量設(shè)備比較多的段落變軌。另外,合理布局,擴大測控覆蓋率。與美國和原蘇聯(lián)相比,這是‘窮辦法’。就是用這些辦法,我國載人航天的7次飛行都保障得很好,標(biāo)志著我國衛(wèi)星測控達到了世界先進水平!鄙驑s駿說。
體制、天基、深空,未來發(fā)展的基石
“現(xiàn)在看來,我國航天測控形成了這樣幾個經(jīng)驗!鄙驑s駿說。
“第一,有中央的英明領(lǐng)導(dǎo)和全國人民的大力協(xié)同。以‘東方紅一號’衛(wèi)星發(fā)射為例,測控設(shè)備研制各有關(guān)單位重點保證、全力支持,臺站建設(shè)由所在軍區(qū)負(fù)責(zé),限期完成;抽調(diào)精兵強將組織隊伍保證任務(wù)的實施。當(dāng)時通信只有靠明線載波,為保證可靠,執(zhí)行任務(wù)時,一個電線桿下站一個民兵,確保信息安全暢通。
“第二,自力更生、艱苦奮斗。這八個字當(dāng)之無愧。主要設(shè)備都是我們自行研制的,具有自主知識產(chǎn)權(quán)。比如,我們用運算速度僅為30萬次的計算機保障了同步軌道衛(wèi)星測控任務(wù)。改革開放后,美國人來參觀,不相信這是事實。
“第三,按系統(tǒng)工程的要求優(yōu)化總體。我國經(jīng)濟技術(shù)基礎(chǔ)比較落后,搞尖端技術(shù)最好的辦法就是優(yōu)化總體,用比較落后的元器件、材料建立一個高精度、高可靠的系統(tǒng)。我們不要求每一個單元器件都是最先進的,但我們要求系統(tǒng)是最先進的。”
回顧歷史,展望未來。我國航天測控已經(jīng)發(fā)展了50年,那么其未來發(fā)展將何去何從?
沈榮駿告訴記者,一是測控技術(shù)體制的創(chuàng)新要研究和加強!拔覈鴾y控系統(tǒng)的體制與其他國家大同小異,研究新的測量體制和方法,這是實現(xiàn)新的突破和飛躍的最重要的問題!
二是完善天基測控系統(tǒng)。“我上世紀(jì)70年代末就提出了,但限于技術(shù)條件沒能實現(xiàn),F(xiàn)在我們的第一顆中繼衛(wèi)星上天了,但還未形成測量能力,理論上3顆中繼衛(wèi)星才可以全球覆蓋!
三是深空測控!吧羁諟y控有很多難題,首先要解決探測距離的問題,二是延時問題和實時控制問題,三是精度問題。目前,我們在深空測控方面才剛剛起步!
“展望未來,任重道遠(yuǎn)。我們有能力有信心使我國航天測控系統(tǒng)保持中國特色,攀上新的高峰!鄙驑s駿目光炯炯。本報記者 張強 通訊員 林利栓 李筱梅
(本報北京9月29日電)
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