同步定點:航天測控方法步入成熟階段
這是我國測控方法得以成熟的階段,胡正海將其形容為測控的輝煌頂峰。
1979年,我國準備發(fā)射第一顆地球同步軌道通信衛(wèi)星“東方紅二號”。測控這種衛(wèi)星的技術(shù)十分復(fù)雜,而且需要高性能的計算機。
美國等發(fā)達國家測控這種衛(wèi)星時,使用的是當時最先進的、運算速度每秒百萬次以上的高性能計算機。而西安衛(wèi)星測控中心那時只有兩臺晶體管計算機,加在一起的運算速度也只有幾十萬次/秒,總內(nèi)存量不如一臺現(xiàn)被淘汰的286微機。
“嚴格說來,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,每小時耗電7千瓦,機房噪音高達92分貝,“講話基本靠喊”。
經(jīng)過反復(fù)試驗,科技人員提出,用軟件來彌補硬件的不足,即用科學的測控計劃、靈巧的總聯(lián)程序、精細的軟件設(shè)計來彌補計算機處理速度不夠和內(nèi)存不足的缺陷。他們通過計算機并聯(lián),應(yīng)用新的測控方案和測控軟件,滿足了通信衛(wèi)星的測控需求,確保了測控任務(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”,怎么也不相信,用這樣的設(shè)備能實現(xiàn)通信衛(wèi)星的測控,認為中心把先進的計算機藏起來了。
現(xiàn)在回過頭來看,連胡正海自己都認為這種高科技領(lǐng)域的“小米加步槍”做法,有點讓人覺得不可思議。但這臺被譽為“功勛機”的320計算機在22次試驗任務(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”通信衛(wèi)星,西安衛(wèi)星測控中心連續(xù)奮戰(zhàn)八晝夜,成功將衛(wèi)星定點于東經(jīng)125度赤道上空,它的成功定點標志著我國航天測控技術(shù)已接近世界先進水平。
還有一件事讓胡正海記憶深刻。
“當時有人哭鼻子,說衛(wèi)星‘發(fā)燒’了,每小時‘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,我國利用有限的測控資源開展了相關(guān)工作。2001年,及時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,采用緊急測控方案,準確注入指令,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、定時管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗳蝿?wù)、全時管理模式。測控系統(tǒng)也不斷完善,特別是1988年以后,完善了超短波測控網(wǎng),建成了國際C、S頻段測控網(wǎng)。計算機系統(tǒng)也進行了更新?lián)Q代。1997年,西安衛(wèi)星測控中心計算機系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力每秒鐘上億次,可同時對20顆衛(wèi)星進行長期測控管理。
與此同時,國際交流越來越頻繁。我國航天發(fā)射進入國際市場。中法測控聯(lián)網(wǎng)九十年代進入實質(zhì)性階段,之后,中瑞、中智進行了聯(lián)網(wǎng)。我國和巴西進行了我國航天領(lǐng)域第一次有知識產(chǎn)權(quán)的測控技術(shù)和軟件對外商業(yè)化技術(shù)轉(zhuǎn)讓。提高了測控覆蓋率,增進了航天測控領(lǐng)域的國際交往。
飛船回收:航天測控網(wǎng)護航載人飛船
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。而這也對航天測控提出了新要求。
2003年10月16日,“神舟五號”飛船的回收。返回中的飛船需要跨越“黑障區(qū)”。這時,飛船與大氣層劇烈磨擦產(chǎn)生電磁屏蔽,與地面通信暫時中斷。飛船出“黑障區(qū)”時,回波信號劇烈起伏,前置雷達站跟蹤目標不穩(wěn),如果此時不能及時捕獲目標,就無法得到引導數(shù)據(jù)。關(guān)鍵時刻,中心果斷實施“光學引導”,使雷達及時鎖定了目標,并測下了飛船每個瞬間的方位、姿態(tài)和速度,創(chuàng)造出飛船實際落點與計算落點僅差1.1公里、搜救人員30秒趕到著陸現(xiàn)場的航天奇跡!吧裰哿枴鳖A(yù)報的落點與實際落點誤差只有280米。
目前我國航天測控網(wǎng)可為火箭、載人飛船等航天器提供高精度測控支持服務(wù),實現(xiàn)了“飛向太空、返回地面、同步定點、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,我國航天測控網(wǎng)建立了網(wǎng)絡(luò)管理中心,對測控網(wǎng)進行集中監(jiān)控,并負責測控資源的動態(tài)優(yōu)化配置,實現(xiàn)了對陸上、海上所有13個測控站的聯(lián)網(wǎng)和統(tǒng)一管理調(diào)度。通過優(yōu)化測控站、船布局,確保航天器在上升段、變軌段、返回制動段、分離段等關(guān)鍵飛行段落的測控支持。
“從體系到技術(shù)、從宏觀到微觀,無一不需要創(chuàng)新。”時任西安衛(wèi)星測控中心技術(shù)部副總工程師余培軍說,“沒有任何一本教科書能學到航天測控怎么發(fā)展,每一次進步都可以說是一次重大突破。”
近日,記者在西安衛(wèi)星測控中心某長管機房內(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,隨時顯示著過境衛(wèi)星的名稱,以及遙測監(jiān)視、注入指令、校對時間等工作提示。坐在計算機前的工作人員輕點鼠標,衛(wèi)星順利滑向茫茫天宇,等著下一次對祖國上空的探望……
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