看不見的豐碑在這里樹起
航天測控是航天工程的重要組成部分。它通過測控網(wǎng),對航天器進行跟蹤、測量和控制;是反映一個國家綜合科技實力的重要標志之一。
我國的航天測控,由于受到諸多條件限制,測控網(wǎng)覆蓋率還不到發(fā)達國家的五分之一。在我們起步時,他們已遠遠走在了前面。不在同一起跑線上還想超越,那是何等地艱難!
最初的衛(wèi)星測控中心,是伴隨我國第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射而組建起來的。當時大多數(shù)科技人員對航天測控知識知之甚少。軌道計算、軟件設(shè)計都要從頭學(xué)起。就在這種條件下,他們勇于拼搏,刻苦攻關(guān),經(jīng)過一年多努力奮斗,終于編制成“東方紅一號”衛(wèi)星軌道計算、軌道預(yù)報、數(shù)據(jù)處理等一整套測控方案。1970年4月24日,我國第一顆衛(wèi)星成功發(fā)射后,他們準確預(yù)報了衛(wèi)星飛臨世界244個城市上空的時間和方位。
1975年,我國發(fā)射返回式衛(wèi)星。送衛(wèi)星上天不易,讓衛(wèi)星返回更難。當時,只有前蘇聯(lián)和美國掌握了衛(wèi)星回收技術(shù),而且是經(jīng)過多次失敗后才取得成功的。我國能否首戰(zhàn)告捷,航天測控十分關(guān)鍵。這時,一個意外的難題出現(xiàn)了。由于運載火箭推力等因素的限制,我國第一顆返回式衛(wèi)星的軌道傾角設(shè)定在63度。而傳統(tǒng)的衛(wèi)星軌道計算公式存在一個63.4度的“臨界傾角”奇點問題:即衛(wèi)星軌道面與赤道面的夾角處于63.4度時,運算公式中的分母就是“0”,導(dǎo)致無法計算。
63和63.4,太接近了!衛(wèi)星發(fā)射一旦出現(xiàn)入軌偏差,接近“臨界傾角”,衛(wèi)星的運行軌道就無法計算,或計算時出現(xiàn)很大誤差,衛(wèi)星就不能準確回收。怎么辦?中心軌道室科技人員經(jīng)過反復(fù)討論研究,認為既然衛(wèi)星的軌道傾角無法改變,那就改變計算方法。于是,他們夜以繼日,反復(fù)推導(dǎo)、分析、計算,終于在衛(wèi)星發(fā)射前,找到新的軌道計算方案,避開了“臨界傾角”這個難題。
1984年,我國發(fā)射第一顆地球同步軌道通信衛(wèi)星。測控這種衛(wèi)星的技術(shù)十分復(fù)雜,而且需要高性能計算機。美國等發(fā)達國家測控這種衛(wèi)星時,用的是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4臺晶體管計算機,加在一起運算速度也只有幾十萬次/秒,總內(nèi)存量不如一臺286微機。嚴格說,這種設(shè)備不具備執(zhí)行任務(wù)能力。但他們用軟件彌補硬件的不足,即用科學(xué)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。經(jīng)過反復(fù)試驗,他們通過4臺計算機并聯(lián),應(yīng)用新的測控方案和測控軟件,確保了測控任務(wù)的圓滿完成。不久,國外航天專家到中心參觀,看到這4臺落后的計算機,怎么也不相信,用這樣的設(shè)備能實現(xiàn)對通信衛(wèi)星的測控,認為中心把先進的計算機藏起來了。許多年后,人們還忘不了這件事,稱贊這4臺計算機為“功勛計算機”。
1992年,載人航天工程啟動。西安衛(wèi)星測控中心承擔(dān)和完成了六次神舟飛船的測控回收任務(wù)。
最令人難忘的是神舟五號飛船的回收。2003年10月16日,返回中的飛船進入“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),若此時不能及時捕獲目標,就無法得到引導(dǎo)數(shù)據(jù),從而影響各種控制指令的發(fā)送。關(guān)鍵時刻,中心果斷實施“光學(xué)引導(dǎo)”,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。返回艙打開降落傘,空中搜救分隊與飛船返回艙幾乎同時著陸,迎接航天英雄楊利偉勝利歸來,中華民族千年飛天夢想圓滿實現(xiàn)。
臨戰(zhàn)前改變方案是兵家大忌。神舟六號飛船返回前夕,為確保返回安全,指揮部決定將著陸地點東移9公里。這意味著用兩個多月完成的回收搜救方案要重做,而當時離回收只有短短幾天了。他們制定新方案,突擊演練,終于在規(guī)定時間,建立了新的搜救狀態(tài)。神舟六號返回雖在夜間,中心首次用新的光學(xué)記錄設(shè)備,在飛船未出“黑障區(qū)”時就準確捕獲目標,并對飛船返回進行了實時拍攝,搜救人員僅用12分鐘就趕到落點現(xiàn)場,向世界展示了我國高超的航天器返回控制能力。
中心目前已具備同時執(zhí)行2顆衛(wèi)星實時測控和1顆衛(wèi)星任務(wù)準備的能力;可同期管理40顆以上在軌衛(wèi)星的能力。
該中心40年拼搏奮斗,實現(xiàn)了航天測控“飛向太空、返回地面、同步定點、飛船回收、多星管理”五大跨越,圓滿完成了6次“神舟”飛船、100余顆衛(wèi)星的發(fā)射測控、回收和在軌管理任務(wù),為我國航天事業(yè)樹起一座座不朽的豐碑。