巡天遙看一千河——航太測控事業發展50年紀實

    新華社西安8月15日電題：巡天遙看一千河——航太測控事業發展50年紀實

    余培軍、祁亞虎

    “日月之行，星漢燦爛”“九天之際，安放安屬”，廣闊無垠的太空，總是給人以無窮的想像，召喚著人類不斷去追尋、去探索。

    為適應中國航太事業發展需要，1967年6月23日，西安衛星測控中心應運而生。

    2013年，西安衛星測控中心在執行“神舟十號”飛船發射實時測控任務。圖為西安衛星測控中心測控指揮大廳現場。（資料照片）

    從太空俯瞰中國大地，西安是距離中國地理中心最近的省會城市。50年來，為實現中國人的航太夢，西安衛星測控中心一代代航太測控人用青春與熱血、忠誠與智慧，在遼闊天宇鋪就了一條經天緯地的巡天之路。

    “巡天遙看一千河，凱歌高奏響太空。”50年來，西安衛星測控中心孕育出“愛黨報國、精測妙控、創新超越、築夢太空”的航太測控精神，更成為了一代代航太測控人守望的精神家園。

    艱難困苦，玉汝于成

    1968年1月，一支百余人的隊伍從巴丹吉林沙漠腹地悄然東進，在秦嶺深處一個叫橋南的小鎮扎下根來。這就是中國航太測控事業的首批創業者。

    上世紀60年代，中國工業基礎薄弱，要建設尖端復雜的衛星地面觀測係統，在外人看來猶如癡人説夢。航太測控人自我鞭策，開啟了中國航太測控史上“小米加步槍”的艱難歲月。

    在秦嶺山麓，在大江南北，他們白手起家、艱苦創業，邊勘探選址、邊動手建設。到1968年12月，湘西、海南、南寧、昆明、喀什、膠東6個地面觀測站全面建成，形成了中國最初的衛星測控網。

    那段歲月，建設衛星地面觀測係統沒有任何現成的經驗可借鑒，中心許多同志甚至連電腦是什麼都不知道，一切要從頭學起。在秦嶺腳下一所破舊學校的幾間教室裏，老一輩測控人白天搞建設、晚上抓攻關，粗糙的木桌上堆滿了演算的圖紙……

    艱難困苦，玉汝于成。經過2年多努力，中國第一顆人造衛星“東方紅一號”的地面觀測係統建設方案誕生了，並一舉通過了論證。隨後，他們又編制成了衛星軌道計算、軌道預報、數據處理等一整套測控方案。

    1970年，“東方紅一號”成功發射，向世界莊嚴宣告：中國人成功掌握了人造衛星技術。中心分布在祖國各地的地面觀測站“拱衛”著這顆“爭氣星”，實施了精確跟蹤測量，成功預報了衛星飛臨世界244個城市上空的

    時間和方位。

    西安衛星測控中心活動測控人員在調試設備。（資料照片）

    天路迢迢，星河漫漫。50年來，中心先後圓滿完成300余次重大科研試驗任務,創造了中國航太史上的多項第一。如今，中心已成為中國唯一的集航太器實時測控、在軌航太器長期管理等多任務于一體的現代化航太測控中心，被譽為航太測控領域的“國家隊”。

    目前，中心綜合測控能力大幅提升，近地軌道航太器、地球同步軌道航太器及月球軌道探測器的位置確定精度已處于國際先進水準，對中國載人飛船、嫦娥探測器及各類返回式衛星能實現高精度返回控制計算和落點預報。

    見證中國航太每一個精彩瞬間

    西安衛星測控中心某測控站進行“嫦娥”任務動員宣誓。（資料照片）

    從“東方紅一號”飛向太空，到第一顆返回式衛星巡天歸來；從神舟飛船載人問天，到“嫦娥”“玉兔”萬裏探月；從“北鬥”組網運作，到交會對接組建空間實驗室……50年來，中心一代代航太測控人，見證著中國航太事業發展進步的每一個精彩瞬間，創造了多項舉世矚目的重大成就。

    上世紀70年代，各航太大國加快了太空競賽步伐，研制中國首顆應用型通信衛星成為中國航太的新課題。但要把通信衛星發射到地球同步軌道上，難度之大、科技含量之高，舉世公認，當時只有美、蘇能夠做到。

    那時，中心僅有4臺電晶體電腦，總記憶體量不如一臺286微機，這樣的電腦根本難以處理通信衛星如潮水般涌來的數據。中國航太部門多次與外國公司接洽，試圖引進百萬次電腦，但均遭到拒絕。

    面對困難，中心科技人員大膽創新、獨辟蹊徑，將2臺320電腦與2臺717電腦通過4機並聯方式進行改造，大大提高了機器的運作速度和可靠性，滿足了任務要求。後來，320電腦被時任國防部長的張愛萍將軍稱讚為“功勳電腦”。

    1984年，我國成功發射了“東方紅二號”衛星。中心及下轄各測控站連續奮戰8晝夜，成功將衛星定點于東經125度、赤道上空3.6萬公里的位置。從此，中國人有了自己的通信衛星。

    這樣的艱難和挑戰，在航太測控事業的發展道路上不知遇到了多少，但航太測控人始終以尊重科學、腳踏實地的態度和敢為人先、自主創新的勇氣，攻克了一個又一個技術難關，成功實現了“飛向太空”“返回地面”“同步定點”“飛船回收”等8大技術跨越。

    2016年，又一項充滿挑戰的任務擺在了中心面前——中國將用同一枚運載火箭發射稀薄大氣科學試驗衛星“力星一號”和量子科學試驗衛星“墨子號”。“力星一號”的軌道高度只有100多公里，是迄今為止運作軌道高度最低的人造地球衛星；“墨子號”的軌道高度則為500多公里。從技術上，“墨子號”入軌後，“力星一號”要經大范圍軌道轉移進入軌道，其軌道低、飛行速度快，對衛星跟蹤、降軌的控制都是空前的考驗。

    當年8月，“力星一號”“墨子號”順利進入各自預定軌道，任務取得圓滿成功。中心開辟了新的飛行空域，突破了多項關鍵技術，再次鑄就了中國空間科學探索新的裏程碑！

    祖國的需要就是一代代航太測控人的選擇

    航太事業彰顯的是大國底蘊，展示的是大國形象，匹配的是大國地位。航太測控事業從誕生之日起，就肩負著崇高的國家使命。一代代航太測控人憑著熱愛祖國、忠于祖國的堅定信念，把個人理想與祖國命運緊緊聯繫在一起，縱有千難萬險都在所不惜。

    “祖國的需要就是我的選擇。”中心原總工程師、中科院院士李濟生，在美國德克薩斯大學空間工程學院學習期間，學院多次邀請他留下工作，都被他婉言謝絕。

    歸國後，領導和朋友問他在外的感受，李濟生樸實地説:“看到國外測控技術的發展，真是著急，就想把我們的技術和國外的距離拉近一點。”

    面對國外的嚴密技術封鎖，李濟生30多年矢志不渝，獨立自主攻破了一大批尖端技術，逐步實現了軌道精度從千米到百米、再到十米級的“三級跳”。

    中心研究員王家松公派英國留學期間，在有美、英等國數十名頂尖專家參加的衛星軌道計算競賽中，以3釐米的軌道精度一舉奪冠，引起國際宇航界一片轟動。面對導師挽留和外國公司的高薪聘請，他毅然回國投身航太測控事業。

    隨著航太技術發展，世界各國發射的地球同步衛星越來越多，地球靜止軌道越來越成為國家利益相關的“戰場”。在這種情況下，掌握雙星或多星共位控制技術，成為地球靜止軌道衛星控制的新課題。

    西安衛星測控中心測控專家李恒年和宇航動力學國家重點實驗室成員進行交流。（資料照片）

    2007年初，中國一顆“北鬥”衛星發射在即，而日、俄已各有1顆衛星先佔了“北鬥”預定的組網軌位。國家測繪局邀請中心對這一課題有多年研究的科技專家李恒年等，代表中國政府同日、俄展開談判。

    由于擔心3顆衛星共位可能産生碰撞危險和電磁幹擾，日、俄堅決不同意中國衛星“擠”進來。經周密準備和艱苦談判，李恒年設計提出的衛星共位控制方案最終得到兩國專家認可。截至目前，3個國家的衛星已在同一軌位上安全運作8年多，成為國際社會和平利用太空資源的一個范例。

    惟創新者進，惟創新者強

    從靠手搖電腦和計算尺進行科技攻關,到掌握星際聯網、精密定軌、組網編隊、星座測控等關鍵技術，中心50年來始終以引領國家航太測控技術發展為己任，把科技創新作為建設發展的源動力，相繼破解多項重大技術難題，在茫茫太空書寫下開拓進取的輝煌篇章。

    中國載人航太工程戰略實施後，中心擔負著測控通信和著陸場兩大係統任務。航太測控人又一次衝在了圓夢太空的最前沿。

    著陸場係統主要負責飛船返回艙搜索回收和航太員搜索救援等任務，是一個多要素聯合、多專業協同的復雜係統。中心作為著陸場係統牽頭單位，組建了一支具備高度機動性的全天候載人航太搜救力量，逐步形成了一套科學的方案流程，建立了快速安全的搜救模式。

    在神舟飛船前4次飛行任務中，地面對返回艙落點預報精度約為10公里，滿足工程要求。但中心科研人員不滿足于此，他們創造性地提出了“折算氣象風漂移運動修正船下點”的落點預報方案，通過近百次的倣真分析，使預報精度達到1公里。“神舟五號”任務中，中心創下了搜救直升機和返回艙同時著地、搜救人員30秒趕到落點現場的奇跡。

    “神舟七號”返回艙著陸瞬間。（資料照片）

    在“神舟八號”任務準備過程中，中心科技人員發現之前任務中採用的“簡化三自由度”落點預報模型仍有改進空間。對此，他們將其改為更加精確的“六自由度”動力學模型，結果表明：氣象風漂移修正量精度提高了30%，落點預報精度的穩定性進一步提高。

    相比之前裏程碑式的進步，這點改進顯得微不足道，但中心領導卻看得很重：在世界航太科技賽場上，惟創新者進，惟創新者強。

    2011年，“神舟八號”飛船發射升空，並和之前發射的“天宮一號”目標飛行器實現首次交會對接。空間交會對接過程復雜，是世界航太界一大難題，地面測控係統的精準控制是任務成功重要一環。

    面臨一係列前所未有的挑戰，中心科技人員認真貫徹“精心組織、精心指揮、精心實施，確保成功、確保萬無一失”的任務要求，相繼攻克了多項技術難關。任務中，他們引導著九天之外的龐然大物完成了“浪漫”的“太空之吻”，實現了中國載人航太技術的又一重大突破。

    至今，中國先後11次發射神舟飛船，天宮、天舟飛行器也相繼出徵太空，中心通過精準的測控，成功保障天地通話、出艙活動、太空授課等驚艷瞬間，護送著一批批航太英雄安全返回。

    進入新世紀，中國航太發射任務更加頻繁，在軌航太器數量也隨之急劇增加，對中心多星測控管理能力提出新的挑戰。中心通過優化測控網布局、開發多星測控管理軟件、實施測控資源統一調配等方式，具備了多星管理能力，又先後自主研發了多星共位控制、多星編隊飛行等多套精密控制軟件，航太測控網逐步實現自動化運作。中心目前已具備了同期對上百顆在軌航太器實施軌道測定、狀態監視、姿態調整、軌道控制和維護維修的能力，實現了從“單星管理”到“多星分組管理”再到“多星自動管理”的創新進步。

    仰望星空的執著追夢者

    航太測控是一片充滿神秘色彩的領地，也是一項充滿挑戰性的事業。受空間環境幹擾與設備、器件壽命等因素影響，在軌衛星故障時有發生。多年以來，每一次衛星發生故障，對中心科技人員都是一場充滿挑戰的“天地大營救”。

    2016年，中國發射的2顆商業遙感衛星未能進入預定軌道。為避免衛星運作狀況進一步惡化，中心綜合考慮衛星安全、燃料消耗等情況，迅速確定異常處置方案，通過2個階段復雜的變軌控制，最終成功將這2顆衛星調整至預定軌道。

    2017年，一場“中星9A”衛星搶救任務又不期而至——“中星9A”的預定初始軌道遠地點高度為41991公里，而衛星實際入軌後初始軌道遠地點高度只有16420公里，相差了25571公里。面對難題，中心科技人員鏖戰16個晝夜，準確實施了10次軌道調整、6次定點捕獲，終于讓衛星成功定點于東經101.4度赤道上空的預定軌道。

    近年來，中心以國家安全和裝備建設發展需求為牽引，積極開展應用基礎研究和關鍵技術攻關研究。在科技人員的不斷探索下，“二代導航數據分析中心”“宇航動力學精密軌道確定軟件”等一批擁有自主智慧財産權的研究成果不斷涌現，航太測控領域重大關鍵技術瓶頸有了新的突破，軌道確定和控制精度達到國際先進水準。