【西安卫星测控中心】走进“太空救险队”
西安卫星测控中心某测控站正在进行“嫦娥”任务动员宣誓。(西安卫星测控中心供图)
如果航天器是风筝,测控就是风筝线。西安卫星测控中心被称为卫星“大管家”
1967年6月23日,一支神秘的队伍来到秦岭脚下,架起了我国航天测控网的第一根天线。当时,美国已在全球布设了测控网。起步就差了一大截,要想尽快赶上甚至超越,必须跨越式发展。
我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”
1970年,我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”即将发射,西安卫星测控中心大多数科技人员对航天测控知识知之甚少。他们刻苦钻研,在短时间内拿出一整套测控方案。“东方红一号”刚刚升空,他们就准确预报了卫星飞临世界244个城市上空的时间和方位。
航天测控技术是遥控和管理卫星的尖端科技。打个比方,如果航天器是风筝,测控就是风筝线,牢牢地攥在航天测控人手中。从火箭发射一刹那开始,实际上航天任务的接力棒就立即交到了航天测控人手里。茫茫太空,“差之毫厘,失之千里”,最能形象反映航天测控事业的高精度特点。
1986年,我国第8颗返回式卫星在四川武胜成功回收
1975年,我国成功发射了第一颗返回式卫星,测控观察发现,卫星近地点高度在逐渐升高。而从理论上分析,卫星受到大气阻力的影响,轨道近地点高度应该是逐渐下降。西安卫星测控中心测控专家李济生开始不分昼夜地计算。几个月后,谜团解开:卫星姿态控制的喷气管会产生姿控力,虽然只有0.7克的作用力,却使卫星轨道近地点每天升高300多米。李济生随后开发出了全新的卫星定轨方案,使我国卫星定轨精度达到了1公里。此后,李济生带领技术人员继续攻关,使我国的卫星定轨精度逐渐从公里级提高到100米级、10米级甚至米级,为我国航天事业发展奠定了坚实的轨道基础。
目前,在环绕赤道上空、距地面约3.6万公里的地球静止轨道上,大约有2300颗卫星共存。如何在这条360度的“圆弧”占位,考验着航天测控技术能力。2007年初,我国一颗北斗卫星发射在即,日本、俄罗斯各有1颗卫星已抢先占据了“北斗”预定的组网轨位。由于担心3颗卫星共位产生碰撞危险和电磁干扰,两国不同意中国卫星挤进来。经过周密准备和艰苦谈判,西安卫星测控中心设计提出的卫星共位控制方案,最终得到了两国专家认可。截至目前,3个国家的卫星已在同一轨位上安全运行8年多,成为国际社会和平利用太空资源的一个范例。
▲ 2016年 8月16日凌晨,我国成功发射世界首颗量子科学实验卫星。 陶士亚 摄
2016年8月16日,“力星一号”卫星搭载“墨子号”科学试验卫星的运载火箭,在酒泉卫星发射中心成功升空。“力星一号”的轨道高度只有100多公里,是迄今为止运行轨道高度最低的人造地球卫星。轨道低、卫星飞行速度快,对卫星的跟踪、降轨的控制都是空前的考验。从经验上来说,我国没有发射过轨道这么低的卫星,这是在挑战航天器运行轨道的极限。西安卫星测控中心科技人员连续工作两个月,最终在世界上首次实现了过渡流区全球飞行,开辟了新的飞行空域,突破了多项关键技术。
从“东方红一号”卫星,到“北斗”“神舟”“嫦娥”等,每一次航天任务,都离不开西安卫星测控中心的“太空牵引”。组建至今50年,西安卫星测控中心共完成300多次发射测控任务,长期管理在轨飞行器100多颗,被称为卫星“大管家”,创造了我国航天史上的多项第一。
精确预报飞船返回舱落地点,让航天员从太空安全返回地球
载人航天工程是我国航天史上迄今为止规模最大、系统最复杂、技术难度最高的工程。西安卫星测控中心担负着两个重要角色:测控通信任务和着陆场任务。
到目前为止,我国先后11次发射神舟飞船,“天宫”和“天舟”飞行器也相继出征太空。指引这些庞然大物完成“太空握手”,保障天地通话、出舱活动、太空授课等精彩瞬间,包括护送一批批航天员从太空轨道安全返回地面,都离不开西安卫星测控中心精准的测控通信手段。
同时,精确预报飞船返回舱落地地点,对于第一时间迎接航天员、保障航天员健康安全有着极其关键的作用。
着陆场系统主要负责飞船返回舱搜索回收和航天员搜索救援等任务,是一个多要素联合、多专业协同的复杂系统工程。西安卫星测控中心组建了一支具备高度机动性的全天候载人航天搜救力量,逐步形成了一套科学的方案流程,建立了快速安全搜救模式。
1999年11月21日凌晨3时36分,我国第一艘无人太空飞船神舟一号在内蒙古阿木古郎草原顺利着陆,西安卫星测控中心测控回收人员自主摸索,精测妙控,在没有任何技术和经验借鉴的情况下,仅靠“十八勇士”首次成功回收了神舟一号飞船,标志着我国成为世界上第三个掌握载人航天回收技术的国家。
在神舟飞船前4次无人飞行任务中,地面对返回舱落点预报精度大约为10公里,相对于返回舱一万多公里的航程来说,误差是可以接受的,但西安卫星测控中心科研人员不满足于此。他们创造性提出了新的落点预报方案,通过近百次的仿真分析,使预报精度达到1公里。
2003年10月16日6时23分,第一位进入太空的中国航天员杨利伟乘坐神舟五号飞船返回地球。当时,神舟五号返回舱出“黑障区”时,回波信号剧烈起伏,基本上与地面失去电磁信号联系。关键时刻,西安卫星测控中心果断实施光学引导,使雷达及时锁定了目标,创下了搜救直升机和返回舱相距50米同时着地、搜救人员30秒赶到落点现场的奇迹。
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▋来源:人民日报
▋监制:邹维荣
▋责编:韩阜业
▋编辑:王晓学
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