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该刷屏的不是娱乐明星的离婚八卦,而是这位逐星而去的科学巨匠……

江淮正道 2021-07-21


昨天下午

娱乐明星文章和马伊琍离婚的消息

刷屏各大媒体和朋友圈

微博热搜排名第一

阅读量近10亿!



正当众人

对文章和马伊琍离婚

津津乐道之时


就在同一天

中国科学界

一位巨星陨落的消息

却鲜为人知……



7月28日

中国科学院院士

人造卫星轨道动力学

和卫星测控专家李济生

因病于北京逝世,享年76岁

他为我国航天测控事业

作出了重大贡献

 把卫星定轨精度从千米精确到米 


李济生,1943年5月31日生于山东济南,1966年毕业于南京大学天文学系。历任西安卫星测控中心技术部总工程师、研究员。1997年当选为中国科学院院士。



他为我国的航天测控事业作出了重大贡献:


在人造卫星轨道动力学研究方面,他发现了低轨道三轴稳定卫星姿控动力对卫星轨道的摄动并建立了相应的动力学模型,提高了定轨精度;


建立了我国卫星测控精密定轨系统,满足了我国各型号卫星对定轨精度的要求;在卫星测控工程方面,对卫星测控软件系统提出了“模块化自动调度”设计思想,


并完成了我国第一颗地球同步通信卫星“东方红二号”测控调度软件和测控计划生成软件的设计与开发。



他一生坚持:“科学家最大的追求和贡献就是永无止境的创造。”



2001年,新华社曾刊发通讯《太空“牧星人”--记中科院院士李济生》,介绍了这位“牧星”院士的生平。(以下为节选)


从零开始追赶


60年代后期,为了发射我国第一颗人造地球卫星———“东方红一号”,在秦岭脚下的一座山村里,成立了我国最早的卫星测控机构。刚从南京大学天文系毕业的李济生成为其中的一员。


那时,测控中心只有两台计算机,不可能提供很多机时用来学习。李济生翻阅计算机操作使用手册,反复揣摩一个又一个的数学公式是怎样变换为测控程序的,然后学着编程。在那些日子里,他像着了魔似的,没日没夜地吸吮着计算机和航天测控的知识。1969年春节,同事们都回家过年去了,他还待在偏僻的山村里,钻研测控程序的编写。


就这样,经过一年多的努力,他和同事们终于编制成功“东方红一号”卫星轨道计算、轨道预报、数据处理等一整套测控方案。其中,李济生编写的程序大多一次通过。



1970年4月24日,我国第一颗卫星成功发射,西安卫星测控中心准确预报了卫星飞临世界244个城市上空的时间和方位。


此后,我国又开始了向新的目标冲击———研制地球同步轨道通信卫星。

  

当时,李济生要做的工作,就好比用100张床安排500个人睡觉,而且要保证每个人随时都有一个床。这不仅需要惊人的勇气和顽强的毅力,更需要超人的智慧。李济生废寝忘食,把全部心智都用在了解这道难题上。几个月下来,他的两眼深深凹陷了,原本瘦弱的身体更瘦弱了。


李济生成功设计了一个非常实用又非常灵巧的调度系统,将测控软件分成常驻程序和非常驻程序两种类型,按测控计划的不同需求,任意组合和自由调度,从而在现有的计算机上,满足了通信卫星的测控需要。


1984年4月8日,我国第一颗地球同步轨道通信卫星发射升空,8天后成功定点在125度赤道上空。中国航天又一次实现了历史性跨越。李济生设计的测控软件,也因此被称为中国卫星测控史上的“经典之作”。


他把卫星定轨精度从千米精确到米


李济生说,他从事航天测控工作30多年,主要做了两件事,一件是卫星测控应用软件的设计和开发,另一件就是卫星轨道的精密定轨。


精密定轨没有先例可循,李济生只能摸着石头过河。他从“东方红一号”卫星轨道数据着手,设想了一个个轨道鉴定方法,又一个个地自我否定。一天,一个新的想法闪过他的脑海:能不能借用推算卫星周期误差的方法,来判断轨道误差呢?经过反复计算和论证,他开发出了用卫星轨道“预报误差”的方法来确定轨道的精度。用这种方法测定的轨道精度大约为2—5公里,我国卫星定轨的精度首次有了数量概念。1975年,他又开发出了“按交点周期积分法”的卫星定轨方案。这一新的卫星定轨方法,使我国的卫星定轨精度达到了1公里。


然而,李济生没有沉浸在成功的喜悦里。因为,这一卫星定轨精度还是落后于美、苏两个航天强国。他又给自己提出了新的奋斗目标,要把卫星定轨精度从1公里提高到百米量级。


李济生回到南京大学向专家教授求教。经过几个月的刻苦攻关,他不仅对“摄动力”有了深入的认识,而且把各种“摄动力”对卫星轨道的影响,一一建立了动力学模型。


1983年,他终于研究出名为“微分轨道改进和摄动星历表计算”的定轨方案,使卫星定轨精度达到了200米,接近了世界先进水平。


就这样,李济生以其30余年锲而不舍的追求,实现了我国卫星精密定轨技术从千米级、百米级、十米级、米级,一次次的超越。



创造“中国模式”


300多年前,一只落地的苹果,启发牛顿发现万有引力的灵感。1975年,我国一颗在太空中运行的返回式科学试验卫星,却出现了“苹果上天”的怪事。


这颗卫星以椭圆轨道绕地球运行。在大气阻力的作用下,按预定的理论轨道计算,卫星的近地点高度应该每天降低93米,可西安卫星测控中心测量的结果是每天反而升高了340米。


李济生想,卫星轨道的近地点没有按常规逐步降低而是逐步升高,其中肯定有一个规律性的东西在起作用。


李济生意识到,卫星近地点升高是星上姿控动力对轨道影响的结果。但这仅仅是判断,是否正确,需要科学论证。


最终经过计算,谜团解开了,李济生首次发现了三轴稳定卫星姿态控制动力对卫星轨道的摄动影响,并在此基础上,研制出了“姿控动力对卫星轨道摄动的动力学模型”,填补了我国动力学模型的一项空白。


到1977年,我国已发射了6颗卫星。这时,李济生又在思考着一个新的问题。


自进行卫星测控以来,每发射一颗新型号卫星,就要研制开发一套测控软件。每研制一套测控软件,二三十人要忙上大半年。这样,一年发射一颗或者两颗卫星尚能应付,一年发射几颗或者十几颗卫星怎么办?而且,软件工程人员各自按自己的习惯编写程序,没有统一的标准,别人看不懂,出了问题不好查,可靠性难以保证。


李济生暗暗琢磨,能否设计一套在各种型号卫星上通用的测控软件。经过中心软件编制人员的共同努力,历时240多天,一个新的测控软件诞生了。过去需要二三十人半年干的活,现在几个人半个月就完成了,而且可靠性和应变能力大大提高。李济生的这一创新成果,使我国卫星测控软件设计思想实现了根本性变革。


在欧洲和美国,一颗在太空中运行的卫星,通常都由一套独立的地面测控系统来管理。这种管理模式可靠性强,但投资大。我国开始也走这种路子,然而,当需要管理的卫星越来越多时,面对有限的财力,这种模式就不适合中国国情了。必须建立具有中国特色的航天测控管理模式,用一个测控网管理多颗卫星。这个任务又交给了李济生。


李济生心里很清楚,尽管多年前自己研制开发的“模块化自动调度”系统,已具有了多星管理的雏形,但今天要研制开发的“一网管多星”,决不是当年那个软件系统的升级,而是要在否定自己的基础上,在更高的起点上构建新的体系。


李济生创造性地提出了“卫星时”概念,在不改变计算机硬件运行的统一标准时间下,通过软件设计,为每一颗卫星建立各自独立的时间系统,把时间切成“片片”,成功解决了这个难题。在大家的共同努力下,新的测控管理系统终于研制成功,一个测控网可以同时管理10颗卫星了。


“一网管多星”测控模式的诞生,是我国航天测控史上具有划时代意义的创举今天,这个测控管理系统又有了新的发展,我国的航天测控网对卫星的管理,已不受数量的限制,只要需要,可以同时管理10颗、20颗、30颗……卫星。


危急关头担重任


1983年1月的一天,西安卫星测控中心接到紧急命令:某国一颗核动力侦察卫星未进入预定轨道,断裂成两块,携带核燃料的卫星残骸将坠落地面,须立即对其拦截追踪,预报坠落时间和地点。


中心迅速成立了由郝岩、李济生、祁思禹、李琪正等人组成的预报小组。


这颗名为“宇宙—1402”的卫星,带有大量核燃料,如果坠落人口密集区,就会造成严重的核污染。然而,由于是侦察卫星,卫星拥有国没有公布卫星运行中的轨道参数。因此,预报这颗卫星的坠落时间和地点,不仅难度大,而且也成了有航天测控能力国家之间的一次较量。我国只有几个国内测控站,拦截追踪这颗“灾星”,无疑是大海捞针!


“灾星”坠落的时间一天天逼近,这时,有一条外电消息报道了这颗卫星经过日本上空的时间和方位。根据这仅有的一点信息,预报小组推算出卫星飞经我国上空的时间和方位。不久,我地面测控站捕捉到了目标,进行跟踪测量。


有了轨道数据,李济生编制出这颗卫星数据处理、轨道预报、寿命计算及落点计算的程序软件。据此,中心的专家们作出预报:“宇宙—1402”卫星主体部分将于1月24日6时30分再入大气层,不会在我国境内坠落。事后证明,我国预报与实际落点基本接近。


我国发射的卫星也出现过失控情况。1994年11月30日,我国首次发射“东方红三号”通信卫星,由于星上设备出现故障,入轨不久姿态便失去控制,卫星在太空中猛烈翻转,由原来设计的三轴稳定变成了实际上的自旋稳定。


这样下去,要不了多久,这颗卫星就成了“废星”。这时,有关专家提出,如果能编制出一套软件,能够在没有同步控制器的情况下,对卫星自转相位实现自动、准确的同步控制,就能使这颗卫星转危为安。


李济生再次临危受命。凭着他对卫星运行过程的全面了解和扎实的业务功底,只用了一夜的工夫,就带领测控站人员做出了抢救方案,很快使卫星姿态得到了控制和调整。这一独到的富有创造性的应急抢救方案,受到了卫星研制部门和专家的高度赞扬。


风雨30年,李济生和他的同事们,一次次临危受命,一次次奋勇拼搏,一次次创造出中国航天的奇迹。


一生报国淡名利


李济生是新中国自己培养的航天测控专家。他4岁丧母,12岁父亲去世,是靠政府的助学金读完了大学。从那时起,他就立下誓言:要用自己的一生报效祖国的养育之恩。李济生大学毕业时,没有选择留在大城市,而是去了西北航天试验基地。从此,他的一生就紧紧与祖国的航天事业融在了一起。


李济生向记者袒露心扉时说:


航天事业跟民族的自强、国家的实力联系得太紧密了,你一旦置身其中,就会自然地产生一种很强烈的责任感,原先单纯的报恩思想,就会潜移默化地转变成对事业的痴迷。投身航天事业,用知识回报国家,再通过不懈努力、奋斗,把事业不断推向前进,是我一生的追求。


正因如此,“事业重如山,名利淡如水”,成了李济生的人生座右铭。


李济生几次出国学习和进修,有人以优厚的待遇动员他留下来,而他每次都不为所动,如期归国。


1997年6月,李济生主持研制开发的某型号卫星测控实施方案,经评议申报国家部委级科技成果一等奖。负责整理报奖文件的高级工程师樊恒海,理所当然地把李济生的名字排在了第一位。没想到李济生看到报奖文件时,把自己的名字划掉了。他对樊恒海说:“参加这项工作的人很多,我没有做具体技术工作,不要报我。”


这就是李济生,他不愧为中国航天科技工作者的楷模。


一颗颗新星

璀璨了夜空

飞升的轨迹

是先生的皱纹……


中国又痛失一位科学巨匠

让我们一同缅怀……


End

本文转载自微信公众号『湖北日报』来源:光明日报、新华社、人民日报等

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