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精測妙控 “牧星”蒼穹

  • 發(fā)布時間:2015-10-21 04:31:44  來源:科技日報  作者:佚名  責(zé)任編輯:羅伯特

  楊燕群 宗兆盾 高 盛

  放牧衛(wèi)星于浩瀚太空,對其進行跟蹤測量控制、故障診斷維修等,直至其壽命終結(jié),是中國西安衛(wèi)星測控中心的神圣使命。中國航天一日千里,如今,已有百余顆“中國星”在太空遨游,以該中心測控技術(shù)部研究員李恒年為代表的測控專家肩負重任、步履鏗鏘。

  初生牛犢為衛(wèi)星延長7年壽命

  “風(fēng)云二號”衛(wèi)星成功發(fā)射那一年,李恒年33歲,他獨自承擔(dān)了定姿軟件編寫。

  經(jīng)過多次仿真測試和實戰(zhàn)調(diào)研,李恒年發(fā)現(xiàn)我國航天測控衛(wèi)星姿態(tài)確定一直沿用的老算法存在不少問題,不僅對衛(wèi)星定姿偏差比較大,而且非常消耗燃料。但這套算法是上世紀70年代創(chuàng)立的比較成熟的算法,推翻它,不僅需要過硬的技術(shù)實力,更需要挑戰(zhàn)權(quán)威的勇氣!

  李恒年把自己逼上絕境,全力以赴、反反復(fù)復(fù)演算求證,經(jīng)過仿真模擬、編碼、測試,一套全新的姿態(tài)確定算法軟件方案逐漸成熟。他本來不想驚動領(lǐng)導(dǎo)悄悄提交上報,但還是被有關(guān)專家審閱技術(shù)文件時發(fā)現(xiàn)了。

  一天夜里,領(lǐng)導(dǎo)突然打電話叫李恒年開會,語氣特別嚴肅。會議室里,各路專家們一言不發(fā),李恒年感到了一種“過堂會審”的緊張。

  就在他一籌莫展時,時任測控中心副總工程師的李濟生院士點頭說:“從我們定軌的經(jīng)驗來看,用這個方法是可行的?!?/p>

  此方案用于“風(fēng)云二號”衛(wèi)星的姿態(tài)確定,精度提高了近10倍,節(jié)約星上燃料達15公斤!這意味著可以為衛(wèi)星多提供7年多的能源保障。

  讓失控69天的衛(wèi)星起死回生

  牧星九天,危機四伏。2006年10月,我國一顆遙感衛(wèi)星突發(fā)故障。遙測數(shù)據(jù)顯示,衛(wèi)星在太空中急速翻滾,星上能源完全消失,只有陽光照射到太陽能帆板時,才有幾秒鐘的信號反饋。

  衛(wèi)星研制部門和航天測控戰(zhàn)線的專家緊急會商。當(dāng)務(wù)之急是盡快確定衛(wèi)星姿態(tài),抓住每次幾秒鐘的衛(wèi)星加電時間,注入控制指令,使衛(wèi)星停止翻滾,轉(zhuǎn)入正常運行姿態(tài)。否則,造價十多億元的衛(wèi)星,將成為毫無用處的太空垃圾。

  李恒年臨危受命。

  面對時斷時續(xù)的遙測數(shù)據(jù),一切現(xiàn)成的算法都無濟于事。20多個日日夜夜,建模、計算、分析,再建模、再計算、再分析,李恒年只要閉上眼睛,就仿佛跟著衛(wèi)星在旋轉(zhuǎn),在看太陽、地球、感受衛(wèi)星的受力……

  在那些緊張的日子里,李恒年帶領(lǐng)他的團隊創(chuàng)造性地提出了一種可以利用數(shù)據(jù)進行不斷修正的姿態(tài)預(yù)測方案,并準(zhǔn)確預(yù)測出衛(wèi)星最佳搶救時機。

  按照他提出的建議方案,遠望號測量船在南半球上空準(zhǔn)確捕獲衛(wèi)星。隨著一條條指令的發(fā)出,一項項數(shù)據(jù)的注入,失控69天的衛(wèi)星,在中國航天測控人的手中起死回生,恢復(fù)了正常運行。

  談起衛(wèi)星搶救,李恒年說:“越是有難度,越要敢攀登,航天人的使命支撐我一次又一次把自己逼到絕境。”

  由10公里縮小到374米

  神舟飛船返回艙落點預(yù)報是李恒年科研生涯中濃墨重彩的一筆。從“神一”到“神七”,飛船返回艙落點預(yù)報精度由10公里精確到300多米,一步步鑄就了李恒年的“金字招牌”。

  1公里,應(yīng)該是很精確的落點預(yù)報了吧?李恒年卻不這樣認為。在神舟六號任務(wù)中,他又開始了新一輪沖刺,及時攻克了快速優(yōu)選數(shù)據(jù)源的難題。他帶領(lǐng)團隊計算出的飛船制動時刻非常精確,誤差僅有200毫秒,猶如眨眼的時差,飛船像個聽話的孩子,飛速沖向預(yù)定落區(qū)。由于更準(zhǔn)確的預(yù)報,搜救人員僅用12分鐘就趕到了返回艙落點。

  但李恒年仍不滿足,“能不能把落點誤差再縮小些,讓搜救隊員到達再快一些”。一旦有了想法,李恒年就會立即著手付諸行動。在神舟七號任務(wù)中,他帶領(lǐng)團隊做了大量的建模與仿真分析,開發(fā)了飛船姿態(tài)新型計算軟件,并進行了高空氣象風(fēng)對返回艙控制與落點預(yù)報精度的影響研究。最終,返回艙落點預(yù)報結(jié)果與實測只差374米!

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