“中国精度”,他们创造
来源:人民日报 作者: 时间:2012.08.07
2012年6月24日,我国首次由航天员控制神舟九号飞船与天宫一号成功实施交会对接。一支富有生命力的科技创新团队,激活了航天飞行任务的“神经中枢”,以精准的飞控刷新了航天飞控领域的“中国精度”:
——11次轨道控制,次次精度远优于指标要求,为“太空之吻”铺设精准轨道;
——突破了轨道重构技术,确保在异常情况下也能顺利实现交会对接……
这支来自北京航天飞行控制中心的科技创新团队,以堪称完美的表现,履行了飞控成功率100%的誓言,再次将中国航天飞行控制技术推向新的高度。
创新梦想——
承载着飞控人的使命与担当
从2011年11月3日“天宫”、“神八”第一次高难度“太空之吻”,到2012年6月24日航天员手控“神九”与“天宫”精准对接,仅仅间隔7个多月。
13天载人飞行、10余次变轨、2次对接,首次载人交会对接飞控复杂程度创下中国航天之最。提到这次任务的难度,北京航天飞行控制中心(下称北京中心)主任陈宏敏一连用了四个“最”,“对我们飞控来说,最大挑战是天地协同控制,最大难题是异常情况下的应急处置,最核心的问题是飞行控制精度,最关键的工作是确保航天员绝对安全。尤其是航天员要手控飞船在太空中与目标飞行器精准对接,在我国航天发展史上还是第一次,挑战前所未有。”
作为载人航天飞控神经中枢,重任再一次落在北京中心肩上。火箭托举神舟九号飞船升空约9分钟后,北京中心就接手飞船的控制。所有对飞船和“天宫”发送的指令都从这里发出,所有的数据都在这里汇聚,整个飞控过程都由北京中心计划、组织、实施。
各类方案、预案700多项,400多次内外部联调联试,500多万字的各种总体技术实施方案,近500余万行源程序的飞行控制软件系统完善升级,这一切都在短短7个月的时间里完成。
在执行载人交会对接任务的科技干部中,既有经验丰富的老专家,又有技术过硬的中坚力量,还有初露锋芒的青年才俊,可谓老将新星齐上阵。
针对载人交会对接任务轨道控制频繁、精度要求高的挑战,轨道专家李革非和同事们优化了轨道控制策略、突破了精确轨道控制技术,实现了控制精度百米量级到十米量级的飞跃;
针对两次对接实施过程复杂,技术状态变化大,天地协同要求高的特点,副总工程师李剑带领团队提出新理念,带头开发了飞控协同工作程序自动生成模式,实现了飞控计划运行的全自动;
针对载人交会对接任务多型号、多目标和各层次人员的需求,总工程师童斌带领团队打造了全新类型任务平台,为飞行器铺设了一条安全、畅通、高效的信息高速公路……
童斌经历过历次载人航天飞控任务,他的感触比常人更深:时代在变,攻关人员面孔在变,可有一种精神从未改变——胸怀使命,敢于担当,这是不断推动我们前进的力量源泉。
创新激情——
激荡着飞控人的勇气与智慧
对于北京中心技术创新团队来说,“创新的境界就是追求完美、精益求精,成败往往就在毫厘之间。”
“神九”与“天宫”完美对接的背后,源于北京中心几次远距离变轨控制的精准。
“这几次变轨控制对于载人交会对接任务来说至关重要,能否使神舟九号在规定的时间准时到达规定的地点将关乎这次任务的成败。”轨道室主任谢剑锋说,“要准确控制两个以每秒7.8公里速度高速飞行的飞行器,就好比在太空中打两个‘移动靶’,精度至关重要。”
谢剑锋和同事反复推演,突破了远距离导引最优控制策略及轨道重构技术。这一技术大大提高了控制精度,确保了在较高太阳辐射流量和地磁扰动情况下,远距离导引控制精度高出指标1个量级,将原计划实施的5次变轨减为4次,简化飞行控制操作的同时,也提高了航天员和飞行控制的安全性和可靠性。
手控对接是这次任务的重中之重,为了让地面专业支持人员更好地了解航天员手控对接的情况,北京中心的科技人员巧妙设计了航天员同步监显软件,实现了“航天员能看到什么,我们也看到什么”的设想。就好像地面有一双“眼睛”,为手控对接成功提供“双保险”。
就在手控交会对接前几个小时,遥测岗位故障自动诊断系统发出了一阵刺耳的报警声。总体室主任陈险峰却异常冷静,他迅速组织故障小组,不到半个小时,将故障顺利解除。
其实陈险峰心里十分有底,任务前,他们一起准备的各种故障预案多达上百种。虽然手控对接只有短短8分钟,但针对可能出现的问题做了30多个监视页面,20多种预案。这些预案就像一张随时待命的大网,时刻准备着化解每一个环节可能出现的危险。
这支创新团队确实闯出了一条高精度飞控之路。“神九”入轨时,他们只用3分钟时间就确定了神舟九号入轨根数,比计划时间缩短了7分钟,轨道控制精度达到了万分之三……这一项项重大技术突破,把我国航天测控技术推向新的高度。
创新足迹——
镌刻着飞控人的顽强与坚韧
6月24日,当神舟九号与天宫一号在苍穹紧紧相拥的时候,总体室副主任邹雪梅像孩子一样高兴得又蹦又跳,眼睛里却浸满了泪水。
8分钟,140米,但邹雪梅和同事们足足走了7个月。
“创新就好比一场马拉松比赛,如果不坚韧,很难坚持下来。”邹雪梅说,“创新需要激情和灵感,更需要执着的坚守。”
遥控发令岗位负责人、“85后”的费江涛打了一个形象的比喻:“每一次控制,都像是一次战斗,而我们就是战场上的‘发令兵’。”从领受任务的那一天起,他就在办公室支起了行军床,他知道以办公室为家的日子又来了。
地面飞控人员们的工作也比以往更加繁重。指控室时统专家梁玉秋已经记不得这是第几个假期没休息了。“去年国庆正值天宫一号任务,前年国庆,发射嫦娥二号,再往前是神七……”加班攻关的日子数也数不过来。
任务圆满成功后的那个晚上,贺电、祝福纷至沓来,北京航天城“品”字形飞控大楼灯火通明,北京航天飞行控制中心的这支科技创新团队依旧像往常一样加班攻关。创新的脚步不能停歇,任务的成功只是新一轮创新的开始,他们的目光始终向着远方……