太空“牧星”—中国西安卫星测控中心建功航天事业纪实

经济日报2007年8月7日消息：控制台最后一个计数脉冲一闪，大地震颤，烈焰奔腾，写有“中国航天”字样的长征系列火箭喷吐着橘黄色的尾焰冲向苍穹。

    每次的成功发射都是令人振奋的时刻。然而，对航天工程来说，这仅仅是开始。卫星上天后能否正常运转，能否及时排除故障，则依赖于西安卫星测控中心科技人员的精心控制和管理。人们把他们比喻为“牧星人”，在浩瀚宇宙中，演绎了很多“放牧卫星”的传奇。

    1967年6月23日，这支肩负着神圣使命的航天测控队伍，从秦岭脚下开始了光荣而艰难的征战。40年来，他们披荆斩棘，自主创新，以精测妙控，将一次次成功镌刻在浩瀚的太空。

    航天测控新跨越

    我国的航天测控起步较晚，但卫星测控中心的科技人员自力更生，历经艰辛，编制出卫星轨道计算、轨道预报、数据处理等一整套测控方案。1970年4月24日，“东方红一号”卫星成功发射后，他们准确预报了卫星飞临世界244个城市上空的时间和方位。

    1984年，我国准备发射第一颗地球同步轨道通信卫星。测控这种卫星，发达国家当时使用的是每秒百万次以上的高性能计算机，而西安卫星测控中心只有4台晶体管计算机，加在一起的运算速度也只有每秒几十万次，总内存量不如一台286微机。科技人员大胆探索，用科学的测控计划、灵巧的总联程序、精细的软件设计，弥补计算机处理速度不够和内存不足的缺陷。他们通过4台计算机并联，应用新的测控方案和测控软件，满足了通信卫星的测控需求。人们至今仍然称赞这4台计算机为“功勋计算机”。

    2003年10月16日，当返回中的神舟五号飞船飞出“黑障区”，回波信号剧烈起伏，前置雷达站跟踪目标不稳。中心果断实施“光学引导”，使雷达及时锁定了目标，并测下了飞船每个瞬间的方位、姿态和速度。空中搜救分队与飞船返回舱几乎同时着陆，迎接航天英雄杨利伟胜利归来。

    神舟六号返回时，中心在飞船未出“黑障区”时就准确捕获目标，搜救人员仅用12分钟就赶到落点现场，向世界展示了我国高超的航天器返回控制能力。

    近年来，我国航天发射任务愈加频繁，在太空运行的卫星也越来越多。目前，中心已具备了同时执行2颗卫星实时测控和1颗卫星任务准备的能力，可以同期管理40颗以上在轨卫星的能力，并且可以和国际测控机构进行联网测控合作。

    经过40年拼搏奋斗，西安卫星测控中心实现了航天测控“飞向太空、返回地面、同步定点、飞船回收、多星管理”五大跨越，圆满完成了6次神舟飞船、100余颗卫星的发射测控、回收和在轨管理任务。

    测控技术新突破

    在竞争激烈的世界航天测控领域，创新是航天测控的灵魂。

    去年10月的一个夜晚，我国一颗在轨运行卫星突然发生故障，卫星姿态失控，在太空翻滚，并与地面基本失去联系。

    中心立即组织30余位专家全力抢救。经过反复讨论，利用断断续续获得的零星数据，确定了失控卫星的姿态。由于卫星姿态变化受空间磁场、高空大气、重力梯度等许多因素的影响，寻找最佳的抢救时机，在国际航天领域都是一个技术难题。专家们创造性地提出了一种利用数据进行不断修正姿态的预测方案。经过多次的模拟、验证，终于准确预测出12月上旬为最佳的抢救时机，否则卫星就可能永久失控。

    然而，即使是这个千辛万苦获得的时机，每次可供利用的控制窗口也只有10秒。按传统方式实施抢救的时间至少需要30秒。面对困难，他们又一次刻苦攻关，把遥控发令时间成功缩短到了8秒以内。随着一条条指令的发送、一块块数据的注入，失控69天的卫星，终于起死回生，恢复了正常运行。

    “在卫星抢救过程中，遇到的技术难题和实施的抢救方案，都是教科书上没有的。”中心主任董德义深有感触地说：“如果在10年前，即使想到了现在的抢救思路，当时也不具备把思路变成现实的技术条件。”

    经过几代航天测控人的不懈努力，到上世纪末期，中心已具备对运行在近地轨道、太阳同步轨道、地球同步轨道等多类航天器的测控能力。近10年来，他们紧盯世界航天科技发展前沿，加大创新力度，不断实现测控技术新的跃升，取得了大量自主创新成果，使西安卫星测控中心综合测控能力持续攀升，进一步满足了我国航天事业不断发展的需要。

    测控事业新发展

    “科研出成果，任务打胜仗，人才是基础。”中心党委书记张胜勤说，“40年来，西安卫星测控中心能创造出如此众多的航天测控奇迹，一个重要原因，就是因为拥有一支高素质的航天测控领军人才队伍。”  

    在我国第一颗卫星发射成功后，中科院院士、原中心总工程师李济生望着神秘的苍穹在想，这颗卫星的轨道精度是多少？限于当时的条件，无法计算出轨道精度。而精确测定卫星轨道是卫星测控的基础。测定轨道的精度越高，对卫星进行控制的质量就越高。从那一刻起，李济生开始了30多年的不懈求索，测定的轨道精度，从几公里级—百米级—十米级—米级，不断超越，永不满足。

    祁思禹是中心技术部的高级工程师。1967年，他接受了返回式卫星测控和回收方案的编程任务。1975年11月26日，第一颗返回式卫星顺利升空，按计划3天后回收，可卫星在飞行中突然出现异常，有人建议提前回收。祁思禹胸有成竹地说：“依我们的计算结果，可以按计划回收。”在现场指挥的钱学森一锤定音：“向北京报告，第三天回收。”卫星按计划回收，取得圆满成功。庆功会上，钱学森把一杯红葡萄酒端给祁思禹说：“祝贺你，人民的功臣！”

    近年来，中心党委着力培养和造就新一代领军人才。

    1991年大学毕业的余培军，是一个身经百战的中青年骨干人才。在今年2月一颗卫星抢救过程中，余培军和专家们通过对遥测、轨道、姿态数据进行反复分析后发现，头天为变轨进行准备的天线展开影响了卫星的结构，如不立即采取措施，卫星可能再次失控，他果断提出，提前一天对卫星实施变轨。半个小时后，指令发送到了卫星上，变轨成功，卫星得救了。

    软件室高级工程师李恒年今年刚过40岁，在执行神舟五号载人飞行任务前，他提出了返回舱气象风修正落点预报方法，经过近百次仿真测算，不断修正预报落点方案，成功地将飞船返回舱的预报落点，由10公里的精度提高到1公里以内。

    正是这样一群敢上银河拉纤的“太空纤夫”，组成了中国“牧星人”英雄群体。他们不仅创造了我国航天测控事业一个又一个辉煌，而且在伟大事业的实践中，形成了“爱国奉献、求实创新、精测妙控、艰苦奋斗、团结协作”的航天测控精神，推动航天测控事业不断前进。