文/ 李志廣 莊 芳
打造航天通信測控“天羅地網(wǎng)”
文/ 李志廣 莊 芳
54所研制的通信測控系統(tǒng),織就了一張密實、高效、清晰、完整的通信測控“天羅地網(wǎng)”。
10月17日,長征火箭搭載著神舟十一號飛船,也搭載著國人的希望,飛向浩瀚天外。太空之約,傾情一吻,從此中國有了第一個真正意義上的空間實驗室,開始跨步邁向空間站時代。
“交會對接成功后,天宮二號與神舟十一號組合體將在太空運行30天,完成為期一個月的太空試驗,然后兩者分離,航天員乘坐返回艙,在著陸場重返地面。這將是我國迄今為止時間最長的載人飛行?!敝袊娍?4所所長涂天杰介紹,“54所研制的通信測控系統(tǒng),織就了一張密實、高效、清晰、完整的通信測控‘天羅地網(wǎng)’,在神舟十一號發(fā)射段、神舟飛船與天宮交會對接段、組合體在軌運行段、返回艙著陸搜索救援段的全過程,發(fā)揮重要的通信和測控作用,為指揮員決策、測量控制飛行器安全運行和宇航員與地面指揮中心的天地雙向溝通,提供堅實的保障。”
“安全遙控設備是載人航天工程的最后一道安全屏障。在緊急情況下,它可以發(fā)送逃逸指令,幫助宇航員安全逃逸,為宇航員生命安全提供萬無一失的保障,”該系統(tǒng)負責人張新社說。
安控系統(tǒng)在神舟十一號任務中,如同飛船發(fā)射的“安全鎖”,飛行員生命安全的“保險繩”。回想當初調(diào)試設備的情景,項目總師張新社還有“不堪回首”的感覺。在設備連續(xù)加電、測試性能的拷機階段,一個監(jiān)控軟件出現(xiàn)異常,他帶著項目組成員連續(xù)奮戰(zhàn)了15個晝夜?!皩嵲诶哿耍驮诼?lián)試房的桌子上鋪一塊海綿墊,大家輪流休息一會兒”,張新社說。
↑ 在北京飛控中心執(zhí)行現(xiàn)場保障任務的54所技術人員慶祝神舟十一號發(fā)射成功
“這些年輕人很不容易。孩子小,可他們忙起來,根本顧不上照顧家里。安控設備進場安裝的時候,張新社的孩子剛出生20天。他帶著景志剛、王征等同志,在戈壁灘干燥、高溫、大風的惡劣環(huán)境里,連續(xù)奮戰(zhàn)了一個半月?!睖y控系統(tǒng)總師陳建民說。
雖然,為了載人航天任務,很多技術人員錯過了孩子的成長,可是正如54所某測控系統(tǒng)總師高京龍所說,“國家的發(fā)展,技術的進步,一個人只要參與其中,哪怕只有一點點,也會是一生的自豪。我們?yōu)榇烁冻龅男羷?,加班加點,家人雖然辛苦,但最終是能夠理解的,也會因此產(chǎn)生一種自豪感?!?/p>
“如果把天宮二號和神舟十一號比作一對戀人,那么,神舟十一號要想在太空擁抱他的新娘,就離不開我們的通信測控系統(tǒng)這個紅娘。”54所測控系統(tǒng)總師陳建民說。
飛船成功升空進入預定軌道以后,與他的新娘“天宮二號”并不在一個軌道上,他們在相距上萬公里的茫茫太空,“相思”不“相見”?;ハ嗫床灰姡蜔o從交會對接。陳建民介紹,要想完成交會,測控系統(tǒng)需要實時對飛船進行測控。
“測得準,才能控得準。54所通信測控系統(tǒng)通過對天宮二號和神舟十一號進行‘精確定軌’,遠距離引導并精確控制他們進入距地393公里的對接軌道,讓他們實現(xiàn)‘相思并相見’”。高京龍說。
進入對接軌道后,通過測控系統(tǒng)發(fā)送遙控指令,神舟十一號開始了“追妻路”。神舟十一號高速追趕天宮二號,逐漸向天宮二號逼近。測控系統(tǒng)要精準測量、精確控制它們的飛行速度和姿態(tài),“才會避免高速飛行之下,相吻不會變成相撞。”高京龍說,“這一對戀人在太空完成擁吻這個高難度動作,其難度相當于在高速飛行中‘用線穿針眼’。這對我們的測控能力包括測控的精度提出了極高要求?!?/p>
如果說飛船成功上天的瞬間讓人心潮澎湃,交會對接的情景讓人期待,那么,編織通信測控網(wǎng)的54所科技工作者們,就是默默工作的幕后英雄。
“如果把飛行器比作風箏,‘測控’就是手中牽動的那根風箏線。因此,也有人把我們稱作‘牧星人’”。54所測控系統(tǒng)總師耿虎軍曾這樣說。
為神舟十一號任務,54所為渭南站新研了一套測控系統(tǒng)?!皶r間緊是最大問題。從項目啟動,討論形成技術方案,采購生產(chǎn),經(jīng)過一系列環(huán)境試驗、溫度試驗、設備調(diào)試,到設備出所,只用了7個月時間。正常情況下需要14個月?!毕到y(tǒng)總師高杰說。
設備進站安裝的時候,年僅30歲的技術人員姜照昶再次踏上渭南之路。這是姜照昶第五次參加載人航天任務。雖然年輕,卻是該系統(tǒng)的副總師,也是航天事業(yè)的一名老兵,“新設備有十余個大機柜,布線、走線、機裝、電裝,整個安裝下來,差不多用了兩個月的時間。這段時間,大家都是連軸轉(zhuǎn),每天都要干到晚上10點以后?!?/p>
渭南站調(diào)試完畢,姜照昶回到石家莊,剛剛接手新任務不久,就接到父親病危的通知?!敖贞频母赣H是某基地技術部的總工程師,渭南站也在他技術管轄的范圍內(nèi)。父子兩代都與航天測控有著不解之緣。”高杰說。
姜照昶匆匆趕往西安探望病中的父親。醫(yī)生說,其父積勞成疾,最后病倒在崗位上。就在不久前,在渭南站安裝調(diào)試設備的時候,他還與父親一起討論技術細節(jié)。以往的點點滴滴,姜照昶覺得還歷歷在目!在姜照昶的印象里,父親總是一絲不茍,要求苛刻。他總是說,為載人航天研發(fā)的設備,必須萬無一失,一丁點兒差錯都不行。
姜照昶匆匆奔往醫(yī)院,卻只來得及見到父親的最后一面。連遺言都來不及聆聽。辦完父親的喪事,姜照昶再次前往渭南,為一個活動測控站安裝調(diào)試設備。這一去,又是三個月。
神舟十一號發(fā)射前夕,姜照昶為飛船上天進行現(xiàn)場技術保障?!艾F(xiàn)場保障壓力很大。大家都繃緊神經(jīng),全力以待。精神真的是高度緊張?!钡?,他知道,他必須要成功!
54所通信測控系統(tǒng)為天地之間提供了多條通信鏈路。它們就好像“千里眼”和“順風耳”,有了它們,天宮雖遠在天邊,卻仿佛近在眼前。
“通過我們研制的設備,可以實現(xiàn)音、視頻圖像的雙向傳遞,讓航天員和地面人員進行實時圖像交互,航天員在天宮內(nèi)進行操作實驗時,航天飛行控制中心的專家可以通過視頻對其進行指導。”陳建民說。
54所通信測控系統(tǒng)為天地之間提供了多條通信鏈路。遍布各個測控站點的統(tǒng)一測控系統(tǒng),提供天地之間的圖像傳輸。相比天宮一號,參加此次任務的統(tǒng)一測控系統(tǒng)又增加了話音通信的功能;天地通信系統(tǒng)擁有20兆帶寬的通信能力,在天與地之間架起一座完整、清晰、流暢的寬帶通信大橋;架設在太空36000公里的三顆中繼衛(wèi)星組網(wǎng)運行,通過我們研制的地面測控站,在天與地之間打造了一條寬帶、高效、可靠的通信傳輸天路。
“這幾條鏈路互為備份,各具優(yōu)勢?!备呔堈f,它們就好像“千里眼”和“順風耳”,有了它們,天宮雖遠在天邊,卻仿佛近在眼前。
“航天員需要在太空生活一個月之久,除了工作,如果沒有一些娛樂活動,日子將極其難熬。我們多種通信鏈路在滿足工作需要的同時,可以滿足宇航員在天上看電視,上網(wǎng),玩手機,甚至能夠與地面的親人面對面交流通話?!标惤裾f。
54所在主著陸場和副著陸場都布設了多種通信手段,保證宇航員乘坐返回艙著陸后,搜救任務萬無一失。為提高搜救效率,54所專門研制了多種類型的衛(wèi)星通信設備,包括機載站、車載站、便攜站、固定站等各種站型。
與以往的設備相比,新設備的傳輸速率更高。這意味著加班加點成為項目組的常態(tài),他們只能用勞動強度彌補時間的不足!史上最快速度,是同志們用汗水換來的!
“裝載54所研制的機載衛(wèi)星通信系統(tǒng)的直升機,也是首次參加載人航天任務。它將在搜索救援任務中作為指揮機使用,指揮和引導參加搜索救援的直升機群?!痹撓到y(tǒng)總師胡小洪說,這套系統(tǒng)配備新一代衛(wèi)星通信終端,傳輸效率更高,信號更加穩(wěn)定,可以有效解決直升機旋翼對電波遮擋造成的數(shù)據(jù)丟失問題,把拍攝的圖像完整清晰地傳輸?shù)街笓]中心。
接到任務的時候,距離神舟十一號發(fā)射只有幾個月時間。技術人員侯永飛、魏瑞剛、張衡、姚國義4位技術人員,在胡小洪的帶領下,分工協(xié)作,放棄了周末休息,放棄了中秋節(jié)、國慶節(jié)與家人團聚的時間,商討技術細節(jié),攻克技術難關,不斷改進波形算法,反復試驗,多次到用戶處裝機驗證設備性能。
為解決調(diào)試和測試中發(fā)現(xiàn)的問題,侯永飛以試驗室為家,連續(xù)熬夜,在計算機編譯算法程序的空檔,才抽時間趴在工作臺上瞇一會,稍微恢復一下體力。
“54所人本身就有一種質(zhì)樸的品質(zhì),在為載人航天事業(yè)研發(fā)和安裝設備的時候,我們不僅僅是進行技術攻關,不僅僅是完成任務,我們還投入了自己的感情?!备呔埲缡钦f。
“早上出發(fā),連夜趕路,行程1000多公里,晚上11點半趕到現(xiàn)場,立馬開展聯(lián)調(diào)工作,一口氣干到了第二天凌晨三點多。”前往現(xiàn)場執(zhí)行技術保障任務的技術人員沈玉說。 此時,從測試場到住宿地,已經(jīng)沒有班車。沈玉、李東東只好徒步趕回住宿地?;囊办o寂,一路疾走,一個多小時才回到宿舍,“已經(jīng)累癱了!”可是,第二天還要早起,繼續(xù)調(diào)試設備。同事們都說,干起活兒來,沈玉就是一個名副其實的女漢子!
由于參與搜救任務的無人機要具備全天候作業(yè)的能力,所以現(xiàn)場保障人員也要隨時待命?!氨U先藛T經(jīng)常要凌晨一兩點鐘起床。有時,晚上睡得很晚,非常辛苦?!痹衩驼f。
“不管在哪兒做技術保障,精神都是高度緊張的。”陳建民這樣說,幾乎每次載人航天任務他都會去現(xiàn)場。這一次,他再次前往天地通信監(jiān)控中心進行技術保障。10月16日晚8點,進入中心的機房,整夜沒有合眼,直到聽到神舟十一號飛船成功發(fā)射的喜訊,他才暫時松了口氣。
(作者單位:中國電子科技集團公司第54研究所)