两颗卫星出现故障，西安卫星测控中心进行长达100多天、惊心动魄的太空大营救

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中心指挥大厅（资料图片）

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天地通（资料图片）

　　卫星在茫茫太空中运行，一切都要靠地面测控的保障。去年10月的一个夜晚，我国一颗在轨正常运行的卫星，突然发生严重故障，卫星姿态失控，星体在太空开始翻滚。以每秒钟数公里速度运行的卫星，一旦失去控制，就像一匹脱了缰的野马，在空旷的太空里狂奔乱冲。作为中国卫星长期在轨管理的测控部门，西安卫星测控中心开始了一场惊心动魄的太空大营救。

 　　面对在太空中翻滚的卫星，第一步就是要确定其姿态。在正常情况下，确定卫星姿态并不难。然而，由于卫星发生故障后，过去用来确定卫星姿态的方案和技术手段已不能使用。卫星测控中心组织30多位专家，提出了一种全新的定姿办法，利用断断续续获得的零星数据，在极其困难的条件下，确定了失控卫星的姿态。

　　卫星的姿态确定了，接下来就要掌握卫星姿态的变化规律，寻找出最佳的抢救时机。卫星姿态的变化，受到空间磁场、高空大气、重力梯度等许多因素的影响，在国际航天领域里，这是一个令许多专家犯怵的技术难题。对中国航天测控人来说，掌握失控卫星姿态的变化规律，也是一项重大的新课题。

 　　在那些紧张的日子里，专家们创造性地提出了一种可以利用数据进行不断修正的姿态预测方案。经过一次次的仿真模拟、一次次的技术验证、一次次的方案完善后，终于准确预测出12月8号是最佳的抢救时机，错过这个战机，卫星就可能永久地失控，成为太空垃圾。 　　即使是这个千辛万苦获得的最佳抢救时机，每次可供利用的控制窗口也只有短短的10秒。按传统方式实施抢救，发送指令和数据的时间至少需要30秒。新的困难又摆在了专家们面前。又是几个不眠之夜。最终，他们通过调整指令结构、创新判别方式、改进程序设计等途径，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，在中国航天测控人的手中终于起死回生，恢复了正常运行。

 　　祸不单行。就在这颗卫星抢救成功后不久，又有一颗刚发射入轨的卫星，因为出现故障与地面失去联系。西安卫星测控中心的科技工作者征尘未洗，又投入了新的战斗，先后解决了卫星姿态预报、窄波束天线条件下的测控实施、小推力轨道机动等三大技术难题，最终使卫星成功定点。

　　在接受记者采访时，西安卫星测控中心的专家说：“100多天的卫星抢救过程中，遇到的这些技术难题和最后采用的抢救方案，都是教科书上没有的”。中心主任董德义深有感触地说：“这两颗卫星的抢救难度非常大，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。”

　　从“东方红一号”到“神舟六号”，西安卫星测控中心一次次把成功写在茫茫天宇

 　　航天测控是航天工程的重要组成部分。它通过测控网，对航天器进行跟踪、测量和控制。航天测控是反映一个国家综合科技实力的重要标志之一。美国、俄罗斯都是在全球布网，对航天器进行全时段测控。我国的航天测控，由于受到诸多条件限制，测控网覆盖率还不到这些国家的五分之一，困难可想而知。

 　　最初的卫星测控中心，是伴随我国第一颗人造地球卫星发射而组建起来的。当时大多数科技人员对航天测控知识知之甚少，许多人甚至连计算机是什么模样都没见过。就是在这样的条件下，西安卫星测控中心克服了重重困难，经过一年多的努力奋斗，终于编制成“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。1970年4月24日，我国第一颗卫星成功发射后，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。

　　1984年，我国准备发射第一颗地球同步轨道通信卫星。测控这种卫星的技术十分复杂，而且需要高性能的计算机。美国等发达国家测控这种卫星时，使用的是当时最先进的、运算速度每秒百万次以上的高性能计算机。而西安卫星测控中心那时只有4台晶体管计算机，加在一起的运算速度也只有几十万次／秒，总内存量不如一台现已被淘汰的286微机。

 　　中心科技人员大胆探索，用软件来弥补硬件的不足。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，确保了测控任务的圆满完成。许多年后，人们把这4台计算机称为“功勋计算机”。后来国外的航天专家到中心参观，看到这4台落后的计算机，怎么也不相信，用这样的设备能实现对通信卫星的测控，认为中心把先进的计算机藏起来了。

 　　1992年，载人航天工程启动。西安卫星测控中心承担了飞船的返回搜救任务。最令人难忘的是“神舟五号”飞船的回收。2003年10月16日，返回中的飞船进入“黑障区”。这时，飞船与大气层剧烈磨擦产生电磁屏蔽，与地面通信暂时中断。飞船出“黑障区”时，回波信号剧烈起伏，前置雷达站跟踪目标不稳，如果此时不能及时捕获目标，就无法得到引导数据，从而影响各种控制指令的发送。

 　　关键时刻，西安卫星测控中心果断实施“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。返回舱打开降落伞，空中搜救人员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，中华民族千年飞天梦想成为现实。在“神舟五号”飞船返回过程中，西安卫星测控中心创下了预报落点和实际落点仅差1公里、空中搜救分队50秒到达返回舱落点两项世界航天奇迹。

 　　“神舟六号”飞船返回前夕，为了确保返回安全，指挥部决定将着陆地点东移9公里。这意味着用了两个多月完成的回收搜救方案要重做，而当时离回收只有短短几天。他们果断应对，制定新方案，开展突击演练，终于在规定的时间里，建立了新的搜救状态。“神舟六号”返回了，虽然是在夜间，中心首次用新的光学记录设备，在飞船未出“黑障区”时就准确捕获目标，并对飞船返回进行了实时拍摄，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。

 　　中科院院士、归国博士，西安卫星测控中心的“牧星人”把才华、智慧和忠诚奉献给祖国航天事业

　　西安卫星测控中心组建初期，在祖国的召唤下，一群肩负国家使命的热血才俊，积极投身航天测控事业，开始在浩瀚的天空描绘一幅幅蓝图。“科研出成果，任务打胜仗，人才是基础”。中心党委书记张胜勤对此深有体会。他说：“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。”

　　中科院院士、原中心总工程师李济生，长期从事卫星轨道的精密定轨工作。我国第一颗卫星发射成功后，大家都在欢庆，他却望着神秘的苍穹在想，这颗卫星的轨道精度是多少？测定轨道的精度越高，对卫星进行控制的质量就越高。李济生在30多年的不懈求索中，测定的轨道精度，从几公里级－千米级－百米级－十米级－米级，一次次取得成功。 　　巫致中，这位1963年大学毕业的数学力学系高才生，为我国航天测控事业的崛起和腾飞做出了重要贡献。他从事的工作，就是用科学的语言编制一套“信息流程”，将卫星和地面连成一条测控回路，使地面的指令能发到卫星上，卫星上的信息能传到地面，实现人对卫星的精确测量和及时控制。

 　　出席过全国科学大会、担任过全国政协委员的祁思禹，是中心技术部的高级工程师。1967年，祁思禹接受了返回式卫星测控和回收方案的编程任务。他带领轨道组的技术人员，花了整整5年时间，用手工编制等修改了近4万条指令程序。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。在现场指挥的钱学森说：“把祁思禹叫来”。钱学森问他：“有人主张今天就回收，北京在等待答复。”祁思禹胸有成竹地回答：“依我们的计算结果，可以按计划回收。”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！”

　　正是有了这批航天测控的人民功臣，才有了我国航天测控事业的辉煌。现在，西安卫星测控中心已经顺利实现了高层次科技人才的新老更替，拥有了以余培军、李恒年、王家松为代表的新一代青年人才方阵。

 　　1991年毕业于北京航空航天大学的余培军，是中心技术部的副总工程师，已参加了30多次卫星和飞船的测控任务，取得了10多项高等级科研成果。其中，有7项填补了国内空白，有6项属于关键技术。在今年2月一颗卫星抢救过程中，余培军通过对卫星信号消失前的散乱数据分析，准确判断出卫星发生故障时的运行姿态，并针对故障卫星来电时可能出现的数十种状态制定了不同预案，为抢救成功奠定了基础。

 　　软件室高级工程师李恒年今年刚过40,在执行“神舟五号”载人飞行任务前，他对“神舟一号”到“神舟四号”的实际测量数据，进行了复杂的分析建模，创造性地提出了返回舱气象风修正落点预报方法，经过近百次的仿真测算，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。在抢救某颗失控卫星时，不少人认为已经没有救了，而他和战友们却不离不弃，从测控数据中出现的一个小的细节中看到了一丝曙光，果断提出了抢救方案并取得成功。

　　1968年出生的轨道室副主任、研究员王家松，曾在国外读博士。在欧洲空间操作中心组织的“环境卫星”轨道竞赛中，他研发的定轨软件径向精度达到了2－3厘米，一举夺冠。他的英国导师热情挽留他，并许诺优厚待遇，但王家松带着自己的研究成果，毅然归国。王家松结合国家“嫦娥工程”研发的具有自主知识产权的“环月轨道段精密定轨软件”，采用国际先进的有关实测数据和标准轨道验证，软件定轨误差达到了世界先进水平。

 　　从李济生、祁思禹、巫致中到余培军、李恒年、王家松，他们是中国“牧星人”英雄群体的缩影。这支英雄群体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，并使之成为永不枯竭的力量源泉，推动航天测控事业不断前进。