中国神舟太空飞船曾面临失控 最后10秒前才成功抢救

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中国神舟太空飞船曾面临失控 最后10秒前才成功抢救

  通讯员 杨冰 姜宁 本报记者 于莘明

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北京飞控中心副主任李剑。

北京飞控中心6年将迎20余次重大航天任务

  除夕之夜,当人们正沉浸在辞旧迎新的欢乐之中时,北京航天飞行控制中心却是另一片繁忙景象。为了让正在太空中飞行的我国首颗月球探测卫星嫦娥一号和神舟七号伴飞卫星“安度”春节,这里的科技人员严密监视、精确控制,丝毫不敢放松。

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“天宫一号”与“神舟九号”成功交会对接。(资料图片)

“长征七号”首飞、“天宫二号”发射、神舟十一号载人飞行……2016年中国航天好戏连台。北京航天飞行控制中心主任陈宏敏此间向记者介绍,从今年开始到2022年这6年时间内,中心主要将连续执行载人航天工程、探月工程以及自主火星探测任务,
总数达20余次,年均近4次,对中心的多任务并行准备实施能力提出很高要求。

  2009年1月25日22时30分,北京航天飞控中心飞行管理室机房。

 

作为我国载人航天工程和探月工程的指挥控制中枢,北京飞控中心今年3月刚满20周岁。1996年,在北京远郊西北旺镇的一片荒芜之中,创业者们垒起第一块砖,敲下第一行代码。仅用3年时间,建起了功能完善的飞控软硬件系统。2003年,杨利伟驾乘神舟五号飞船遨游太空。该中心成功调度10多个地面测控站以及3艘远望号测量船,为航天员保驾护航。此后该中心突破掌握了航天员出舱活动指挥、伴星绕飞控制、天基测控资源使用等关键技术。

  这是一个计算机群落,显示屏上一行行数据源源不断地滑过,各种指示灯闪烁不息,犹如满天星斗。身着蓝色工作服的技术人员均匀分布在工作台前,时而轻点鼠标,时而记录数据,他们正在按照计划对嫦娥一号卫星和“神七”伴飞卫星进行飞行控制。飞管室主任刘俊泽也像往常一样忙碌着,他一边注视着屏幕上不断跳跃的数据,一边检查核对几位技术人员的计算结果,随时准备向在太空中运行的航天器发出控制指令。如果不是远处传来的鞭炮声,你也许很难想象这天就是大年三十。然而,这是刘主任在工作岗位上度过的第七个除夕之夜。

  “长征七号”首飞、“天宫二号”发射、“神舟十一号”载人飞行——对于北京航天飞行控制中心来说,2016年将是重大任务接踵而至的一年。

2004年我国探月工程全面启动,该中心科技人员历时3年,成功突破地月转移轨道控制、月球卫星精密定轨等关键技术,控制嫦娥一号卫星实现绕月飞行和观测,并受控撞击月面丰富海区域,获取了丰富精确的科学数据。2010年,嫦娥二号卫星发射升空。该中心绘制了全新轨道,使它直接飞向月球,节约了大量燃料。嫦娥二号在完成预定的月面成像任务后开展多项拓展试验,至今已超期服役近5年,飞到距地球1亿公里以外的深空。

  被喻为载人航天“神经中枢”和“嫦娥一号领航人”的北京飞控中心,圆满完成了七次神舟飞控任务和我国首次月球探测飞控任务。在嫦娥一号卫星环月运行的444天时间里,每一天,他们都要对卫星进行严密监视跟踪和精密定轨。据统计,至今共实施了8次轨道维持,控制卫星安然度过了两次月食考验,圆满实现了工程确定的环月运行一年的目标。对于“神七”伴飞卫星,也先后实施了20次轨道控制,顺利完成了各种科学实验任务。在北京飞控中心飞管室的精确控制和精心管理下,两颗卫星不但圆满完成预定使命,并且实现了“超期服役”。

  这个位于北京西北郊外、在普通人眼中颇为神秘的机构刚刚度过了自己20岁生日。它被称为中国载人航天和深空探测工程的“神经中枢”。在历次重大任务中,所有的指令都从这里发出,所有的数据都在这里汇聚,所有的信息都从这里传输。一旦出现意外,应急决策也将在这里产生。

“十二五”期间,天宫一号目标飞行器与神舟八号、神舟九号飞船开展多次自动和手控交会对接,神舟十号航天员首次进行太空授课,嫦娥三号探测器着陆月球、“玉兔号”月球车在月面巡视勘察,嫦娥五号再入返回试验飞行器绕月飞行后重返地球……北京飞控中心一次次圆满完成任务。

  “同时对两个航天器进行飞行控制,这在中心历史上还是第一次。”刘俊泽介绍说,“通过人员和技术方面的充分准备,尤其是建立了一套适用于多个航天器长期管理任务的软硬件系统平台,使我们具备了同时控制好这两个重要航天器的能力。”

  “如果把飞行器比作风筝,那么牵风筝线的就是北京飞控中心。当然,这根线是看不见的。”中国科学院院士叶培建介绍,通过遍布在全球的测控网,北京飞控中心可以监测飞行器的状态、遥控飞行器完成各种动作、实现地面与航天员的音视频通话、图像回传等。

谈及后续主要任务,陈宏敏介绍说,在载人航天方面,今年9月、10月我国将连续发射天官二号空间实验室、神舟十一号载人飞船,考核空间站阶段的交会对接和载入飞船返回技术,以及航天员中长期驻留飞控支持技术。2017年4月执行天舟一号货运飞船任务,验证货物运输系统相关技术,开展推进剂补加、快速交会对接等试验。目前北京飞控中心已初步完成了飞控实施方案制定、软件系统开发测试,开展了大量联调联试工作,基本具备任务执行能力。从2018年开始,该中心将连续执行空间站核心舱、实验舱、货运飞船、神舟飞船等10余个航天器的飞行控制任务。2022年我国载人空间站建造完成后,中心还将承担长期运营管理任务。

  23时5分,显示屏上,实际飞行曲线与理论运行轨迹完全吻合,表明卫星一切正常。工程师朱光明舒了一口气,笑着对大家说:“同志们,新年快乐,本圈次的跟踪任务圆满结束。”几分钟后,机房扬声器里传来了发送下一圈跟踪指令的口令。在另一边的“神七”伴星控制台前,分布在全国各地的测控站正按顺序向北京中心传输测控数据,扬声器中陆续传来“跟踪正常,遥测数据正常”的声音。

  “没有北京飞控中心优质的工作,我们是完不成这么多航天任务的。”叶培建说。

在探月工程方面,2017年底,我国计划发射嫦娥五号探测器,该中心将控制探测器在月面软着陆,完成样品采集后,控制月面采样样品返回地面预定区域。目前该中心正在紧锣密鼓地开展各项任务准备工作,计划在今年8月份初步完成方案编写和飞控系统开发测试。2018年左右,该中心将执行嫦娥四号任务,
控制嫦娥四号探测器在月球背面南极地区着陆。

  刘俊泽介绍道:“为确保两颗卫星在各种情况下都能安全运行,我们做了充分准备,不仅制定了多种应急方案,而且配备了强大的值班阵容,今晚值班人员全部都是业务组长、技术骨干。虽然不能与家人欢聚,但能陪伴‘双星’一起过年,确保他们正常运行,我们感到无比幸福和满足。”

  “神舟一号”发射时,他们的平均年龄只有28岁

在深空探测方面,该中心将于2020年左右执行自主火星探测任务,完成火星全球遥感和着陆巡视勘察的任务目标。

  此时,显示屏上方时间显示为2009年1月25日23时59分,远处的焰火如报春花接连在空中绽放,新年的钟声悠然响起。太空中的“中国星”正在平安运行,北京航天飞控中心飞管室的技术人员静静地守望着星空,在心中默默地向祖国报平安,向亲人传递着牵挂与祝福……

  任务准备期间,46岁的北京飞控中心副主任李剑再次走进指挥大厅。在这座频繁出现在聚光灯下的现代化大厅里,李剑听过任务成功时同事们爆发的掌声与欢呼声,也见过老一代科学家喜极而泣的场景。

陈宏敏表示,今后几年是北京飞控中心创新发展、制胜未来的关键时期。中心后续承担的任务密度之高、难度之大、状态之复杂前所未有。未来任务面临“新火箭、新发射场、新飞行器、新任务平台”形势,将使用长征五号、长征七号两型新一代火箭,首次启用新建的海南发射场,空间站核心舱、实验舱,货运飞船,嫦娥四号、嫦娥五号探测器、月球中继卫星、火星探测器等全部为新研型号。为此该中心将使用全新研制的第三代软件,建设完全自主可控的飞控任务系统。

  20年里,北京飞控中心多次成为世界瞩目的焦点。从1999年执行“神舟一号”首飞任务至今,中心圆满完成历次载人航天、交会对接和4次探月工程任务,保持着100%的飞控成功率。

(科技日报北京4月10日电)

  李剑见证了北京飞控中心从无到有的发展历程。1992年,我国决定实施载人航天工程,代号“921工程”,并定下“争八保九”的目标,即争取在1998年、保证在1999年进行第一次飞船发射试验。

  1996年3月,北京飞控中心成立,第一座飞控大楼在西北郊外的稻田中破土动工。李剑就在这时从西安卫星测控中心调到北京飞控中心工作。他记得,飞控大楼孤零零地立在田野中,“找了好几个出租车司机都不知道有这个地方”。

  当时有人用“三无”来形容这个刚刚成立的中心:没有一台现成用于载人航天任务的设备,没有一行可用的软件代码,没有一本完整的飞控方案。

  更紧迫的是缺人,几个老同志带着刚刚招聘的大学生,“大学生脑子里跟白纸一样,连飞船长什么样都不知道”。

  “中国载人航天工程会不会因为北京飞控中心建设的速度而推迟?”一些领导表达了自己的担忧。

  “虽然时间非常紧迫,但是有效利用时间的主动权却掌握在我们手里。”这批飞行控制领域的创业者每天活跃在飞控大厅、食堂、宿舍的三点一线之间,眼睛熬得通红。

  “有时两三个月出去一次,忽然发现航天城外面多出来一条马路,一问才知道是新修的。人家肯定会想,你是火星来的吧?”李剑笑着自嘲。

  回过头看,李剑认为“神舟一号”发射前的3年对他们来说是一段艰难的岁月。人员缺乏经验,软件平台尚未建成,大量工程问题暴露出来,一切都在摸索之中。

  就是在这样的背景下,这群开拓者穿梭在大大小小的仪器设备和蛛丝般粗细不同的电缆、插头间,在一次次试验摸索中,研制出了第一代一体化航天飞行控制平台,用以支持多种型号任务、多目标测控的需要。

  渐渐地,这群青涩的大学生发现,与那些在其他单位当学生、做助手的同学相比,他们大多处在各自领域的关键岗位上,甚至具备了独当一面的能力。

  1999年11月20日,“神舟一号”飞船如期在酒泉航天发射场发射升空。指挥大厅里的人们沉浸在一片兴奋之中,他们互相拥抱,用力鼓掌,有人还激动得流下眼泪。此时,这个创造了奇迹的年轻群体平均年龄只有28岁。

  时刻准备化解危机的日子有一种迷人的魅力

  2003年10月15日~16日,中国首位进入太空的航天员杨利伟巡天遨游21小时23分钟,并在飞船上向世界发出来自中国的问候。

  这是永载中华民族史册的一刻,中国进入了载人航天的新时代。从技术角度讲,由于人的出现,相关的保障更加复杂,对飞控提出了更高的要求。

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