饶炜:创新设计造卫星

饶炜:创新设计造卫星

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我国探月工程自1994年开始酝酿,2004年全面启动。在嫦娥一号卫星先行3年之后,已成功完成3次近月制动的嫦娥二号卫星,计划于今日降轨至近月点15公里,以便拍摄并传回未来嫦娥三号探测器落月备选着陆区的精细影像,基本实现嫦娥探月工程在“绕”这一阶段的主要任务。为了这一刻的到来,中国航天人已经准备了很久。无论是设计师,还是遥控发令员、轨道控制员,他们一直都在自己的岗位上默默奉献着。

饶炜 创新设计造卫星

他是嫦娥一号卫星的总体主任设计师、嫦娥二号卫星的副总设计师。他叫饶炜(如图,资料照片),中国空间技术研究院一名多年奋战在月球探测工程研制中的“老兵”。

争分夺秒

为赶进度、攻难关,他常常工作到凌晨

2004年1月23日,我国月球探测工程全面启动。在航天领域默默耕耘了11年的饶炜,以其过硬的技术和丰富的业务经验,被任命为嫦娥一号卫星的总体主任设计师。

2008年,嫦娥二号卫星正式立项,饶炜又被任命为型号副总设计师。为了抢时间、赶进度、攻难关,他常常工作到凌晨两三点。他组织完成了嫦娥二号卫星技术可行性方案论证,完成了与各大系统的接口协调,并配合工程总体完成了立项工作。

决战排险

“累,但是值得”

在嫦娥二号卫星研制的3年中,饶炜和他的同事不知度过了多少个不眠之夜。当被问到累不累时,饶炜说:“累,但是值得。”

7月29日16时30分,嫦娥二号卫星在西昌卫星发射中心进行发射前的最后决战,在一次整星加电测试过程中,控制计算机B机遥测数据突然发现异常,数据显示B机可能存在硬件永久故障。发射在即、问题突发、时间紧迫!饶炜立即配合“两总”根据有限的信息对故障进行细致排查。三伏天里,饶炜和同事们裹着棉大衣,一会儿在只有十来度的电测间读数据,一会儿又跑到厂房外的露天空地召开小型分析会。经过紧急攻关,他们终于在24小时内定位了故障区域,并最终在60小时内圆满完成了归零工作。

嫦娥二号卫星拥有众多新技术,而这些新的技术和创新方案需要通过大型对接试验进行验证。为此,饶炜曾带领同事们在短短2个月内,奔赴祖国大江南北,转战4万里,实现八地对接。

“我们已经习惯了通宵达旦加班加点的他,习惯了思考分析问题时眉头紧锁的他,习惯了问题解决时突然莫名兴奋的他……”饶炜的同事们说,“他就是我们团队里的铁人。”

于天一 遥控发令“金手指”

从他和同事指尖发出的指令,引领着“嫦娥”奔月的星际旅程。嫦娥二号卫星的每一次姿态调整、每一次变轨,星上科学仪器的每一次开机与状态设置,都是通过他们的遥控指令来完成的。他叫于天一(如图,资料照片),今年30岁,北京航天飞行控制中心软件室遥控组组长。

遥控发令,领航“嫦娥”

“每一次轨道控制,都像是一次战斗”

“在‘嫦娥二号’任务中,我的岗位名称叫做‘遥控发令’。简单来说,嫦娥二号卫星在茫茫太空中做的每一次姿态调整、每一次变轨以及星上科学仪器的每一次开机与状态设置都是通过接收我们这个岗位发送的控制指令来完成的。”于天一说。

万事开头难。奔月途中第一次中途修正是于天一和同事们对嫦娥二号卫星进行的第一次轨道控制。当时,卫星发动机等一些关键部件还没有开启验证过。“可以说,第一次中途修正既是一次关键的轨道修正,确保嫦娥二号卫星能够在广阔的宇宙空间中与月球邂逅,同时也是了解发动机性能的重要机会。”于天一说。由于第一次中途修正十分完美,原定的后两次中途修正都取消了。

10月6日上午的嫦娥二号卫星第一次近月制动,毫无疑问是整个嫦娥二号飞控任务中最关键的轨道控制之一。

“如果控制成功,‘嫦娥二号’将成为我国第二颗月球卫星。反之,嫦娥二号卫星就有可能飞向宇宙深处,再也回不来了。”于天一解释。

为了确保第一次近月制动的成功,于天一和同事们做了精心准备,并且提前7小时就进入了紧张有序的准备程序。他们发送的指令准确无误,卫星发动机准时开,准时关。随着一系列精确控制,嫦娥二号卫星在太空中完成了一次堪称完美的“刹车”。

“嫦娥二号卫星的每一次轨道控制,对我们来说都像是一次战斗,需要我们凝神聚力,不能有丝毫马虎。几次轨道控制完成后,我们似乎都没有特别的兴奋,有的只是长舒一口气,然后投入后续的战斗。”于天一说。

严慎细实,万无一失

“在正确的时间做正确的事情”

“遥控发令这个岗位,需要沉着冷静,能够处变不惊,而且对每一项工作都要严、慎、细、实,确保万无一失。”于天一说。

通过遥控指令控制嫦娥二号卫星,指令只需几秒钟就能到达。因此,一旦发送就没有更改的机会,必须确保一次成功。

于天一说,发送指令前要经过很多步骤的检查,以确保操作完全正确,还要掌握时间上的准确性,错过了时间点,原先那套指令就可能作废,要从头设计。“简单地说就是在正确的时间做正确的事情。”

这对控制人员是很大考验。指令发送错误将导致当时的控制无法实施,而在关键点上不容许有任何失败,“比如第一次近月制动,一旦错过就很难补救。”于天一说。

为了保证指令发送的准确性,于天一和他的同事要熟练把握卫星的整个技术状态,每一个操作过程中都要想好下一步。除了发送指令,于天一还要监控指令发送和执行后卫星的状态,无论指令发送成功还是失败,“对各种可能的异常情况都要有准备,能够确保整个控制过程都在掌控之中。”

“神七”实现中国人首次太空漫步,航天员翟志刚在太空挥动五星红旗的指令就是由于天一发送的。他回忆说,最初是按既定程序向飞船注入指令,确保相机转动视角。但由于失重环境的影响,翟志刚推了几次舱门都没能打开,这就是一种异常情况。此时仍要通过遥控指令的发送,确保在航天员出舱时成功转换相机视角,要成功控制舱内摄像机转移到舱外摄像机。当时飞船正在高速运行,但于天一根据情况变化,及时准确地计算出发送指令,保证摄像机运作、并不间断地将数据输送到直播画面和测控中心,“如果当时指令发送错了,就要再发很多其他指令才能达到这个效果,会浪费时间和时机。”

刘勇 轨道控制闯难关

茫茫太空中,嫦娥二号卫星正在哪里,下一步要走到哪里,一切无不在他的掌握之中。“嫦娥二号”正牵引着全世界的目光,北京航天飞行控制中心轨道室控制组组长刘勇(如图,资料照片),也带领着团队闯过了道道难关,陪同“嫦娥二号”向成功冲刺。

15公里降轨

“这在我国航天测控史上前所未有”

轨道控制被认为是航天飞行控制中核心的核心。从中途修正,到近月三次“刹车”以进入环月轨道,“嫦娥二号”的每一次轨道控制都充满了风险。但对刘勇来说,压力最大的将是计划于10月26日执行的15公里降轨控制,以实现“嫦娥二号”近距离拍摄未来嫦娥三号探测器月球软着陆备选区的精细图像。这也是在整个“嫦娥二号”任务中,刘勇及其团队的最大挑战。

“要通过我们的精确控制,使嫦娥二号卫星进入距月面仅有15公里的轨道,这个控制点在月球背面,我们看不见,控制稍有偏差,卫星就无法进入目标轨道,甚至有撞月的可能。”刘勇说,卫星位于月球背面时,对地面测控人员来说,就好像闭着眼睛开遥控车,“这种轨道控制在我国航天测控史上前所未有。”

为此,刘勇反复演算,逐步修改,对各种可能碰到的情况进行了分析,拟定了6种控制方案。

“如果这次降轨能够成功,我们就能松一口气了。”他说。

与应急处置为伴

“轨道控制最大的考验是意志力和耐心”

随意的装扮,清瘦的身材,因近视而不时眯起的眼睛,再加上一头略显凌乱的头发,刘勇就这样全身心地投入到了轨道控制这个领域当中,连电脑的屏保图片都是轨道控制模型。

“轨道控制对人最大的考验是意志力和耐心。需要对整个工程过程各个环节都了如指掌,权衡每个影响因素,而且总会不断遇到新的问题。”刘勇说。

在他眼里,真正的考验是意外情况下的应急处置。“一旦发生意外,需要马上做出应急决策。我们很多工作都是围绕可能发生的意外情况,设计不同的轨道应急控制方案。”刘勇说。

嫦娥二号卫星在近月制动阶段,需要在高速中“急刹车”后被月球捕获成为月球卫星,“如果发动机开不了机怎么处理?如果错过与月球交会,半个月后交会或一个月后交会怎么处理?如果真的出现意外,推迟与月球交会时间,轨道势必会受月球引力等多种因素影响,给计算和控制带来很大难度。”刘勇说。那段时间,他和同事们针对各种可能出现的问题,设计了50多种方法计算轨道控制参数。

34岁的“老”航天人

除了“嫦娥”,他还参加了7次神舟任务

34岁的刘勇参加了7次神舟飞船飞行控制任务,这两次“嫦娥”任务也未缺席。从北京航空航天大学毕业后来到北京飞控中心工作,被他看作是最理想的选择。但他没想到,这也是一个超级辛苦、压力巨大的工作。

“我的压力主要在于我的计算方案和每个计算结果都是任务决策的依据,影响任务的决策和成败。辛苦的地方是需要开发软件并计算大量的数据,而且在开发和调试软件时需要对每个字符每个数据反复地仔细检查,不容许有任何差错。”刘勇说。有时为了寻找问题的答案,他可以端坐在电脑前一整天,不吃不喝也不动,直至问题解决。

航天人都知道,这个行当在大部分节假日加班,每周工作六天是常态,临近任务时通常会连续三四个月没有休息日。

几乎放弃了所有休息时间的刘勇,对家人时常充满愧疚,家庭重担都落在爱人肩上,尤其是觉得对不起女儿。“每天早晨出门时她还没醒,晚上回家时已经睡了。女儿生日那天,我专门提早回家,谁知女儿居然被许久不见的‘陌生’爸爸吓哭了。”他说。

责任编辑:葛立新校对:总编室最后修改:
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