照片：西安衛(wèi)星測控中心先進的測控車群。秦憲安攝
去年10月的一個夜晚，一條消息震動了中國西安衛(wèi)星測控中心：我國一顆在軌運行衛(wèi)星突然發(fā)生嚴重故障，衛(wèi)星姿態(tài)失控，在太空翻滾，并與地面基本失去聯(lián)系。30多位專家奉命立即行動，集體攻關，全力搶救失控衛(wèi)星。
絕不能讓衛(wèi)星成為太空垃圾
面對在太空中翻滾的衛(wèi)星，第一步就是要確定其姿態(tài)。在正常情況下，確定衛(wèi)星姿態(tài)并不難。然而，由于衛(wèi)星發(fā)生故障后，過去用來確定衛(wèi)星姿態(tài)的方案和技術手段已不能使用。怎么辦？經(jīng)過反復討論，專家們采用了一種全新的定姿辦法，利用斷斷續(xù)續(xù)獲得的零星數(shù)據(jù)，在極其困難的條件下，確定了失控衛(wèi)星的姿態(tài)。
衛(wèi)星的姿態(tài)確定了，接下來就要掌握衛(wèi)星姿態(tài)的變化規(guī)律，尋找出最佳的搶救時機。衛(wèi)星姿態(tài)的變化，受到空間磁場、高空大氣等許多因素的影響，在國際航天領域里，這是一個令許多專家發(fā)怵的技術難題。對中國航天測控人來說，掌握失控衛(wèi)星姿態(tài)的變化規(guī)律，也是一項重大的新課題。
在那些緊張的日子里，專家們創(chuàng)造性地提出了一種可以利用數(shù)據(jù)進行不斷修正的姿態(tài)預測方案。經(jīng)過一次次的仿真模擬，一次次的技術驗證，一次次的方案完善，終于準確預測出12月中旬是最佳的搶救時機。如果錯過這個時機，衛(wèi)星就有可能永久失控，成為太空垃圾。
然而，即使是這個千辛萬苦獲得的最佳搶救時機，每次也只有短短的10秒鐘。按傳統(tǒng)方式實施搶救，發(fā)送指令和數(shù)據(jù)的時間至少需要30秒。新的困難又擺在了專家們的面前。
又是幾個不眠之夜。最終，他們通過調(diào)整指令結構、創(chuàng)新判別方式、改進程序設計等，把遙控發(fā)令時間縮短到8秒以內(nèi)。隨著一條條指令的發(fā)送、一項項數(shù)據(jù)的注入，失控69天的衛(wèi)星，在中國航天測控人的手中終于起死回生，恢復了正常運行。
然而，就在這顆衛(wèi)星搶救成功后不久，又有一顆在軌運行衛(wèi)星，因為出現(xiàn)故障與地面失去了聯(lián)系。
他們又投入了新的戰(zhàn)斗，先后解決了衛(wèi)星姿態(tài)預報、窄波束天線條件下的測控實施、小推力軌道機動等三大技術難題，最終使衛(wèi)星成功定點。
兩顆出現(xiàn)嚴重故障的失控衛(wèi)星搶救成功，標志著中國航天測控史上的新奇跡誕生了。
西安衛(wèi)星測控中心的專家告訴記者：“在衛(wèi)星搶救過程中，遇到的這些技術難題和最后采用的搶救方案，都是教科書上沒有的?！睖y控中心主任董德義感慨地說：“這兩顆衛(wèi)星的搶救難度非常大，如果在10年前，即使有了這些搶救思路，也不具備把思路變成現(xiàn)實的技術條件?！?/p>
讓衛(wèi)星出得去回得來
測控中心主任董德義的感慨，道出了中國航天測控事業(yè)的艱辛與發(fā)展。
1967年6月23日，一支肩負著神圣使命的航天測控隊伍，從秦嶺腳下開始了光榮而艱難的征戰(zhàn)。
航天測控是航天工程的重要組成部分。它通過測控網(wǎng)，對航天器進行跟蹤、測量和控制。航天測控是反映一個國家綜合科技實力的重要標志之一。美國、俄羅斯都是在全球布網(wǎng)，對航天器進行全時段測控的。而我國的航天測控，由于受諸多條件的限制，測控網(wǎng)覆蓋率還不到上述國家的五分之一。
我國最初的衛(wèi)星測控中心，是伴隨著我國第一顆人造地球衛(wèi)星的發(fā)射而組建起來的。
當時，中心的大多數(shù)科技人員都對航天測控知識知之甚少，許多人甚至連計算機是什么模樣都不清楚。但就是在這樣的條件下，他們經(jīng)過一年多的奮斗，終于編制成“東方紅一號”衛(wèi)星軌道計算、軌道預報、數(shù)據(jù)處理等一整套測控方案。
1970年4月24日，我國第一顆衛(wèi)星成功發(fā)射后，他們準確預報了衛(wèi)星飛臨世界244個城市上空的時間和方位。
1975年，我國準備發(fā)射返回式衛(wèi)星。送衛(wèi)星上天不易，讓衛(wèi)星返回更難。當時，只有前蘇聯(lián)和美國掌握了衛(wèi)星回收技術，而且是經(jīng)過多次失敗后才取得成功的。我國能否首戰(zhàn)告捷，航天測控十分關鍵。
這時，一個意外的難題出現(xiàn)了。由于運載火箭推力等因素的限制，我國第一顆返回式衛(wèi)星的軌道傾角設定在63度，而傳統(tǒng)的衛(wèi)星軌道計算公式存在一個63.4度的“臨界傾角”奇點問題，衛(wèi)星發(fā)射一旦出現(xiàn)入軌偏差，接近“臨界傾角”，衛(wèi)星的運行軌道就無法計算，或計算時出現(xiàn)很大誤差，衛(wèi)星就不能準確回收。
怎么辦？中心軌道室的科技人員經(jīng)過反復討論和研究，認為既然衛(wèi)星的軌道傾角無法改變，那就改變計算方法。于是，他們夜以繼日，沉浸在一個又一個的數(shù)學公式里，反復推導、分析、計算，終于在衛(wèi)星發(fā)射前，找到了一個新的軌道計算方案，解決了“臨界傾角”的難題。
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