星走太空一线牵

2007-04-26 来源:解放军报

    4月14日4时11分,我国在西昌卫星发射中心将一颗北斗导航定位卫星送入太空。这颗卫星的发射成功,标志着我国自行研制的北斗卫星导航系统进入新的发展建设阶段。“牵引”着卫星遨游天宇的是刚刚走过42年发展历程的北京跟踪与通信技术研究所。
  走进这个所的荣誉室,S波段载人航天测控系统、陆海空天一体着陆场系统等多个世界一流的重大创新令人倍感自豪。所领导告诉笔者,在“求实、创新、协作、奉献”精神的鼓舞下,他们坚持走自主创新之路,在经天纬地中勇攀世界科技高峰。获得750多项国家、部委级科技进步奖,其中6项国家科技进步特等奖,1个研究室荣获“载人航天功勋室”和2006年中国航天基金奖集体奖,1个单位荣立集体一等功,7个单位荣立集体二等功。
  承揽建设国际海事卫星组织和鑫诺卫星测控站,完全独立自主建设卡拉奇和纳米比亚测控站,他们——

  用中国技术管理国际卫星
  那是一个铭刻在中国航天测控人心中的时刻:1991年12月17日7时19分,国际海事卫星组织的第二代卫星“F3”发射升空,8时08分,“F3”星在中国测控站的视区一露头,便被北京国际海事卫星站的测控人员抓获。不久,该站被伦敦中心宣布升为主控站,所有的测试、定轨工作都用他们遥测得来的数据。这是中国首次用自己的技术管理国际卫星。
  成功凝结着航天测控人无尽的艰辛。1987年初,国际海事卫星组织关于在全球建立测控站的标书转到了该所。所党委“一班人”迅速达成共识:按照国际标准质量系统建站,创出中国特色,在国际竞争中树立信誉和威望。
  作为项目技术负责人,赵业福强烈地意识到,这是我国测控技术走向世界难得的机遇。他们迅速组织科研小组攻关,瞄准一流研制设备……仅用19个月,就建成了“可以和世界上任何一个国际测控站相媲美”的测控站。
  1995年,在德国华德公司全球招标建设鑫诺卫星北京测控站的竞争中,他们又一举夺标。然而,接下来的技术答辩和项目谈判中,外国专家抓住中国没有做过在轨测试系统和操作中心系统的弱势,多方发难。并在合同条款中加上这样一条:每推迟一天交付,罚款18万美元。“这样的条款随便谈,要干就不会让你罚”,赵业福的话掷地有声,毫不犹豫地签了字。他对自己的技术充满自信。
  凭着这股自信,他们第一次以总承包商的身份揽下这一项目。探索新技术、组织搞基建、管理商务合同……当鑫诺卫星北京测控站高质量地如期完工时,外国专家大吃一惊。
  从此,这支中国的航天测控队伍,开始大踏步迈向世界舞台。
  测控网联接神舟飞船、三个中心、四条测量船和十几个测控站的成千上万台设备,原有的网不能用,他国模式不能照搬,他们——

  自主编织中国式“太空网”
  我国载人航天工程立项后,关系着这一工程成败的极特殊系统——测控通信系统的设计建设,成了当时该所面临的一大难题。
  “创新就要紧盯世界科技发展的最前沿”。于志坚,这个不到32岁就担任副总师的年轻人,带领年轻的群体向这一难题发起攻击。力排众议,创新建设模式;大胆突破,采用新的方法;风餐露宿,野外反复测试。根据对飞船运行轨迹的分析和我国现有测控站、船布局的研究,比对载人航天工程测控覆盖率,摸索出了高实时、高覆盖、高速率、高可靠的特点。每一个时段,每一种状态,他们都冒险探索。无数次比对、试验,他们终于“织就”中国式方法:一个由3个中心、9个陆基测控站、4条远洋测量船组成的S波段统一测控网。
  无独有偶。2004年初,远程测控通信,即深空测控成了该所每年400多项科研任务中的“一号工程”。相对近空,深空是指距离地球40万千米以外的宇宙空间。这一对国家政治、军事和科技等的发展均有重要战略意义的工程,让副总师董光亮、技术负责人李海涛等感到肩上担子沉甸甸的。
  高精度导航困难、无线电波传播时间耗时巨大……深空探测的一个个难题横亘在他们面前。标准、体制、系统工作模式等都要重新设计,还要具备与国外联网合作的能力。
  去年4月,在某设备星地对接试验中,他们发现,当遥控和测距同时工作时,应答机测距音调制度会出现实际值下降的现象。他们马上组织力量反复测试,经过现象复查和机理分析,发现该现象存在于目前所有型号的应答机设计中。
  查阅资料、实地论证、研制设备……不久,他们不但查清了问题,而且拿出了有效解决措施。2006年7月,他们因此受到国防科工委的通报表彰。
  硕果累累的金秋,他们也迎来了自己的丰收:在国内东部和西部建立起两个接近20米口径天线的测控站,改造原测控网部分设备,利用甚长基线干涉天文网,“两网合一”共同对卫星测轨。走出近空,走向深空,这一中国航天人近半个世纪的梦想,终于实现了新的跨越。
  天地互联的载人航天工程计算机网络系统软件,庞大复杂,质量性能的测试评价,决定其是否精确运行,他们——

  用中国标准打造信息化的“标尺”
  大漠深秋的夜晚万籁俱寂。没有了白天黑夜之分的该所软件评测中心主任王占武和前任主任许聚常等人正在紧张地审查软件。
  “我中心某站计算机系统CPU开销超100%!”
  载人航天工程的关键时刻,几个中心连连告急,由于CPU开销超100%,结果运算处理受到严重影响。
  他们已一周没有走出机房的大门。一点一点地查,一条一条地审,一项一项地记。那密密麻麻的程序代码像“1、2、……7”的音符一样不停地点击着他们的每一根神经。
  天天敲打键盘,整理文档。20多天后,几十万行程序代码终于“走查”完毕,近5000页的测试文档也“瓜熟蒂落”。
  “载人航天工程系统更加复杂,标准更加严格,要不断创新,不停规范”。获得宝贵数据后,他们立即组织人员反复演示。很快提出了详细的解决方案,并完成了新软件概要的设计。新的设计在满负荷条件下的运行开销只有30%,远远优于不高于80%的指标要求。
  “倒计时工作”对于评测中心的刘文红来说是家常便饭。执行“神舟”二号任务评测时,她还是个毕业不到两年的研究生,作为飞船上升段某应用软件评测任务项目的负责人,她刚休完产假,便带领项目组到某中心收集资料,研究软件的特点和需求。第一次测试时,她发现该软件故障模式复杂,13个模式需要一万多个用例。这样的工作量用原来的办法至少要半年时间才能完成,然而,再有两个月“神舟”二号就要发射。
  “距‘神舟’二号发射还有×天”。她和同事挂起倒计时牌,开始了和时间赛跑。缺少工具,自己开发,没有资料,找专家请教。一次、二次……上百次的反复实验,她们终于找到了利用故障树原理分析法,并结合边界值法综合设计了265个用例,完全满足了测试覆盖的要求。
  “信息化的出路在标准化,让标准化在打赢航天测控战中发挥威力,我们义不容辞!”刘文红自信的话语让我们看到了一个航天科技工作者强烈的责任感和使命感。

  短评

  人类为什么要进军太空
  
  从远古时代嫦娥奔月的美丽传说,到上世纪六十年代前苏联宇航员加加林第一个进入太空,人类对神秘太空的好奇和探索从未停止过。进入新世纪以来,美国又提出要重返月球、实施登陆火星的新太空计划,力图“控制空间”。可以预料,世界各国在空间领域的竞争必将更加激烈。
  进军太空是彰显综合国力的需要。空间技术是高度综合的现代科学技术,代表着国家科学技术研究的最高水平;这项世界上最昂贵的科学技术,没有雄厚的经济基础和强劲的科技能力是不可能发展的。
  进军太空是获取太空资源的需要。广袤的太空蕴藏着极其丰富的各种资源。如不可多得的微重力环境资源。在距地面100公里以上的高度是“真空地带”,这种空间高真空状态无边无际,且相对于地面纯净无污染。在此环境中进行生物材料加工,可分离出在地面上很难分离的哺乳动物细胞和蛋白质,并且纯度可比地面分离高出4至5倍。此外,在微重力状态中的物体重量,只有地面的十万分之一乃至百万分之一,物体可悬浮空中漂忽不定。在这种环境作用下,制造的半导体材料、特种合金、药品、光学材料及植物育种,其产品性能是地面生产的质量无以比拟的。
  进军太空是抢占信息战制高点的需要。在太空探测系统和预警系统的严密监视下,任何重大的军事活动要想不被发现很难。海湾战争、科索沃战争和阿富汗战争中,美军及其盟国的军事情报70%-90%是由太空侦察系统获得的。部署在太空的各型卫星不仅实现了战场信息的实时传输,而且实现了信息向作战能力的迅速转化。
  进军太空对发展中国家机遇和挑战并存。发展中国家由于自身实力的限制,不可能全面发展科学技术,只能从实际出发,选择优先发展的重点。利用空间技术则是发展中国家接近发达国家技术水平、发展经济的一条捷径,它可以超越先进国家经历过的传统技术发展阶段,这已在包括中国、印度和巴西在内的许多国家中得到了验证。(史志勇)