四艘“遠望號”7天7夜監測“神舟三號”內幕(下)  

    2002年4月1日22時,北京指揮中心下達“調姿開始”的調度密碼傳到遠望三號船上統一測控系統機房時,顯示屏上數字符號不斷跳動,印表機發出有節奏的輕響,有關飛船調姿態、軌道艙分離和返回制動的一系列遙控指令已經順利地送上了飛船。

    驚心動魄的7天7夜,遠望號船隊全部發現並捕獲飛船,測控設備並緊緊追蹤著飛船的身影,完成了測控接力大賽。太棒了,從船箭分離至跟蹤結束,四艘“遠望號”船持續跟蹤測控7天7夜共107圈,圓滿完成了飛船飛行段各圈可觀測弧段的測控通信任務。

    船隊獨特測控 捕捉飛船蹤跡

    這次“神舟三號”飛船繞地球總共飛行了108圈,而遠望號航隊就要對“神舟三號”飛船跟蹤測控107圈,每圈飛行1個半小時左右。

    航太測控要在統一的時間和空間內進行,時間統一是由時間統一實現各測量設備精確同步工作,而空間統一要求建立統一的坐標係和精確的測定站址。因此,只有我們國家的測量船是集測量與控制于一體的船。而國外的測量船隻單一進行測量任務。

    由於運載火箭工作時間較長,特別是中間還要關機、再啟動,衛星的入軌段與火箭分離是否正常、是否準確入軌道,這些都需要測量船提供準確的軌道參數。如果衛星存在軌道誤差,就要發出指令及時加以修正。對於商業發射,我們只需要提供分離點的相關參數。而發射國內衛星時,在衛星運作的第一圈,測量船還要對衛星進行一系列的控制,如展開星上太陽能帆板和天線,並對衛星的工況進行處理等,有些衛星還要進行數據輸入。有時衛星發射後可能會發生一些故障,還需要測量船對衛星的情況做出分析和判斷,以便及時採取搶救措施。

    在執行“神舟”號試驗飛船中,遠望號航太測量船要通過靜止通信衛星接收航太指揮控制中心的各種數據和指令,實施對飛船的跟蹤、測量和控制;用雷達跟蹤數據經過船姿船位修正後確定飛船軌道,把反映飛船飛行狀況的遙測資訊和宇航員工作、生活情況的電視圖像接收記錄下來,與宇航員進行雙向通話,及時將各種資訊傳送到航太指揮控制中心;與陸上測量站構成有機整體,共同完成飛船飛行試驗任務。

    “神舟”號飛船的飛行方案和軌道特點,給海上測控任務的實施帶來了許多新的技術難題。在飛船多天的自主飛行中,每一艘測量船要對飛船進行多圈次跟蹤,四船累計要完成一百多個弧段的測控任務。這些任務主要包括:測量確定飛船的軌道;接收船下發的各種遙測資訊監視飛船的飛行狀態;控制飛船太陽帆板展開,向飛船注入各種控制數據;接收並傳輸飛船的電視圖像,建立地面航太指揮控制中心與飛船的語音通信。對飛船進行調姿、艙段分離、返回制動控制等,這些任務的完成對飛船的飛行試驗起著至關重要的作用。

    根據北京測控中心的精確安排,遠望號船要分別測控其中的幾圈。如遠望一號船完成了第一圈測控任務以後,下一個任務就是測控第11圈,第11圈的預定測控船位與第一圈測控船位相距220海裏,“遠望一號”全速航行了14個小時,克服了冬季北太平洋上的寒潮、涌浪等惡劣天氣,終於趕到了預定船位。在遠望二號船,負責測控的張兆平副船長介紹,我們一共跟蹤測控10天,其他三艘船隻要測控7天。經過7天的太空遨遊,“神舟三號”飛船已安全返回陸地。但是,在南太平洋的遠望二號測量船任務並沒有結束。根據任務全局的需要,我們還要在這裡對“留軌艙”進行為期三天跟蹤任務。全體參試人員發揚“兩彈一星”精神,不怕疲勞,連續奮戰,每天工作近10個小時,累計跟蹤150分鐘,向北京指揮控制中心發回一系列重要數據,相當於完成了三天的衛星測控任務。

    據專家介紹,“留軌艙”還將在太空進行天文、地理、生物等科學領域探索,獲取其在運作中的有關數據將對我國的載人航太事業和相關科學的發展具有重要意義。

    遠望號船捕捉到目標以後,首先發給飛船指令;打開各種儀器儀錶和攝象機的探頭。測控的任務分為外測和遙測兩種,外測主要是測試飛船的姿勢和位置,遙測則是測試飛船內部的各種數據、圖像和聲音。作為聲音對話的試音,這次北京測控中心給飛船放了一段錄音,飛船接收以後,再傳回到“遠望號”,經過數字解碼再返回到北京測控中心,音色效果很好,這為以後指揮中心與宇航員的對話打下了很好的基礎。

    在大洋上,“遠望號”是怎樣捕捉到飛船的蹤跡的呢?北京指揮中心根據飛船的軌道計算出地球測量的最佳位置,“遠望號 ”定位以後,調整好船姿船位和最佳測量角度,然後再利用先進的GPS系統(全球衛星定位系統)、通信衛星系統進行跟蹤,作為備用,“遠望號”還配備了一套海事衛星作為備用。

    船隊機動性強 測控手段翻新

    測量船的造價很高,而船有一定的使用壽命(一般為15—20年)。為了滿足航太測控的需要,遠望一號、遠望二號都經過了兩次較大的技術改造,遠望三號和遠望四號比較新,還可以工作服務一段時間。但從世界航太技術的發展來看,使用測量船對航太器進行測控並不是最佳的辦法。首先測量船一個很大的弱點是它的效費比很低,船的消耗較大。我國航太發射的頻度不是很高,測量船工作的地方往往又遠離國土,所以測量船出海一次把很多時間花在航行上,這期間要消耗很多的燃油,其消耗很高;第二,船的維護消耗也較大,往往是造得起船、養不起。但是我們的測量船是一船多用,能根據不同的任務要求來靈活布陣,如可根據不同發射軌道、不同衛星的要求在太平洋、大西洋、印度洋等靈活布船,有時還可在南海執行任務,這樣來看測量船有較高的靈活性。因而從長遠看,我國擁有一定數量的測量船還是必要的,但不宜太多。

    隨著現代科學技術的發展,航太測量已從地面測量發展到空間測量,由地基變為天基。美國在90年代初就已發射了中繼衛星,近年來,俄羅斯也發射了中繼衛星。目前,美國和俄羅斯的航太已進入了由中繼衛星進測量和控制的發展階段,他們分別在東半球和西半球各布一顆中繼衛星來覆蓋全球,對任何國家發射的衛星都可以進行軌道和遙測測量。

    此外,利用GPS系統也是國際上一種比較流行的測量手段。這種測實際上是利用美國的全球定位系統衛星,盯住空間飛行的運載火箭或衛星的位置,採用每隔一個單位的時間測量一個點(包括仰角、方位和距離)的方法由無數個點心連接起來就是條精確的彈道。當年遠望三號校飛時,也使用了GPS測量方法,測量精度很好。

    當然,海上測量在我國擁有它的優勢。儘管科技發展了,美國、俄羅斯航太測控進入了發展中繼衛星的階段。它們發射兩顆中繼衛星就可全天候跟蹤幾十個甚至更多目標,但是應該看到美俄的發射頻度都很高,每天都有幾十個或者上百個目標在天上飛,他們發展中繼衛星,無論效率和效益都很高,能夠充分發揮中繼衛星的作用。而我國由於受國力的限制,發射頻度較低,採用中繼衛星的優勢就發揮不出來。而測量船的機動性很強,也是其他測量手段所不能比擬的。

    飛船升空天宇嬰兒喜降人間

    生兒育女本是件平常的事,然而對於工作在航太遠洋測量船遠望一號船的工程師張強、遠望四號船的三位科技幹部劉巨真、李慶勇和沈躍飛來説,卻是刻骨銘心的。在出海執行任務的前夕,他們的妻子都將臨産,但他們沒有因此而申請留守,義無返顧地踏上了蹈海探天的征程。

    畢業于國防科技大學的遠望一號船工程師張強,在去年依次執行任務前幾天,妻子不幸流産。然而,這一次他又匆匆地告別了妻子,一頭扎進了試驗任務。今年一次出海之前,他妻子的身體浮腫,又因病住進了醫院,不少同志關切地詢問他;“誰在你妻子身邊照顧?”“只能她自己照顧自己了。我現在實在脫不開身!”他每天坐在機房裏,專心致志地盯著自己掌管的設備,仿佛盯著自己的孩子。

    當無線電波傳出““神舟三號“飛船準確進入預定軌道時,張強的兒子也在醫院呱呱墜地。大夥兒調侃地説“張工的任務獲得圓滿成功。”這時,他活潑得如一頑童,慶功宴上,他開懷暢飲。

    無獨有偶。就在這次發射“神舟三號“飛船時,3月29上午8時27分,遠望四號船的科技班幹部劉巨真,當得知妻子正躺在醫院的手術臺上,忍受著臨産的煎熬,思念著印度洋上執行任務的丈夫。而這時,劉巨真正坐在雷達測距機機前,目不轉睛地監視著設備,開機、自檢、復位,他準確無誤地操作著。“長江四號跟蹤正常,遙測信號正常!”隨著振奮人心的消息傳來,他高興地跳起來。就在“神舟三號”發射升空後圍繞地球運作55圈時,他的兒子也降生了。電話裏傳來了遠方的喜訊,他激動得不停地重復説“謝謝妻子!謝謝妻子!”

    “成功了!”船指揮中心掌聲四起,人們歡呼著涌上甲板,握手、擁抱,激動人心的喜訊迅速地通過電波從三大洋傳到首都北京。

    中國航太遠洋測控部負責人袁水春介紹,此次遠望號船隊主要擔負著飛船入軌段、運作段和返回段海上測控任務,在三大洋上圓滿完成了“神舟三號”飛船為期10天的跟蹤測量與控制,共計107個圈次。尤其是太陽帆板展開、變軌發動機試噴控制、軌道數據注入和返回控制指令事關試驗全局的關鍵指令都在海上得到圓滿完成,這標誌著我國航太遠洋測控技術又實現新突破。

    此時,洋面上,夕陽西下,波光鱗鱗。“五星紅旗迎風飄揚,勝利歌聲多麼嘹亮……”雄渾、輕鬆的旋律伴著波濤的節拍,和著海天追星人的歡笑聲久久回蕩在大洋的上空。四艘航太遠洋測量船遠望號都圓滿完成了神舟三號試驗飛船測控任務。

    汽笛長鳴,“遠望號”船隊在三大洋上曆盡千辛萬苦,共同奮鬥了160余天,載著勝利的喜悅全速返航。(鄒鵬輝 史磊 張瑞東)

    人民網 2002-4-3


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