精测妙控 “牧星”苍穹
- 发布时间:2015-10-21 04:31:44 来源:科技日报 责任编辑:罗伯特
杨燕群 宗兆盾 高 盛
放牧卫星于浩瀚太空,对其进行跟踪测量控制、故障诊断维修等,直至其寿命终结,是中国西安卫星测控中心的神圣使命。中国航天一日千里,如今,已有百余颗“中国星”在太空遨游,以该中心测控技术部研究员李恒年为代表的测控专家肩负重任、步履铿锵。
初生牛犊为卫星延长7年寿命
“风云二号”卫星成功发射那一年,李恒年33岁,他独自承担了定姿软件编写。
经过多次仿真测试和实战调研,李恒年发现我国航天测控卫星姿态确定一直沿用的老算法存在不少问题,不仅对卫星定姿偏差比较大,而且非常消耗燃料。但这套算法是上世纪70年代创立的比较成熟的算法,推翻它,不仅需要过硬的技术实力,更需要挑战权威的勇气!
李恒年把自己逼上绝境,全力以赴、反反复复演算求证,经过仿真模拟、编码、测试,一套全新的姿态确定算法软件方案逐渐成熟。他本来不想惊动领导悄悄提交上报,但还是被有关专家审阅技术文件时发现了。
一天夜里,领导突然打电话叫李恒年开会,语气特别严肃。会议室里,各路专家们一言不发,李恒年感到了一种“过堂会审”的紧张。
就在他一筹莫展时,时任测控中心副总工程师的李济生院士点头说:“从我们定轨的经验来看,用这个方法是可行的。”
此方案用于“风云二号”卫星的姿态确定,精度提高了近10倍,节约星上燃料达15公斤!这意味着可以为卫星多提供7年多的能源保障。
让失控69天的卫星起死回生
牧星九天,危机四伏。2006年10月,我国一颗遥感卫星突发故障。遥测数据显示,卫星在太空中急速翻滚,星上能源完全消失,只有阳光照射到太阳能帆板时,才有几秒钟的信号反馈。
卫星研制部门和航天测控战线的专家紧急会商。当务之急是尽快确定卫星姿态,抓住每次几秒钟的卫星加电时间,注入控制指令,使卫星停止翻滚,转入正常运行姿态。否则,造价十多亿元的卫星,将成为毫无用处的太空垃圾。
李恒年临危受命。
面对时断时续的遥测数据,一切现成的算法都无济于事。20多个日日夜夜,建模、计算、分析,再建模、再计算、再分析,李恒年只要闭上眼睛,就仿佛跟着卫星在旋转,在看太阳、地球、感受卫星的受力……
在那些紧张的日子里,李恒年带领他的团队创造性地提出了一种可以利用数据进行不断修正的姿态预测方案,并准确预测出卫星最佳抢救时机。
按照他提出的建议方案,远望号测量船在南半球上空准确捕获卫星。随着一条条指令的发出,一项项数据的注入,失控69天的卫星,在中国航天测控人的手中起死回生,恢复了正常运行。
谈起卫星抢救,李恒年说:“越是有难度,越要敢攀登,航天人的使命支撑我一次又一次把自己逼到绝境。”
由10公里缩小到374米
神舟飞船返回舱落点预报是李恒年科研生涯中浓墨重彩的一笔。从“神一”到“神七”,飞船返回舱落点预报精度由10公里精确到300多米,一步步铸就了李恒年的“金字招牌”。
1公里,应该是很精确的落点预报了吧?李恒年却不这样认为。在神舟六号任务中,他又开始了新一轮冲刺,及时攻克了快速优选数据源的难题。他带领团队计算出的飞船制动时刻非常精确,误差仅有200毫秒,犹如眨眼的时差,飞船像个听话的孩子,飞速冲向预定落区。由于更准确的预报,搜救人员仅用12分钟就赶到了返回舱落点。
但李恒年仍不满足,“能不能把落点误差再缩小些,让搜救队员到达再快一些”。一旦有了想法,李恒年就会立即着手付诸行动。在神舟七号任务中,他带领团队做了大量的建模与仿真分析,开发了飞船姿态新型计算软件,并进行了高空气象风对返回舱控制与落点预报精度的影响研究。最终,返回舱落点预报结果与实测只差374米!
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