不久前,，“中星9A”廣播電視直播衛(wèi)星發(fā)射失利,，隨后西安衛(wèi)星測控中心力挽狂瀾,，通過“天地大營救”將“中星9A”救回,，進入預定軌道,。在我國航天測控事業(yè)發(fā)展50周年之際,，記者走進這個被譽為航天測控領(lǐng)域國家隊的現(xiàn)代化航天測控中心,。它不僅管理著我國100多顆在軌航天器,，還通過高超的航天測控技術(shù),，讓包括“中星9A”在內(nèi)的10多顆重大故障衛(wèi)星起死回生，堪稱“太空救險隊”,。
每一次衛(wèi)星發(fā)生故障,，都是一場充滿挑戰(zhàn)的“天地大營救”
6月19日0時11分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭發(fā)射“中星9A”廣播電視直播衛(wèi)星,，發(fā)射過程中出現(xiàn)異常,，衛(wèi)星未能進入預定軌道。
“中星9A”危在旦夕,。在人們?yōu)槭Ю笸髧@息時,，西安衛(wèi)星測控中心的技術(shù)人員在第一時間分析失利原因，制定挽救措施,。
12個小時后,，失利原因被準確鎖定：火箭三級姿態(tài)系統(tǒng)工作異常,，導致不能以足夠的速度和高度將衛(wèi)星送入預定軌道。
據(jù)負責軌道控制的工程師孫守明介紹,，“中星9A”的預定初始軌道遠地點高度為41991公里,，而衛(wèi)星實際入軌后初始軌道遠地點高度只有16420公里，相差了25571公里,。如此大的入軌偏差,，在國際同步衛(wèi)星發(fā)射歷史上都屬罕見。
“還有救,！”孫守明說,，“‘中星9A’雖然沒有進入預定軌道，但這并不算真正意義上的失敗,，還能夠由地面控制衛(wèi)星利用其自身攜帶的推進劑實施變軌控制,，使衛(wèi)星最終進入同步軌道?！?/p>
故障的復雜程度遠遠超過了預想,。要想按照預案中的措施進行搶救，衛(wèi)星遠地點軌道高度至少要高于2萬公里,，而“中星9A”的遠地點高度僅16420公里,。這種情況在歷史上尚屬首次，操作起來有許多新難題,。
7月5日21時,，經(jīng)過16天的全力搶救，綜合調(diào)用陸?；教鞙y控資源,，準確實施10次軌道調(diào)整、6次定點捕獲,，衛(wèi)星成功定點于東經(jīng)101.4度赤道上空的預定軌道,，西安衛(wèi)星測控中心的太空搶救工作圓滿完成。
在整個過程中,，衛(wèi)星推進劑實際消耗量遠遠低于預期,。西安衛(wèi)星測控中心技術(shù)人員提出的搶救方案與常規(guī)搶救方法相比，為衛(wèi)星節(jié)省約100公斤燃料,。
航天事業(yè)具有高風險,、高投入的特性。受空間環(huán)境干擾與設備,、器件壽命等因素影響,，在軌衛(wèi)星故障時有發(fā)生，保護這些寶貴的國家太空資產(chǎn),，是西安衛(wèi)星測控中心的重要使命,。多年以來,，每一次衛(wèi)星發(fā)生故障，都是一場充滿挑戰(zhàn)的“天地大營救”,。
2006年11月,，我國一顆遙感衛(wèi)星突發(fā)故障。遙測數(shù)據(jù)顯示,，衛(wèi)星在太空中急速翻滾,，星上能源完全消失，只有陽光照射到太陽能帆板時,，才有幾秒鐘的信號反饋,。
衛(wèi)星研制部門和航天測控戰(zhàn)線的專家緊急會商。當務之急,，是盡快確定衛(wèi)星姿態(tài),，抓住每次幾秒鐘的衛(wèi)星加電時間，注入控制指令,，使衛(wèi)星停止翻滾，轉(zhuǎn)入正常運行姿態(tài),。否則,，造價數(shù)十億元的衛(wèi)星，將成為毫無用處的太空垃圾,。
西安衛(wèi)星測控中心研究員李恒年帶領(lǐng)團隊經(jīng)過持續(xù)20多天的仿真分析,，終于掌握了衛(wèi)星翻滾的運動規(guī)律和太陽能帆板供電的周期規(guī)律，準確預測出衛(wèi)星最大供電時間段,。按照他們的建議,，遠望號測量船在南半球上空捕獲衛(wèi)星，注入遙控指令,，69天的“太空營救”,，終獲全勝。
2002年6月,，超期服役的中巴地球資源衛(wèi)星軟件系統(tǒng)突發(fā)故障,，姿態(tài)紊亂失控，西安衛(wèi)星測控中心科技人員經(jīng)過15個晝夜鏖戰(zhàn),、數(shù)百圈不間斷跟蹤,，使衛(wèi)星恢復正常姿態(tài)。巴西空間研究院的專家們驚嘆：“這是一個奇跡,！中國的航天測控技術(shù)了不起,！”
發(fā)射不久的某北斗衛(wèi)星與地面失去聯(lián)系，連續(xù)17天接收不到信號,；“鑫諾六號”衛(wèi)星氦氣泄漏,，如不及時處置,，衛(wèi)星就會完全失效；“海洋二號”衛(wèi)星剛發(fā)射入軌后不久就持續(xù)翻滾,，而且轉(zhuǎn)動加快,，隨時都有解體的危險……
迄今為止，西安衛(wèi)星測控中心先后參與搶救了10多顆重大故障衛(wèi)星,，讓這些太空飛行器轉(zhuǎn)危為安,，也為國家挽回了巨大經(jīng)濟損失。
如果航天器是風箏,，測控就是風箏線,。西安衛(wèi)星測控中心被稱為衛(wèi)星“大管家”
1967年6月23日，一支神秘的隊伍來到秦嶺腳下,，架起了我國航天測控網(wǎng)的第一根天線,。當時，美國已在全球布設了測控網(wǎng),。起步就差了一大截,，要想盡快趕上甚至超越，必須跨越式發(fā)展,。
1970年,，我國第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”即將發(fā)射，西安衛(wèi)星測控中心大多數(shù)科技人員對航天測控知識知之甚少,。他們刻苦鉆研,，在短時間內(nèi)拿出一整套測控方案?！皷|方紅一號”剛剛升空,，他們就準確預報了衛(wèi)星飛臨世界244個城市上空的時間和方位。
航天測控技術(shù)是遙控和管理衛(wèi)星的尖端科技,。打個比方,，如果航天器是風箏，測控就是風箏線,，牢牢地攥在航天測控人手中,。從火箭發(fā)射一剎那開始，實際上航天任務的接力棒就立即交到了航天測控人手里,。茫茫太空,，“差之毫厘，失之千里”,，最能形象反映航天測控事業(yè)的高精度特點,。
1975年，我國成功發(fā)射了第一顆返回式衛(wèi)星,，測控觀察發(fā)現(xiàn),，衛(wèi)星近地點高度在逐漸升高,。而從理論上分析，衛(wèi)星受到大氣阻力的影響,，軌道近地點高度應該是逐漸下降,。西安衛(wèi)星測控中心測控專家李濟生開始不分晝夜地計算。幾個月后,，謎團解開：衛(wèi)星姿態(tài)控制的噴氣管會產(chǎn)生姿控力,，雖然只有0.7克的作用力，卻使衛(wèi)星軌道近地點每天升高300多米,。李濟生隨后開發(fā)出了全新的衛(wèi)星定軌方案,，使我國衛(wèi)星定軌精度達到了1公里。此后,，李濟生帶領(lǐng)技術(shù)人員繼續(xù)攻關(guān),，使我國的衛(wèi)星定軌精度逐漸從公里級提高到100米級、10米級甚至米級,，為我國航天事業(yè)發(fā)展奠定了堅實的軌道基礎,。
目前，在環(huán)繞赤道上空,、距地面約3.6萬公里的地球靜止軌道上,，大約有2300顆衛(wèi)星共存。如何在這條360度的“圓弧”占位,，考驗著航天測控技術(shù)能力。2007年初,，我國一顆北斗衛(wèi)星發(fā)射在即,，日本、俄羅斯各有1顆衛(wèi)星已搶先占據(jù)了“北斗”預定的組網(wǎng)軌位,。由于擔心3顆衛(wèi)星共位產(chǎn)生碰撞危險和電磁干擾,，兩國不同意中國衛(wèi)星擠進來。經(jīng)過周密準備和艱苦談判,，西安衛(wèi)星測控中心設計提出的衛(wèi)星共位控制方案,，最終得到了兩國專家認可。截至目前,，3個國家的衛(wèi)星已在同一軌位上安全運行8年多,，成為國際社會和平利用太空資源的一個范例。
2016年8月16日,，“力星一號”衛(wèi)星搭載“墨子號”科學試驗衛(wèi)星的運載火箭,，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功升空?！傲π且惶枴钡能壍栏叨戎挥?00多公里,，是迄今為止運行軌道高度最低的人造地球衛(wèi)星,。軌道低、衛(wèi)星飛行速度快,，對衛(wèi)星的跟蹤,、降軌的控制都是空前的考驗。從經(jīng)驗上來說,，我國沒有發(fā)射過軌道這么低的衛(wèi)星,，這是在挑戰(zhàn)航天器運行軌道的極限。西安衛(wèi)星測控中心科技人員連續(xù)工作兩個月,，最終在世界上首次實現(xiàn)了過渡流區(qū)全球飛行,，開辟了新的飛行空域，突破了多項關(guān)鍵技術(shù),。
從“東方紅一號”衛(wèi)星,，到“北斗”“神舟”“嫦娥”等，每一次航天任務,，都離不開西安衛(wèi)星測控中心的“太空牽引”,。組建至今50年，西安衛(wèi)星測控中心共完成300多次發(fā)射測控任務,，長期管理在軌飛行器100多顆,，被稱為衛(wèi)星“大管家”，創(chuàng)造了我國航天史上的多項第一,。
精確預報飛船返回艙落地點,，讓航天員從太空安全返回地球
載人航天工程是我國航天史上迄今為止規(guī)模最大、系統(tǒng)最復雜,、技術(shù)難度最高的工程,。西安衛(wèi)星測控中心擔負著兩個重要角色：測控通信任務和著陸場任務。
到目前為止,，我國先后11次發(fā)射神舟飛船,，“天宮”和“天舟”飛行器也相繼出征太空。指引這些龐然大物完成“太空握手”,，保障天地通話,、出艙活動、太空授課等精彩瞬間,，包括護送一批批航天員從太空軌道安全返回地面,，都離不開西安衛(wèi)星測控中心精準的測控通信手段。
同時,，精確預報飛船返回艙落地地點,，對于第一時間迎接航天員、保障航天員健康安全有著極其關(guān)鍵的作用。
著陸場系統(tǒng)主要負責飛船返回艙搜索回收和航天員搜索救援等任務,，是一個多要素聯(lián)合,、多專業(yè)協(xié)同的復雜系統(tǒng)工程。西安衛(wèi)星測控中心組建了一支具備高度機動性的全天候載人航天搜救力量,，逐步形成了一套科學的方案流程,，建立了快速安全搜救模式。
1999年11月21日凌晨3時36分,，我國第一艘無人太空飛船神舟一號在內(nèi)蒙古阿木古郎草原順利著陸,，西安衛(wèi)星測控中心測控回收人員自主摸索，精測妙控,，在沒有任何技術(shù)和經(jīng)驗借鑒的情況下,，僅靠“十八勇士”首次成功回收了神舟一號飛船，標志著我國成為世界上第三個掌握載人航天回收技術(shù)的國家,。
在神舟飛船前4次無人飛行任務中,，地面對返回艙落點預報精度大約為10公里，相對于返回艙一萬多公里的航程來說,，誤差是可以接受的,，但西安衛(wèi)星測控中心科研人員不滿足于此。他們創(chuàng)造性提出了新的落點預報方案,，通過近百次的仿真分析,，使預報精度達到1公里。
2003年10月16日6時23分,，第一位進入太空的中國航天員楊利偉乘坐神舟五號飛船返回地球,。當時，神舟五號返回艙出“黑障區(qū)”時,，回波信號劇烈起伏,，基本上與地面失去電磁信號聯(lián)系。關(guān)鍵時刻,，西安衛(wèi)星測控中心果斷實施光學引導，使雷達及時鎖定了目標,，創(chuàng)下了搜救直升機和返回艙相距50米同時著地,、搜救人員30秒趕到落點現(xiàn)場的奇跡。