●刘冰 本报特约记者 刘程
卫星上天后能否正常运转,能否在发生故障的情况下及时得到抢修,依赖于庞大复杂的地面测控系统,如果没有精确的测控与管理,发射升空的星就会像断线的“风筝”。从我国第一颗人造卫星上天到“神舟”号飞船两次遨游太空,西安卫星测控中心的专家们为我国测控事业走向世界作出了鲜为人知的贡献。
将脱轨卫星拉上轨道
1984年1月29日,“长征三号”火箭在西昌卫星发射中心托举着我国第一颗试验通信卫星划破夜空,腾云而去。以西安卫星测控中心为枢纽的地面测控系统向太空撒下天网,拉开了测控的序幕。
“遥测数据正常”、“火箭飞行正常”,随着各观测站此起彼伏的报告声,西安中心指挥大厅内的5块巨大显示屏上,由火箭、卫星飞行参数组成的一串串红色速度、高度曲线飞快地向前延伸,与黄色的理论曲线完全吻合。火箭正载着卫星按照人的意志飞行。
“三级火箭第一次点火成功。”福建境内的某测控站报告。
从理论上讲,一段时间的滑行后,再经过三级火箭的第二次点火,卫星将进入预定轨道。
突然,在太平洋上执行远洋测量任务的“远望一号”报告:“三级火箭二次点火失败。”
与此同时,西安中心计算机正紧张地处理各地面观测站如潮水般涌来的数据,显示屏上的红色曲线渐渐离开理论轨道曲线,向右下角沉去……
一切都表明,卫星没有得到进入预定轨道的足够推力,而进入近地轨道,开始了绕地球飞行。
这样一来,卫星身上携带的太阳能帆板由于不能吸取到充足的阳光而无法为卫星提供动力,没有动力,卫星就无法进行任何科学试验,成为一块扔在太空的铁疙瘩。
此时,卫星身上还有一块够20小时使用的蓄电池,超过20小时,卫星将接收不到任何地面信息而成为一颗“死星”。
时间就是生命。“全力抢救!”北京下达了命令,几十位卫星专家、测控专家聚集西安卫星测控中心,新的测控方案终于产生:为避免预报误差,采取多站多天线分区域捕获,提高捕获概率,赶在卫星进入不可见区和能源耗尽之前的第 13圈点燃星上携带的远地点发动机,将卫星推入高轨道。
抢救卫星的重担落在了西安卫星测控中心。在中心的统一调度下,闽西、渭南南北两站打开所有的雷达,像中国航天人两道倔强的目光,将波束射向太空。
1月30日12时,卫星转到了第11圈,以每秒9.8公里的速度,像脱缰的野马一样狂奔而来。
抢救的时机已经到了,但留给测控人员可观测的时间不到30分钟。电子钟不停地向前跳跃,人们的心紧缩起来。
闽西测控站首先发现目标,渭南测控站紧随其后,并连续发出了数条指令。反馈信息表明,星上姿态推力器和控制器反应灵敏,运行自如。
这样,经过十几次控制,星上推力小火箭1200多次喷气,卫星终于缓缓转动,逐步建立起改变轨道前所需要的基准姿态。
万事俱备,只等卫星第13圈再次飞临我国上空。闽西、渭南张弓待发。
激动人心的时刻终于到来。
1月30日16时09分,测控中心看准时机,果断下达指令,无线电波以每秒30万公里的速度射向太空。
中心指挥大厅一片寂静,科技人员把心提到了嗓子眼。
1秒、2秒、3秒……突然,屏幕上卫星的距离数据迅速增大,四级发动机点火成功,卫星向预定轨道飞去。
经综合计算表明,卫星能源充足,可以满足各种试验要求,为此后进行通信卫星发射提供了宝贵的数据财富。
把失控的卫星救过来
1990年9月3日,我国太原卫星发射场发射了气象卫星“风云一号”。
然而,天有不测风云,1991年2月14日除夕夜20时57分,“风云一号”进入我国上空时,发回的云图突然出现扭曲、倾斜、甚至杂乱一团。
西安卫星测控中心立即进入紧急状态。22时35分,卫星再次入境,他们从遥测数据中发现,“风云一号”姿态已失控,星上计算机原先存入的数据大多发生跳变,用于卫星姿态控制的陀螺和喷气口均已被接通,气瓶中保存的氮气损耗殆尽。这样,星上的推力小火箭形同虚设,失去了调控卫星姿态的正常手段。更为严重的是,到了2月15日凌晨7时40分卫星重新入境时,发现在旋转翻滚状态下,卫星太阳能电池阵只有部分时间对着太阳,如果卫星的电源供应再失去,那“风云一号”就真成“死星”了。
十万火急。测控中心和卫星研制部门果断决策,立即起动星上大飞轮。起动大飞轮,实际上是把原作它用的大飞轮当作一个大陀螺,使卫星太阳能电池阵能稳定保持向阳面,从而保证卫星的电源供应,为抢救“风云一号”创造最基本的条件。
把姿态失控的卫星抢救过来是极其困难的。1976年9月12日,美国一颗名叫“ 布洛克5D”的卫星发生了与“风云一号”相似的故障,人们经过半年的艰苦努力才把它抢救过来。
抢救“风云一号”,要比抢救“布洛克5D”难度更大。“风云一号”每分钟的翻转速度比当时“布洛克5D”每分钟翻转速度要快。“风云一号”每天6次经过我国上空,每次最长仅20分钟,有的只有10分钟,我国科技人员只能在这短暂的时间里对卫星实施抢救,而美国在全球设有测控站,可随时对卫星进行姿态调控。
经过潜心研究,科技人员决定利用地球巨大的磁场和卫星磁力矩器相互间的磁力作用,来减缓卫星的翻滚速度,逐步把卫星调整到正常姿态。该方案实施后第一天,卫星旋转速度就出现下降。
4月29日,“风云一号”翻滚速度降至每分钟旋转一圈。计算机数学模型仿真试验表明,这时已可以进入卫星“重新捕获地球”了。
5月1日晚,当“风云一号”再次出现在中国上空时,一串串数据和指令由测控中心发出,注入星上计算机,卫星遥感仪器的探测头终于稳定地对准了地球。 5月2日,测控中心通过遥控指令打开了星上所有仪器系统,国家气象中心立刻重新收到了清晰如初的云图,这一天,距2月14日才78天,中国航天人再次创造了奇迹。
追踪“和平号”空间站
跨入新世纪,人们的视线越来越多地被“国际空间站”、“神舟”号宇宙飞船等这些飞出地球的航天器所吸引,而2001年3月23日,却不得不把目光投向一个曾创造了世界航天界奇迹的“老兵”———俄罗斯“和平号”空间站身上。这次,它将从距地球200多公里的太空返回地面,结束15年的太空之旅。
西安卫星测控中心于3月5日受命拦截。18天来,中心利用有限的公共信息,在缺乏轨道数据和跟踪信标的情况下,准确地捕获了目标,并组织专家编写了轨道确定、数据引导和落点计算等软件。经过60余个飞行圈次的跟踪,掌握了“和平号”的飞行轨道和轨道衰减规律。
8时41分,在西安中心巨大的监控屏上,“和平号”红色的高度曲线正在稳定地向下延伸,这表明“和平号”的轨道高度正在逐步下降,俄罗斯第一次变轨已经开始,这一切,均在中心的监控之内。
下午13时7分,中心监测数据表明,“和平号”第三次变轨开始。“和平号” 近地点高度下降至距地100公里以上,将被稠密的大气层俘获,并燃起熊熊大火, “和平号”轨道变化更为剧烈。最惊心动魄的时刻已经到来。此刻,中心十几台计算机的显示终端数据交换通畅,监控屏上,红色的飞行曲线仍然稳定地向前延伸。一切表明,“和平号”并未逃出中国航天测控网的跟踪。
13时30分,中国航天测控网最东端的陆基测控站传来消息,他们在仅有的3分钟观测时间内,已经准确捕捉到“和平号”向南半球坠落的踪迹,证实“和平号 ”的陨落不会对我国造成任何威胁。
13时53分,在中心的监控屏上,“和平号”红色延伸的轨道曲线在南太平洋中部停止。经过计算表明,“和平号”已经顺利回家,坠入南太平洋海区。
闪烁短信--时尚至爱 动感短信--最佳祝福
送祝福的话,给思念的人--新浪短信言语传情!
|