访载人航天测控通信系统总指挥董德义
神舟六号载人飞船发射升空后,在西安卫星测控中心技术部,一座已经有些怀旧情调的测控大楼里,记者总算“追”到了该中心主任、载人航天工程测控通信系统指挥长董德义。“神六”从升空后到返回舱着陆回收期间,测控通信系统是飞船和地面唯一的连线。
测控通信的确是个太抽象的概念。没有发射场火的壮观场面,看不见、摸不着。测控到底是什么,它跟神舟飞船有怎样的关联。董德义为我们揭开了这层神秘的面纱。
他说,由于空间环境复杂,在轨运行的航天器无法完全实现自我控制,目前我国最主要的手段就是以地面为支撑,建立陆基、海基测控网实施测控。测控通信系统的任务就是跟踪和获取航天器的各种信息,进行计算、处理和分析,对航天器进行控制和管理。
测控主要分为测量和控制两个部分。测量包括外测和内测。外测主要是对航天器在空间的位置进行测量。具体的说就是测航天器当前时刻在什么位置、运行轨迹怎样等。内测又称遥测,主要是测量飞船内部各种船载设备、仪器的状态,监测航天员的生理状况、以什么姿态在运行等。
话题进入了神舟六号,董德义的眼神里储满了自豪。为了让我们有空间概念,他还随手拿起了桌上的一个烟灰缸和打火机打比方,给我们模仿飞船绕地球飞行时的运行状态。
他说,“神六”在太空运行时间比长,又是两名航天员,另外,最关键的区别是,航天员在太空活动要求不同。这次要求两名航天员要从返回舱行走到轨道舱,还要操作设备,完成一些相应的控制和试验工作。就测控系统而言,技术状态也随之发生了很多变化。
首先它实现了测控网资源的科学调配与扩容,不仅提高了测控覆盖率,而且有效地解决了资源冲突的矛盾。其次,我们对测控系统进行了结构性调整,信息化程度和远程透明遥控能力大大提高。
再就是突破了一批关键核心技术,对飞船的控制精度有了质的飞跃。对于航天测控来说,轨道计算、轨道控制和返回落点预报能力都是体现测控技术水平的重要指标。“神六”涉及两名航天员的生命安危,航天员要在两个舱内活动,飞船飞行到第5圈还要通过加大运行速度实施变轨,完成轨道圆化,后面还要进行两次轨道维持控制。为了提高轨道确定精度,我们在原有精密定轨技术的基础上,又通过吸收、借鉴国外的定轨技术,创建了一套具有中国航天测控特色的轨道确定算法,精度可以控制在米量级,完全满足“神六”飞船对测控的要求。同时,在轨道姿态控制和返回落点预报技术中,李恒年等几名专家级年轻人,提出了折算气象风漂移运动修正船下点的落点预报方案,使我国对航天器返回舱的预报精度由10公里提高到1公里以内;我们采用改进了的卫星定姿模型,使我国卫星姿态控制精确到0.1度,达到国际领先水平。对飞船着陆前5到7天内的浅层风作出准确的预报,这在国内还是第一次,在国外也属罕见。我们科研人员开发出的浅层风预报辅助决策系统,可以预测飞船着陆时离地面300米以下的气候条件,预报准确率达到85%%以上,这对飞船安全着陆意义重大。
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