太空之上鐫刻“中國精度”
來源:解放軍報 2019/08/09 10:31:50 作者:鄒維榮 韓阜業
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江苏快3开奖直播网站 www.tdcjm.com 導讀: 李濟生再接再厲,對此領域作深入研究,又研制出衛星姿態控制對衛星軌道攝動的動力學模型,填補了我國同類動力學模型的空白,使衛星定軌精度提高了一倍。

衛星測控,對大多數人來說是個陌生領域。當火箭把衛星送入預定軌道,衛星能否正常運轉并按計劃完成使命,完全依賴于地面觀測系統對其實施長時間的跟蹤、測量、計算、預報和控制,這一系列工作即為衛星測控。

通俗地說,衛星測控就像是“放風箏”,離開地面觀測系統的監控,衛星就像是斷了線的“風箏”。這是一項極其復雜的系統工程,在某種程度上代表著一個國家的航天科技水平。

航天作為當今世界最具挑戰性和廣泛帶動性的高技術領域之一,體現著國家綜合實力和大國地位。因此,總有殷殷志士甘為國家的航天事業鞠躬盡瘁,也總有拳拳赤子愿為航天發展負重前行。

有一位杰出的航天科技工作者便是如此:他建立的“三軸穩定衛星姿控動力對其軌道的攝動力模型”,解決了衛星近地點異常變化難題,填補了國內空白;他主持開發的人造衛星精密軌道確定系統,突破了多項技術難點,把我國人造衛星精密定軌技術推向世界前列;他總結自己的理論研究和實踐成果寫成的《人造衛星精密軌道確定》,成為世界航天測控史上不為多見的一部學術專著。

他,就是中國科學院院士、我國人造衛星軌道動力學和衛星測控專家李濟生。

2019年7月28日,和衛星打了一輩子交道的李濟生,因病在北京逝世,享年77歲。他把生命融入了魂牽夢繞的浩瀚星空。

一路向前,不能忘卻化身為星的人。今天,就讓我們一起回憶李濟生院士與祖國航天測控50年的不解之緣,感受他為中國航天事業而焦灼、而奮起、而潸然淚下、而歡呼雀躍的征程往事,以此向李濟生院士作最后的送別!

——編 者

堅定的信念:“把中國的精密定軌技術搞上去”

50年前,同樣是盛夏時節,李濟生大學畢業后主動申請來到中國第一座衛星測控站,從事衛星軌道計算工作。

當時,我國的第一顆人造地球衛星即將發射,全中國沒有一位衛星軌道計算專家,國外對我嚴格技術封鎖。沒有任何資料,李濟生和同事們自己編程序、搞方案;沒有實踐經驗,他們就邊工作、邊積累,借助一臺手搖計算機,一個多月后拿出了一次性通過的軌道設計方案。

1970年4月24日,我國自行研制的第一顆人造地球衛星“東方紅一號”發射成功。慶功會上,大家舉杯相慶,李濟生卻眉頭緊鎖——衛星雖然上天了,而衛星軌道的計算十分粗糙。

中國從1967年開始建設自己的航天測控網,1970年正式投入使用。彼時,美國的航天測控技術水平已超前我國一二十年。

李濟生為此深感焦慮:如果不能精確地計算出衛星在太空運行的軌道,就不可能滿足后續衛星發射測控任務和衛星應用對定軌精度的要求。

“我國航天測控技術起步晚、差距大,但我們有能力奮勇趕上!”立志要在航天測控領域有所作為的李濟生并不氣餒,一個強烈的愿望在他心里萌生:一定要盡快擬制出中國航天的精密軌道計算方案。

從此,他一面投入到新型號衛星測控任務緊張的準備工作中,一面不斷積累精密定軌知識,為日后開發精密定軌方案作技術儲備。同時,為了使定軌精度有個明確的數值概念,他對定軌精度分析方法進行了不懈探索和研究。

一年攻關,李濟生分析、推算了大量數據資料,終于算出我國第一顆人造衛星的定軌誤差。從那時起,我國對近地衛星軌道精度誤差有了初步的數值概念。

隨著李濟生卓有成效的研究,我國定軌精度逐步提高,但與國外的相比,還有不小差距。于是,他將求學的目光投向了更高遠的地方。

1978年9月,李濟生參加國內首批出國留學人員考試并被錄取。一時間,國外幾所大學紛紛來函,有的請他去搞探空火箭數據處理,有的邀他進行天文教學,他都一一謝絕了。李濟生心中的目標執著而明確:“研修精密定軌理論,把中國的精密定軌技術搞上去。”

1984年,李濟生終于選取對口專業,跨進大洋彼岸一所名校的大門。在那里,世界各國的航天測控資料一應俱全,李濟生在知識的海洋里奮力搏擊:快學、多學、拼命學。

在進修的兩年里,李濟生沒有節假日,無暇顧及旖旎的異國風光,甚至連寫封家書也顧不上。難得上趟街,去一次就買回足夠吃十天半月的食品,把能擠出的分分秒秒都泡在了圖書館和資料室里。

1986年,李濟生婉拒導師的挽留,毅然回到祖國的懷抱。他忘不了臨回國前一位老華僑的話:“國內每升空一枚火箭,我們這些海外游子的腰就又挺直了一截。”

鏗鏘的腳步:“外國人能做到的,我們也能做到”

1975年,我國航天事業取得大豐收。這一年,我國成功發射了3顆近地衛星。

人們沉浸在成功的喜悅之中,李濟生和同事們卻意外發現,衛星近地點高度逐日升高。從理論上分析,衛星在運行過程中受大氣阻力影響,近地點高度應該越來越低。

這是一個謎。有關專家懷疑是軌道計算誤差太大,提議改由其他單位計算。種種懷疑和議論,對搞軌道計算的李濟生來說,無疑是一種莫大的壓力。

李濟生決心依靠自己的力量解開這個謎。他一頭扎進謎團里,連續幾日徹夜不眠,反復查閱有關資料,反復和同事們研究探討。

幾個月后謎團解開。衛星軌道出現反常,是控制衛星姿態的噴氣管產生的姿控力所致。由于作用力很小,人們在設計時忽略了。然而就是這輕微的作用力,使衛星軌道近地點高度逐日升高。

李濟生再接再厲,對此領域作深入研究,又研制出衛星姿態控制對衛星軌道攝動的動力學模型,填補了我國同類動力學模型的空白,使衛星定軌精度提高了一倍。

此后,他又主持開發了“微分軌道改進和攝動星歷表計算”衛星軌道確定方案。這一方案首次用解析法導出了大氣阻力短周期攝動的計算公式,使我國人造衛星定軌精度大幅提高。

1981年底,我國首顆地球同步通信衛星發射準備工作進入沖刺階段。地球同步通信衛星的測控技術,是世界航天測控領域的難題,只有少數幾個國家掌握。

要完成這些復雜的測控過程,地面測控系統要向衛星發送數千條指令,其實時性、準確性和連續性要求之高,都是歷次發射任務所沒有的。

在發達國家,通信衛星的測控,是用全球布站的測控網完成的,而我國衛星地面測控網只限于本土的測控站,可控弧段極其有限,測控過程必須高度自動化。但衛星測控中心僅有性能落后的320計算機,運行速度每秒28萬次,內存和速度遠遠不夠。

我國有關部門多次與外商洽談高性能計算機的進口事宜,均被對方拒絕。西方大國的技術封鎖,激起了李濟生和同事們為國爭光、開拓創新的豪情:“外國人能做到的,我們也能做到;外國人做不到的,我們也要做到!”

來訪的國外某專家,看著這臺老機器連連搖頭:“用這樣落后的計算機完成地球同步通信衛星的測控,是不可能的。”在和這位專家進行地球同步衛星測控技術交流中,當談及一些具體技術問題時,對方總是說:“對不起,我沒帶筆記本,沒法回答你。”

李濟生心頭受到重重一擊!

在隨后的一年時間里,李濟生以驚人的毅力,攻克了道道難關,成功地編制出通信衛星測控軟件調度程序,圓滿解決了計算機容量小、速度低的難題,終于使我國第一顆地球同步通信衛星成功地定點于距地球3.6萬公里的赤道上空。

之后,李濟生作為中方代表參加一個國際學術會議,與那位專家不期而遇。當那位專家聽說中國人正是用那臺被他當年宣布為“不可能”的計算機,完成了地球同步軌道衛星的測控時,驚訝地瞪大了眼睛,連聲說:“奇跡,奇跡!”然后,又向李濟生詢問我國地球同步衛星的技術細節。

李濟生的表情一如往常那樣平靜。他感到,兩年前那句曾經刺痛他心靈的話,日日夜夜艱苦拼搏中時時堵在他胸口的那句話,現在可以“還”給對方了。他微笑著說:“對不起,我也沒帶筆記本,沒法回答你!”

高尚的品格:“我愿用肩膀為年輕人搭起攀登云梯”

十多項高等級科研成果創造者、首屆航天基金獎獲得者、中科院院士、黨的十五大和十六大代表……當這一個個成功的光環簇擁著李濟生時,他并沒有陶醉,而是時刻不忘居安思危。

那句被歷史反復驗證了的至理名言深刻在他的心底:科學家最大的悲哀是后繼無人、事業斷線。

1992年,在我國某型返回式衛星發射前夕,李濟生接到一項特殊任務:研制一套新方案,以驗證年輕博士黃福銘制訂的該型號衛星軌道控制方案的可行性。李濟生苦戰數月,拿出了新方案。經過論證,這兩種方案殊途同歸,都是可行的。

這是我國發射的一種新型返回式衛星,用誰的方案誰將獲得科技進步獎,誰就將在這個新型衛星領域里永遠留下自己的名字。李濟生是測控中心的技術權威,是國內外有名的科學家,按理說采用他的方案理所當然。但在李濟生的堅持下,測控中心采用了黃福銘的方案。

李濟生說:“要多給年輕人創造機會。因為,科技發展是一場接力賽,要靠一代代人的努力。作為一名老科技工作者,我覺得個人名利事小,把這個接力棒交好,盡快提高我們國家的科技水平才是大事。”

個人的名利是小事,人才培養是大事。李濟生把培養年輕科技人員當做自己的重要職責,手把手地教,希望更多的人超越自己,體現出一位科學家對祖國航天測控事業強烈的使命意識和無私的奉獻精神。

李濟生的嚴謹細致在單位里是出了名的。翻開他幾十年所記的工作筆記,盡管有的已經泛黃褪色,但字跡工整,連標點符號都一清二楚;設計的各種技術方案,不僅構思新穎,而且格式整齊美觀。他這種嚴謹的科研作風時時影響和感染著身邊的青年科技人員。

一次,衛星發射測控任務完成后,當時負責技術方案設計的科技人員楊寧十分疲勞,正準備回去休息。李濟生卻把他叫?。?ldquo;你把這次任務的技術報告找來,咱們再琢磨琢磨。”

楊寧為此感到疑惑:任務都結束了,慶功酒也喝了,還要技術報告琢磨啥?

報告送上來后,李濟生把他拉回計算機房。兩人對報告內容一行行檢查,對涉及的數據一個個驗算,從晚上一口氣干到凌晨3點多鐘,終于在紛繁的數據中查出兩個小瑕疵。

李濟生懇切地說:“科研無小事,沒有嚴謹的科研作風,是搞不好技術工作的。這兩個小瑕疵雖無礙大局,但證明我們前期工作還是有些匆忙,并非完美無缺……”

楊寧對這番話刻骨銘心。在李濟生的影響下,他養成了一絲不茍的工作習慣。

“搞天體力學比較枯燥,整天就是計算,但這里面也有樂趣。想想看,人造衛星在天上是看不見的,我就給你這個觀測數據,算出它的軌道,然后預報它什么時間在什么地方,到時候一看它確實在那個地方,這不也是種樂趣嗎?”李濟生沉迷于軌道,沉迷于探索浩瀚宇宙中的無窮奧秘。正因為如此,他犧牲了許多業余愛好。有人說他既不打撲克,也不下棋,偶爾和妻子打打羽毛球,是他唯一的娛樂活動。

1997年底,李濟生當選為中科院院士。在一個慶賀會上,他道出了自己的心聲:“我是踩著眾人的肩膀一步步上來的。我國航天測控事業要贏得新世紀,就要培養一大批年輕人,我愿用自己的肩膀為年輕人搭起攀登的云梯!”

上圖為資料照片。李濟生院士在為技術人員講授衛星測控技術。

原標題:太空之上鐫刻“中國精度”

責編:陳倩柔 如涉版權請聯系我們 轉載請注明海疆在線)
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