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运筹帷幄之中 决胜千里之外——记中国工程院院士沈荣骏

2011-05-21廖芳芳

卫星与网络 2011年4期
关键词:测控载人院士

本刊记者:廖芳芳

一个人物,一段历史;

一个群体,一个时代。

上一代人,为之艰苦奋斗的事情,在下一代人眼中,往往会被看得平淡无奇;而他们的付出,对于时

代和历史的进程,意义却是深远乃甚至是不可泯灭的

回忆这些事

留着这段历史

记住这些人

大漠深深,黑河畔神箭耸。立放眼望,

日月同辉,碧空万里。惊雷一声震寰宇,

巨龙冲天鬼神慄。

看今朝圆我飞天梦,如愿矣。

忆往昔,夜难寐,同携手,斩荆棘。

伟业路漫漫,仍需努力。浩瀚苍穹常驻守,

欲挽嫦娥游星际。立壮志,

更上一层楼,全无惧。

—— 沈荣骏

第一艘载人飞船发射成功有感

编者按:早就听说沈老喜欢石头,各种各样的石头。我也凑巧有这个爱好。因此采访前,我们先提出要看看他老人家的石头。门打开的那一刹那,我还是忍不住大喊道:“这简直就是一个石头博物馆嘛!”。

1959~1977年,沈老在戈壁滩呆了18年的时间,很多基地的同事都喜欢收集戈壁滩的石头,工作之余,可以摆弄摆弄,也算是增加了生活的乐趣。因此,沈老也养成了这样的习惯。每次去戈壁滩,他都会捡上几大箱的石头,而且捡的次数多了,自然而然就知道戈壁滩每个地方石头的特色了。

每块石头,在沈老的眼睛里,都是有生命的,沈老也记得它们的来历和隐含在其中的、与他自己有关的那些故事,包括心灵的···

本期《大家栏目》与大家分享的是中国工程院院士、我国航天测控网主要奠基人之一、中国载人航天工程、探月工程顾问沈荣骏的对话。

·开启天眼 精准追踪·

一个人,一生最少要有一个爱好。因为沈老喜欢石头,我们的采访就从石头聊起。

本刊记者:沈院士,您好。非常感谢您在百忙中还能够抽出时间来接受我们的采访,之前您带我们参观过您收集的石头,真的让我们很震撼。

沈院士:快坐下吧,呵呵,那些石头可全都是来自于戈壁滩呢。

本刊记者:您大老远把石头从戈壁滩运回北京,不怕麻烦吗?

沈院士:没什么麻烦的,我们有专列进戈壁滩,只需要把捡好的石头放到招待所,走的时候往专列上一放就可以了。

本刊记者:您的家人对您收集石头持什么态度啊?

沈院士:我家人不懂石头,但是他们也不反对我收集石头,我老伴只是担心石头是否有放射性物质,危害身体健康。其实,每一块石头都经过了我的鉴定,绝对是安全的,而且戈壁滩的石头经历了多年的风吹雨打,安全得很。

本刊记者:您是从1959年就开始常驻基地了呀,那您应该是一毕业就到了戈壁滩了吧?当时您是做什么工作呢?

沈院士:1959年毕业之后,留校工作半年,后被分配到了东风基地测量部。最开始,由于基地刚刚组建,人员和设备都很匮乏,天文测量这个摊子还没有人接手,由于我在大学的时候学过天文,于是我在基地搞了一年的天文测量。

本刊记者:我国的航天测控体系也是从这个时候开始的吧?

沈院士:是的,我国的航天测控网起步于20世纪60年代,起源于导弹试验。上世纪50年代后期,在苏联的援助下,我国建立了导弹试验靶场,靶场建设初期,我们就建立了测控系统。但是不久中苏关系破裂,苏联的专家都撤走了,核心的技术也带走了。迫于这种情况,中国只有自己来搞测控了。当时我们就发现,苏联给我们建立的测控体系只能够满足近程导弹试验,我们必须自己建立一套能够满足中远程导弹试验的测控体系。

本刊记者:当时你们是怎么做到的呢?

沈院士:我那时就写过一篇文章《非匀质椭球体上的发射坐标系》,建立了准确的发射测量基准,因为事关重大,最开始并没有被承认,直到3年后,美国也发表了一篇类似结果的文章,才采用我提出的坐标系。当时恰好赶上“150”工程上马,该工程是中国第一套大型的光学外弹道测量系统,是专为发射试验“东风三号”导弹研制的。针对这个工程我提出了“三站四台”的方案,就是把4台150设备放在3个点上,而且把布站的精度结果也都计算出来,证明这样布局完全能满足对“东风三号”导弹试验关机点的测速精度要求。

本刊记者:听您同事讲,你那时候提出的“精准坐标系”和“三站四台”的两个方案为我国的航天测控系统起到了很大的作用,甚至可以说是打下了很扎实的基础。

沈院士:过奖了,建立我国的航天测控系统是摸着石头过河,更是集大成的事业,里面凝聚了很多同事的心血和汗水。

本刊记者:听说您为了我国的航天测控系统创下了50多个小时没有合眼的记录,这是怎么回事呢?

沈院士:1965年,国防科委召开规划讨论会,要求我们在3天之内写出基地7年规划,司令员把任务交给了我。我把自己关在招待所两天加一个上午,没有打一下盹。在这个7年规划中,我把整个航天测控系统要做的主要工作写了出来:光学测量系统、单脉冲精密测量雷达,无线电连续波测速定位系统、飞行安全控制系统、导弹远洋测量船……这次加班我可是印象深刻啊,虽然说连续加班50多个小时,但是我当时兴奋得很,一点都不觉得累。

本刊记者:您是航天测控的专家,您能通俗地解释一下航天测控系统,让普通人都能够听懂吗?

沈院士:测控系统实际上是用来测量飞行物体的轨迹、内部参数和进行必要的控制。对航天器性能进行评估和鉴定,确保每个控制指令的执行,一旦发现问题,及时处理。

本刊记者:从技术层面上来讲,我国航天测控系统经历了一个怎样的变革呢?

沈院士:我国最开始的航天测控系统是大型光学精密弹道测量系统,随着导弹射程越来越远,光学设备已经不能够满足了。后来航天测控人围绕提高测速精度,开展了无线电弹道测量系统研制,测速精度达到了世界领先水平,圆满完成了各项任务。为保证第一颗人造卫星和返回式卫星的发射,建立了我国的航天测控网。到了通信卫星发射阶段,研制了C频段微波统一系统,该系统保证了同步轨道通信卫星的测控。上世纪90年代,我国开始实施载人航天工程。载人航天需要全球性测控系统,为此,为了与国际接轨,我国研制了功能完善的S频段微波统一系统,通过国内外建站、国际联网、海上布站,建立了陆海基全球测控网。

本刊记者:到目前为止,我国航天测控体系处于一个怎样的水平?

德国的目的论于20世纪70年代后期产生,该流派强调翻译所要达到的效果,主要代表人物是卡特琳娜·赖斯、汉斯·弗米尔、贾斯塔·霍茨—曼塔里和克里斯汀娜·诺德。目的论的关注点不是译文与原文之间的完全意义上的转换,而是在进行翻译的时候译者是否能根据译文的意图选择最合适的表达方法[1]。

沈院士:我个人认为我国目前的航天测控系统已经比较完善、先进,与国际先进水平相当,其实各国的测控技术差不多,但是出于国情不同,航天测控系统的覆盖面也不同。比如美国,他们有条件全球覆盖;俄罗斯,由于它国土面积很辽阔,所以俄罗斯的覆盖面也比较广。而中国呢,虽然覆盖率只有12%,也能够完成测控任务。

本刊记者:12%的覆盖率应该很低吧?但是怎么又能够百分之百地完成测控任务呢?

沈院士:关键在于我国航天测控系统先进的设计理念。我们在策略上采取了“保重点”的方式:保障动力飞行段百分之百覆盖;返回段也争取基本覆盖,起码达到85%的覆盖率;变轨段提供充足的测控支撑。通过这样的策略,保障了我国测控任务的百分之百成功。

对航天工程而言,火箭升空一瞬间的壮美仅是一个开始。航天器从发射升空到使命完成,最核心,最关键的支持与保障就是航天测控技术。航天测控系统是保证航天器顺利升空、平稳运行、正常回收的“神经中枢”。我国航天测控体系,如今已经走过了50多个年头,沈荣骏院士陪伴左右,为中国的“天罗地网”做出了卓越的贡献。火箭升空那一刹那的绚丽,离不开航天测控系统这只无形大手的支撑,同样也离不开发射时的果断和机警。

·指点江山 果断指挥·

本刊记者:您主持过的发射任务达50多次,在这么多次发射任务中,您印象最深刻的是哪一次呢?

沈院士:要说最让我记忆深刻的发射任务,应该是1990年发射亚洲一号卫星,这是我国对外承揽发射的首次任务。本来亚洲一号卫星的发射时间定到1990年的4月5日,那天正好是清明节,用户不同意这一天发射,后来就改在了4月7日,但是这一天天气比较恶劣,又是刮风又是下雨的,而且还不停地打雷。

本刊记者:这么恶劣的天气应该不能发射卫星吧?

沈院士:是啊。当时准备了好几个发射窗口,一直在等待天气好转。打雷那会儿,正在给火箭加载低温燃料,加的是液氧、液氢,要知道低温燃料可是非常敏感的,在打雷的时候加注非常危险。我当时在指挥所,看着天气没有好转的迹象,实在是坐不住了,就跑到发射场去了。当时所有的人都在讨论,这样的天气会不会好转。气象总师也给不了确定的答复,而且发射地处山区,受到山区小气候的影响又比较大,更不好把握了。所有的人都在议论气象,我当时就跟他们说“气象没什么好议论的,很难做出准确预报,把所有的发射窗口预案都做好,第一个口不行,就第二个,第三个不行就不发射了。”

本刊记者:据我所知,这个亚洲一号卫星是我国第一次承揽外国发射任务,而且争取到这个发射任务还经历了一番挫折,花费了很多苦心。如果没有按照约定的时间发射成功的话,应该要承担很大的压力吧?

沈院士:确实,上世纪八十年代中期,国防科工委和航天部的领导开始酝酿一个新的构想:打出去,利用我们的航天发射能力,承揽国外卫星发射任务。经国务院领导批准,在各相关单位的大力支持下,花费了很多的功夫,终于争取到了亚洲一号卫星的对外发射。如果没有按照约定的时间发射成功的话,不但要承担巨大的经济损失,而且会让国外怀疑中国的航天能力,以至于中国航天事业很难走出国门。

本刊记者:后来亚洲一号卫星是怎样按时发送出去的呢?

沈院士:就在我们望着天空不知道怎么办的时候,发现第二个发射窗口在发射场上空露出来一小块蓝天,周围还是乌云密布,这种机会稍纵易逝,一旦不能发射就会面临很多复杂的问题。所以,当时马上就决定发射。

本刊记者:这种情况还是挺偶然的,如果没有果断的决策,就会错过机会。

沈院士:这么多年的发射经历让我明白了一个道理:偶然的因素,你碰巧了就得手了,碰不巧那是一点办法都没有。

本刊记者:气象对发射的影响确实蛮大的,但是通过对气象的监测,应该能够避免天气给发射带来的麻烦吧?

沈院士:有时候还真的很难,气象这个东西变化多端,预报的准确性仍然是世界性难题,有时候就把握不了,在风云二号气象卫星发射的时候就是碰到了这样的问题。

本刊记者:那一次发射出现了什么状况呢?

沈院士:发射那天,恰好全军气象会议在西昌召开。全军的气象专家都在西昌,中央气象台,四川省气象台以及西昌本地气象台。部分领导和专家也在现场,专家一致认为发射日是个好天气。当时军委刘华清副主席在成都视察工作,我们就请他过来视察指导发射。可那天雨偏偏下个不停。离发射还有2个小时的时候,雷雨交加。第一个发射窗口过去了,气象仍未好转。雷雨转出去了又回到发射场上空停留下来了,迫于无奈经请示首长,撤销发射任务。但当时已经加注的低温燃料就面临卸出的问题,可是在中国所有的发射任务中,这是第一次。

本刊记者:卸出低温燃料是不是有危险?

沈院士:是啊,低温燃料从火箭里卸出来,具有很大的危险性。当时大家也争论得非常厉害,但是我们别无选择,低温燃料必须卸出,尽管存在风险,只要严格管理精心操作,可以安全完成卸出任务。

本刊记者:经历了这么多次发射,作为发射指挥员,您觉得最重要是具备怎样的素质呢?

沈院士:头脑清晰、技术全面、沉着冷静、敢于负责。

遇事沉着、冷静,则能够稳坐中军帐。沈荣骏院士经历了几十次的发射任务,每一次成功发射的后面都需要敢于承担的勇气和敢于决策的信心。虽然沈荣骏院士常说,发射任务太让人紧张,没有一个好心脏还做不来这档子事情,但他还是为中国的载人航天事业再一次承担了更大的压力,付出了更多的心血。

·坐乘长风 直追彩云·

本刊记者:“上天”应该说是中国人一个非常古老的愿望了,从神舟五号载人飞船开始,我国已经初步实现了“上天”这个愿望,中国人民非常关心“上天”的一举一动,请您谈一下我国的载人航天工程吧。

沈院士:在20世纪70年代,钱学森就提出了中国应该实施载人航天项目,当时称为“曙光计划”,后来由于条件有限,“曙光计划”搁浅了。到了20世纪80年代中期,载人航天列入“863项目”,成立了专家组对载人航天进行研究。1992年初,根据专家建议,中央专委决定由国防科工委组织经济技术可行性论证。同年9月,中央专委讨论通过了论证组提出的报告。9月,党中央批准实施中国载人航天工程,就是今天的“921工程”。

本刊记者:您认为当时载人航天项目的主要困难在哪里?

沈院士:我们面临着很多技术上的困难。最主要的是可靠性,这和过去有很大的区别,也是我们载人航天工程最突出的一个特点。因为过去的卫星虽然也在尽力保证成功率,但它毕竟没有载人,没有那么高的可靠性要求。方案设计中一些基本的指导思想、系统配置、材料和元器件的选用、软件编程、工艺发射设施、全球跟踪网以及整个工程管理的科学性,都要围绕这个高可靠性来做。很多东西都是第一次,有好多关键技术要攻关。

本刊记者:经过了7年的辛勤工作,1999年“神舟一号”无人试验飞船成功发射,相当于我国载人航天项目打响了第一枪吧。

沈院士:载人航天项目当时提出了“争八保九”的任务要求,争取在1998年、保证在1999年第一艘飞船上天。1997年下半年,我们就发现整个工程的进度大概差了有一年多时间。

推进舱是“保九”的主要短线,由上海航天局研制生产。在这种情况下,我和几个同事跑了一趟上海,了解到影响进度的主要原因不是技术问题而是工作量的问题,可以加强管理来解决。在调查研究的基础上和上海航天局的同志交换了意见,提出“载人航天项目的成败,神舟一号飞船是关键,如果不能在1999年发射的话,不仅违背了我们对中央的承诺,而且整个工程的研制将面临巨大的困难。必须顾全大局千方百计按时完成研制任务。”当时上海那边一个很给力的答复是“我们绝不拖工程后腿”。回到北京,建议在电性船的基础上,上船产品按正样要求验收,研制神舟一号试验飞船,确保1999年发射,对921工程全系统进行试验考核。这一建议遭到了不少专家的反对,的确有很大风险。但从工程全局考虑,必须进行风险决策,认真细致地做好工作,打好载人航天工程的第一枪。工程总指挥,总师联席会议采纳了这一建议,做出了1999年发射试验飞船的决定。当时我提出工程全系统总动员,从现在开始没有星期日只有星期七。

本刊记者:听说您的63岁生日是在神舟一号的发射场度过,您当时都没有时间和家人一起过生日吗?

沈院士:我一连在发射场呆了20多天,人瘦了8斤,没有时间回家。这一次发射太重要了,每一个细节都不能出错,所以直到发射前,我都不敢离开发射场。

本刊记者:神舟一号耗费了您大量的心血,可是发射成功之后,您却提出退居二线?

沈院士:从发射基地回到了北京之后,我很快就跟上级提出辞职,退居二线。一是因为我达到了退休年龄,而是我已经有了接班的人,我退下来对以后的工作有好处。从神舟一号到神舟六号,每一次发射我都应邀到发射现场,但是神舟七号我就没有去,因为我发现经历多次的实践,培养了一批年轻骨干,他们完全有能力把载人航天工程搞得更好。

本刊记者:您对现在的年青一代有没有什么期望和要求呢?

沈院士:年青一代都很有激情,也很聪明,我们那一代人有一个显著的特点:哪里有需要,我们就到哪里去,注重奉献精神,希望年青一代也多一点对国家的奉献精神。

相关链接:个人简历

1936年生于安徽合肥

1953年考入解放军测绘学院

20世纪60年代创建了中国航天测控网

20世纪80年代指挥完成了中国第一颗商业卫星发射

1985年任国防科工委副主任

1990被授予中将军衔

1992年兼任载人航天工程副总指挥

现任探月工程高级顾问,浙江大学航空航天学院院长,国防科技大学特聘教授,总装部科技委研究员

航天测控网,对运载火箭和航天器进行跟踪、测量和控制的专用网络系统。一般由航天指挥控制中心和若干测控站(含测量船、测量飞机、跟踪与数据中继卫星)及测控通信系统组成。航天测控网具有对运载火箭和航天器进行跟踪测量、遥测、遥控、数传等功能。工作内容主要包括:跟踪测量航天器,确定其运行轨道;接收、处理航天器的遥测数据(含平台和有效载荷遥测、图箱信息等),监视其工作状况;依据航天器的工作状态和任务,控制航天器的姿态、运行轨道;接收和分发有效载荷数据;实时提供航天器的遥测信息、运行轨道和姿态等数据,接收故障仿真数据,并形成故障处理对策;与载人航天器上的航天员进行通信联络。航天测控网的主要技术指标包括测量精度、测控覆盖率、天地数据传输速率、多任务支持能力等。

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