新一代太空“牧星人”李恒年

宗兆盾

20世纪60年代，以“两弹一星”元勋陈芳允为代表的老一辈科学家为中国航天测控事业奠基——“东方红一号”卫星的初始轨道参数、飞临祖国各地上空的准确时间，都来自于陈芳允先生主持建立的卫星测控网。

世纪之交，中国科学院院士李济生接力领衔我国航天测控事业，他主持开发的精密定轨系统，首次获得准确的卫星轨道数据——没有这些数据，就无法定位卫星的飞行轨道和位置，无法对卫星进行有效控制，卫星的应用价值，也就只能停留在“东方红一号”的发展阶段。

科技进步日新月异，中国航天一日千里。今天，已有百余颗“中国星”在太空遨游，它们类型不同、功能各异，或观云测雨，或导航引路，或经天纬地，或迈向深空……

不久前，以研究员李恒年为代表的一批科技专家，再次把我国航天器轨道与姿态控制水平提升到新高度——在茫茫太空中高速飞行的卫星，被他们用无形之手灵巧驾驭，翩然起舞。以李恒年为代表的航天测控专家，也因此被誉为新一代太空“牧星人”。

“只有把全部身心都投入到热爱的事业，才能找到自身的价值”

李恒年，现任西安卫星测控中心测控技术部研究员。今年48岁的他，已在航天测控第一线默默耕耘20多年，入选新世纪百千万人才工程国家级人选，被表彰为“全国优秀科技工作者”。

他曾连续奋战69天，让价值十多亿元、在太空中濒临失效的卫星起死回生；也曾为一个问题专注20年，使我国航天器机动轨道确定能力提高到世界先进水平。

他系统建立了同步卫星共轨控制的理论方法和技术，成功运用于我国和其他国家多颗卫星共轨控制：他发展了李济生院士确立的卫星轨道确定理论，提出了针对机动卫星的轨道确定理论技术，并成功运用于我国多颗机动轨道卫星。

人们赞叹于李恒年今日的成绩，然而，大家或许并不知道，当航天测控事业的“接力棒”传到李恒年手上时，他却差点失之交臂。

1992年，25岁的李恒年研究生毕业，被分配到西安卫星测控中心。人事部门一看他的履历：本科，兰州大学数学系；研究生，国防科技大学计算机系。懂数学、会编程，正好中心在发展BP机寻呼业务，就把他分到了寻呼台。

第一次走出校门、走上工作岗位，李恒年看啥都新鲜、干啥都起劲。寻呼台几十米高的铁塔矗立在办公楼顶，别人不敢上，只有他和几名电焊工爬上爬下。寻呼台用户暴增、业务红火，他编写的程序运行稳定、单位效益月月见涨。

台领导看小伙子工作不错，隔三岔五就带他去吃喝应酬。有一次多喝了两杯，李恒年壮着胆子对领导说：“以后这种场合我能不能不参加，把吃饭的钱省下来，给我买几本书也行。”打那以后，领导出去吃饭再也没带过他。

直到一年多以后，李恒年从同事们的聊天中才知道，别人设计的软件，服务对象是卫星；自己编写的程序，服务对象却是BP机。尽管寻呼台待遇好、挣钱多，可他始终心有不甘。幸好此时中心领导听说寻呼台有个编程高手，慧眼识珠把他调到了中心测控技术部软件室。

能够投身事关国家尊严的航天伟业，让李恒年感到如鱼得水，浑身都有使不完的劲。

从数学、计算机到航天动力学，从寻呼台到卫星测控，李恒年遇到的障碍和难关可想而知，但他从未动摇和退缩，而是把自己的全部精力都投入到事业之中。

从最基础的测控数据处理，到研究提出航天测控最优估计方法：从卫星机动轨道确定，到航天器姿态控制；从多星共位控制，到卫星编队稳定性设计；从神舟飞船返回落点预报，到北斗卫星导航系统星座部署……李恒年的人生轨道同航天轨道紧紧连在一起，再也没有分开。

2012年，李恒年用英文写就的专著《地球静止卫星共位》，被世界知名学术出版机构德国斯普林格出版社约请出版。

在那部几经删改的英文手稿扉页上，李恒年写下这样一行字：“只有在无比沉重的劳动中，人才会活得更为充实。”——这是作家路遥在《平凡的世界》创作随笔中的一句话。

一位作家和一位航天科技工作者，他们的人生境遇如此不同，但他们在辛劳中获得的内心宁静却又何其相似！

这些年，李恒年名声在外。他获得了10多项国家和部委级以上科技进步一、二等奖，让许多科研机构和大型企业青眼有加，不少单位向他抛来“橄榄枝”，有的单位甚至承诺：“只要加盟，立马提供一套别墅！”

李恒年老家境况不好，年迈的父母先后罹患重病，他一直想把老人们接到身边照顾，却又没有条件。朋友们劝他考虑考虑，另择高枝，但李恒年始终不为所动，一一婉言谢绝。

有人不理解他的选择，李恒年说，“和老一辈航天人相比，我们赶上了国家航天事业大发展的好时代，能在自己热爱的事业中找到人生价值，给再多钱也不换！”

“人生路必曲，仍需立我志，竭诚为国兴，努力不为私。”或许，“两弹一星”元勋陈芳允的这首言志诗，正是一代代太空“牧星人”的人生追求和精神写照。

“完成好工作只能叫有事干，能够为中国航天做出贡献才叫有本事”

探索太空，源自人类千百年来的美好梦想，然而，当人类终于走进太空，这里却已成为大国博弈的战场。

环绕赤道上空、距地面约36000公里的地球静止轨道，就是各国“斗法”的一个重要舞台。

1945年，英国科幻作家亚瑟·克拉克最早设计了这条轨道。由于卫星在这条轨道上相对地球静止不动，因此，可以作为地球上任意两地无线电通信的中转平台。

1963年，美国发射了第一颗静止轨道卫星“晨鸟”，成功转播了1964年东京夏季奥运会，从此拉开了静止轨道发射和应用的序幕。

随着人类航天事业的发展，这条360度的圆弧显得越来越拥挤。因为，就算按照正负0.1度分划，赤道上空也只有1800个卫星“轨位”。而截至目前，世界各国在国际电信联盟（ITU）注册的静止轨道卫星已经超过了2300颗。

而且，人们发现，地球静止轨道卫星也并非静止不动，它会受到星球引力和太阳光压等摄动力影响，逐渐漂移，每隔一段时间都要进行轨道控制，才能维持卫星“静止”。

这就意味着，掌握双星或多星共位控制技术，成为地球静止轨道卫星控制的新课题。

李恒年把这一课题选定为攻关方向。他主持创立的控制理论和方法，不仅提高了静止轨道卫星控制精度，而且延长了实施轨道控制的周期；不仅设计提出了我国卫星双星共位方案，而且顺利解决了中外多星共位控制难题。

2007年初，我国一颗北斗卫星发射在即，而分属不同国家的两颗卫星已抢先占据了“北斗”预定的轨位。

国家有关部门邀请李恒年等航天专家，代表中国政府同相关国家展开谈判。由于担心3颗卫星共位产生碰撞危险和电磁干扰，外方不同意中国卫星挤进来。

经过-=周密准备和艰苦谈判，李恒年设计提出的卫星共位控制方案，最终得到了两国专家认可。截至目前，3个国家的卫星已在同一轨位上安全运行8年多，成为国际社会和平利用太空资源的一个范例。

近年来，随着我国北斗卫星导航工程加速推进，卫星组网面临的难题日益凸显。李恒年提出了“卫星编队构型捕获控制方法”“北斗导航全球星座构型设计方案”“北斗导航全球星座构型维持控制”等一系列卫星编队、星座构型优化设计与控制方法，为北斗卫星导航工程建设做出突出贡献。

凭借在卫星共位控制技术、卫星飞行摄动力影响等方面的研究应用，近年来，李恒年还先后3次组织在轨卫星异常状态处置，为国家挽回巨大经济损失。

李恒年为捍卫国家利益屡建功勋，在重大任务中更是不遗余力。

“神舟”飞天，举国关注、举世瞩目。然而，人们却很少知道，正是精确的航天测控为“神舟”返航铺就坦途。

作为西安卫星测控中心神舟飞船返回控制及落点预报技术负责人，李恒年自1997年起便着手开展相关方案编写和软件开发工作。为解决返回制动时飞船质量影响落点精度的难题，他推算出飞船剩余燃料量计算公式，完善了瞬时风力修正计算落点的软件，研究提出的飞船返回舱轨道控制技术，填补了我国返回式航天器精确测量与控制的理论空白，使返回舱落点预报精度大幅提高。自神舟五号任务以来，神舟飞船返回舱落点预报精度始终稳定在1公里以内，缩短了搜索时间，提高了航天员的安全系数。

在去年实施的嫦娥五号再入返回飞行试验中，他带领团队负责开展月球近旁转向段轨道特性及定轨精度分析、三站接力跟踪短弧轨道确定、中途修正轨道控制以及跳跃式再入返回落点预报等任务。最终做出的“嫦娥”返回器落点预报，时间偏差小于3秒，位置偏差不足2公里。

在多年的航天测控工程任务实践中，李恒年不仅解决了众多棘手问题，而且注重总结提炼和理论升华，先后撰写出版了《地球静止卫星轨道与共位控制技术》《航天测控最优估计方法》《卫星机动轨道确定》《Geostationary Satellites Collocation》等4部专著。

由他领衔的宇航动力学国家重点实验室，主持和承担国家多项重点课题研究，取得了丰硕成果。他带领团队多次参加国际空间轨道设计大赛，与美国喷气推进实验室（JPL）、欧空局（ESA）等世界顶尖团队同台竞技，屡获佳绩。

在不久前刚刚结束的第八届国际空间轨道设计大赛中，由于竞赛题目创新性强、难度系数高，经主办方校核认定，全球36支参赛队中仅有17支团队获得有效成绩，李恒年指导的团队夺得第四名，在国际航天界树立起中国航天的品牌和声望。

“航天测控事业，既考验人挑战权威的勇气，也锻炼人超越自我的血性”

1993年底，李恒年还在BP机寻呼台工作，但他闲不住、爱琢磨，经常到测控技术部旁听同事们讨论测控难题。

当时，正赶上中心即将执行一颗返回式卫星测控回收任务。任务联调时，地面测控站频繁出现数据中断、跳变、丢失等现象，令许多技术人员一筹莫展。

通过旁听大家讨论和翻阅技术资料，李恒年敏锐地意识到，是数据处理算法有问题——原有算法建立于20年前，由于当时计算机运算能力低下，老一辈测控人不得不简化运算过程，减少了数据采样——但随着计算机水平的发展，早已不需如此。

问题之所以一直没有得到解决，是因为我国返回式卫星已进入发展末期，专家们宁愿腾出精力研究新问题，不愿再为这些“小事”费脑筋。

作为一名“编外工程师”，李恒年暗自较劲，利用休息时间，编制了一套全新的算法程序和技术方案。当他捧起方案向时任测控技术部软件室主任陈长贵汇报时，陈主任被小伙子的勇气和执着所感动，专门邀请有关专家对李恒年的成果进行了严格评审。

尽管大家对这个毛头小伙将信将疑，但时任测控技术部总工程师李济生一锤定音：“这套方案做得不错，我看可以让他试一试！”

新方案投入使用，使测控站数据中断等问题迎刃而解，年轻的李恒年在测控中心崭露头角。

打那以后，李济生院士对这位肯钻研、有本事的年轻人极为看重，经常给他“开小灶”，还专门把他请到家里，向他介绍我国航天测控领域亟待突破的关键问题，鼓励他多思考多研究。

1999年底，“风云二号”气象卫星即将发射。这是一颗自旋稳定式卫星，姿态控制至关重要。领导要求大家尽快学习掌握卫星姿控软件。可李恒年通读程序代码后发现，软件中使用的数学模型和算法，已远远落后于时代。

这可是老一辈科学家亲自审定的经典模型！是遵从权威、萧规曹随，还是打破成规、大胆创新？30出头的李恒年难住了。

初生牛犊不怕虎。经过两个多月的刻苦攻关，李恒年建立了全新的数学模型，编写了配套姿控软件。经过反复推导验算，他确信自己编写的程序优于原方案，就斗胆向领导做了汇报。

没想到，这次汇报引发了轩然大波。

一天深夜，李恒年被叫到了测控技术部会议室。卫星研制部门专家和测控中心领导面色凝重，分别端坐在会议桌两边。原来，卫星研制方始终对修改姿控方案心存疑虑，不同意做出让步。

最后，还是在李济生院士的坚定支持下，才同意给李恒年唯一一次模拟器测试机会。

模拟结果出来，新方案获胜。李恒年却差点被紧张的精神压力摧垮，犯了阑尾炎，住院1个月。

这套全新的自旋式卫星姿控算法，被成功运用于“风云二号”卫星测控任务，使卫星姿态确定精度提高了30倍，变轨控制精度提高近10倍，节省星上燃料近15公斤。15公斤燃料，能够为卫星增加7年以上的能源保障，李恒年创造了新的技术奇迹。

挑战权威靠勇气，关键时刻看担当。李恒年领衔组织的一次次卫星异常情况处置，虽不见硝烟，却惊心动魄，让人感受到太空“牧星人”的使命担当。

2006年11月，我国一颗遥感卫星突发故障。遥测数据显示，卫星在太空中急速翻滚，星上能源完全消失，只有阳光照射到太阳能帆板时，才有几秒钟的信号反馈。

卫星研制部门和航天测控战线的专家紧急会商。当务之急，是尽快确定卫星姿态，抓住每次几秒钟的卫星加电时间，注入控制指令，使卫星停止翻滚，转入正常运行姿态。否则，造价数十亿元的卫星，将成为毫无用处的太空垃圾。

李恒年带领团队挺身而出。经过持续20多天的仿真分析，他们终于掌握了卫星翻滚的运动规律和太阳能帆板供电的周期规律，准确预测出卫星最大供电时间段。按照他们的建议，远望号测量船在南半球上空捕获卫星，注入遥控指令，69天的太空营救终获全胜。

2007年2月，一颗北斗卫星发射后信号消失，随后连续17天与地面失去联系。李恒年再次受命出征，带领科技人员直面重重挑战，破解一个个难题，最终使卫星“起死回生”。

2011年8月，我国首颗海洋动力环境卫星在太空运行中突然出现姿态异常，太阳能帆板无法对日定向，星上能源告急。李恒年率领团队冲向测控任务现场，迅速定位卫星故障，建立卫星姿态动力学模型，提出了卫星减旋和控制方案，为成功抢救卫星赢得先机。

在一次内部学术交流会上，李恒年动情地说：“科研工作者的血性，常常体现为挑战自我、否定自我、超越自我的勇气。”这铿锵的话语，正是他不惧挑战、拼搏奋进的真实写照。

李恒年常对青年科技人员讲：“一个科研工作者，如果没有几个问题始终占据着头脑，很难有多少成就。”关于卫星机动轨道确定问题研究，他用时20年，每5年一个阶段性成果，每前进一步都是一次自我否定、凤凰涅槃，直到2012年出版专著《卫星机动轨道确定》时，他仍然感到还需要进一步研究。

近年来，李恒年着手开展“数字卫星”应用研究，试图用数字来描述和表现一颗卫星，为每颗在轨运行的卫星建立档案，从而实现故障诊断甚至寿命预测。此项研究跨越了数学、力学、控制工程学等多个学科，难度可想而知。

针对太空碎片越来越多的严峻形势，他还设想制造一种未来航天器，这个航天器能把太空碎片转化为能量，供自己循环使用，在星际间遨游……对这些天方夜谭般的幻想，李恒年看得很重。他说：“昨天的幻想，就是今天的希望，明天的现实！”

“常怀感恩之心、赞美之心，心情愉快地投入工作，就会充满正能量”

并肩奋战了十几年，提起李恒年，青年科技专家张智斌总是由衷地敬佩，“李Sir身上总是满满的正能量，他遇事从容自信，乐观的心态常能鼓舞身边人”。

“李Sir”这个中西合璧的称号，是李恒年所在科研团队自发叫响的，既饱含着尊重，又充满了亲切。

“李Sir”总是发自内心地感恩时代、感恩生活。别人看到的苦难磨砺，在他眼里都是人生宝贵的经历。

他从甘肃中部贫困的农村牧场走来，饿着肚子考上了兰州大学。1989年大学毕业，家里再也负担不起研究生学费。听说国防科技大学不收学费，他主动放弃了心仪的清华，考取了国防科大。赶到长沙时，他身上只有一套单衣裤和几块钱零用钱，连买蚊帐的钱都没有，被长沙的蚊子叮了满头包。

研究生毕业那年，时任测控技术部总工程师巫致中应邀到国防科技大学做报告。巫总言之凿凿：我们单位对门是西安交大，隔壁是兴庆公园，学术环境、自然环境都“美得很”！

于是，李恒年满怀憧憬来到西安，按照巫总讲的在兴庆公园下了公交车。没想到，扛着铺盖卷走了6站地，才来到公园“隔壁”的西安卫星测控中心。

在李恒年看来，没有儿时吃过的苦，他就磨炼不出刻苦攻关的韧劲；没有巫总的引路，他就进不了航天的大门；没有在寻呼台两年的蹉跎岁月，他就不会如此珍惜今天的科研环境……

宽容大度的“李Sir”，有时也显得“愤青”。他看不惯那些科研学术上的蝇营狗苟，唯恐玷污了“学问”这两个字眼。

有一次他被领导派去参加评审，却遇上某参评项目负责人挨个评委送“红包”。他不愿随波逐流，又不好当面发作，回到单位，他涨红了脸对领导说，自己感到“屈辱”，发誓再也不去“受这种折磨”。

乐观的李恒年，有时也愁肠满腹。他愁航天事业前途、愁人才梯队断层、愁找不到科研增长点和航天新领域，妻子说他“无官一身重，常怀千岁忧”，他却说：“有人愁总比没人愁好，今天愁总比明天愁强。”

航天是“千人一杆箭、万人一颗星”的事业，事业长兴，必须依靠团队的力量。

技术部的同事们说，李恒年像个开“猎头公司”的，经常四处访贤问能，看到有本事的年轻人，就像遇到了宝贝。外出参加学术会议遇上科研苗子，也会动员人家加入航天测控大军。

人才招入麾下之后，他还针对每个人的特点，帮助确定研究方向，制定发展路线图，解决各种实际困难。

青年科技人员姜宇，痴迷于地外小行星探测。李恒年积极推荐他到清华大学攻读博士，开展基础理论研究，自己承担起本应由姜宇负责的工作。

博士李勇有段时间对确立的科研方向有些彷徨，李恒年勉励他“但问耕耘，莫问收获。就像农民种地，不管丰年灾年，都会认认真真撒下每颗种子、收获每粒粮食。”

前两年招来的侯重远博士与妻子两地分居，他到处托人，终于把侯博士的妻子调到了西安。

有人笑话他，招来一帮年轻人，自己这个师傅却越干越累。但李恒年坚信，只要有人才，总能转化为科研实力。火候到了，单位会受益，航天事业也会受益。

尽管整天与抽象的公式、枯燥的数据为伴。但李恒年却始终倡导“快乐工作、快乐生活”。他常说：“数字和程序就像朋友，有它们陪伴，疲惫和清苦都是点缀。”

在他看来，科研工作虽然需要清苦、刻苦，但不是一味苦撑、苦熬。工作应该是一种享受，而不是一种负担，只有懂得享受生活，合理调节身心，才能为科研攻关做好准备。

为了让团队成员“文明其精神，野蛮其体魄”，5年前，他在宇航动力学国家重点实验室（ADL）倡议成立了“ADL自行车队”，闲暇之余，就在西安周边的秦岭七十二峪展开长途骑行、冲锋问顶。

他勉励大家，“骑行登顶好比攀登科研高峰，无论山高路长、任重关险，都要沉着冷静、攻坚克难。一支优秀的科研团队，就要一直在路上、永远有激情、始终想冲锋。”

责任编辑/兰宁远