打造航天通信测控“天罗地网”

文/ 李志广 庄 芳

打造航天通信测控“天罗地网”

文/ 李志广 庄 芳

54所研制的通信测控系统，织就了一张密实、高效、清晰、完整的通信测控“天罗地网”。

10月17日，长征火箭搭载着神舟十一号飞船，也搭载着国人的希望，飞向浩瀚天外。太空之约，倾情一吻，从此中国有了第一个真正意义上的空间实验室，开始跨步迈向空间站时代。

“交会对接成功后，天宫二号与神舟十一号组合体将在太空运行30天，完成为期一个月的太空试验，然后两者分离，航天员乘坐返回舱，在着陆场重返地面。这将是我国迄今为止时间最长的载人飞行。”中国电科54所所长涂天杰介绍，“54所研制的通信测控系统，织就了一张密实、高效、清晰、完整的通信测控‘天罗地网’，在神舟十一号发射段、神舟飞船与天宫交会对接段、组合体在轨运行段、返回舱着陆搜索救援段的全过程，发挥重要的通信和测控作用，为指挥员决策、测量控制飞行器安全运行和宇航员与地面指挥中心的天地双向沟通，提供坚实的保障。”

打造安控系统：为宇航员生命安全系上“保险绳”

“安全遥控设备是载人航天工程的最后一道安全屏障。在紧急情况下，它可以发送逃逸指令，帮助宇航员安全逃逸，为宇航员生命安全提供万无一失的保障，”该系统负责人张新社说。

安控系统在神舟十一号任务中，如同飞船发射的“安全锁”，飞行员生命安全的“保险绳”。回想当初调试设备的情景，项目总师张新社还有“不堪回首”的感觉。在设备连续加电、测试性能的拷机阶段，一个监控软件出现异常，他带着项目组成员连续奋战了15个昼夜。“实在累了，就在联试房的桌子上铺一块海绵垫，大家轮流休息一会儿”，张新社说。

↑ 在北京飞控中心执行现场保障任务的54所技术人员庆祝神舟十一号发射成功

“这些年轻人很不容易。孩子小，可他们忙起来，根本顾不上照顾家里。安控设备进场安装的时候，张新社的孩子刚出生20天。他带着景志刚、王征等同志，在戈壁滩干燥、高温、大风的恶劣环境里，连续奋战了一个半月。”测控系统总师陈建民说。

虽然，为了载人航天任务，很多技术人员错过了孩子的成长，可是正如54所某测控系统总师高京龙所说，“国家的发展，技术的进步，一个人只要参与其中，哪怕只有一点点，也会是一生的自豪。我们为此付出的辛劳，加班加点，家人虽然辛苦，但最终是能够理解的，也会因此产生一种自豪感。”

确保交会对接：要想“对得准”，必先“测得准”

“如果把天宫二号和神舟十一号比作一对恋人，那么，神舟十一号要想在太空拥抱他的新娘，就离不开我们的通信测控系统这个红娘。”54所测控系统总师陈建民说。

飞船成功升空进入预定轨道以后，与他的新娘“天宫二号”并不在一个轨道上，他们在相距上万公里的茫茫太空，“相思”不“相见”。互相看不见，就无从交会对接。陈建民介绍，要想完成交会，测控系统需要实时对飞船进行测控。

“测得准，才能控得准。54所通信测控系统通过对天宫二号和神舟十一号进行‘精确定轨’，远距离引导并精确控制他们进入距地393公里的对接轨道，让他们实现‘相思并相见’”。高京龙说。

进入对接轨道后，通过测控系统发送遥控指令，神舟十一号开始了“追妻路”。神舟十一号高速追赶天宫二号，逐渐向天宫二号逼近。测控系统要精准测量、精确控制它们的飞行速度和姿态，“才会避免高速飞行之下，相吻不会变成相撞。”高京龙说，“这一对恋人在太空完成拥吻这个高难度动作，其难度相当于在高速飞行中‘用线穿针眼’。这对我们的测控能力包括测控的精度提出了极高要求。”

研制“风筝线”：“牧星人”就是幕后英雄

如果说飞船成功上天的瞬间让人心潮澎湃，交会对接的情景让人期待，那么，编织通信测控网的54所科技工作者们，就是默默工作的幕后英雄。

“如果把飞行器比作风筝,‘测控’就是手中牵动的那根风筝线。因此，也有人把我们称作‘牧星人’”。54所测控系统总师耿虎军曾这样说。

为神舟十一号任务，54所为渭南站新研了一套测控系统。“时间紧是最大问题。从项目启动，讨论形成技术方案，采购生产，经过一系列环境试验、温度试验、设备调试，到设备出所，只用了7个月时间。正常情况下需要14个月。”系统总师高杰说。

设备进站安装的时候，年仅30岁的技术人员姜照昶再次踏上渭南之路。这是姜照昶第五次参加载人航天任务。虽然年轻，却是该系统的副总师，也是航天事业的一名老兵，“新设备有十余个大机柜，布线、走线、机装、电装，整个安装下来，差不多用了两个月的时间。这段时间，大家都是连轴转，每天都要干到晚上10点以后。”

渭南站调试完毕，姜照昶回到石家庄，刚刚接手新任务不久，就接到父亲病危的通知。“姜照昶的父亲是某基地技术部的总工程师，渭南站也在他技术管辖的范围内。父子两代都与航天测控有着不解之缘。”高杰说。

姜照昶匆匆赶往西安探望病中的父亲。医生说，其父积劳成疾，最后病倒在岗位上。就在不久前，在渭南站安装调试设备的时候，他还与父亲一起讨论技术细节。以往的点点滴滴，姜照昶觉得还历历在目！在姜照昶的印象里，父亲总是一丝不苟，要求苛刻。他总是说，为载人航天研发的设备，必须万无一失，一丁点儿差错都不行。

姜照昶匆匆奔往医院，却只来得及见到父亲的最后一面。连遗言都来不及聆听。办完父亲的丧事，姜照昶再次前往渭南，为一个活动测控站安装调试设备。这一去，又是三个月。

神舟十一号发射前夕，姜照昶为飞船上天进行现场技术保障。“现场保障压力很大。大家都绷紧神经，全力以待。精神真的是高度紧张。”但是，他知道，他必须要成功！

54所通信测控系统为天地之间提供了多条通信链路。它们就好像“千里眼”和“顺风耳”，有了它们，天宫虽远在天边，却仿佛近在眼前。

打造“千里眼”与“顺风耳”：实现天地之间“面对面”，让天宫远在天边，近在眼前

“通过我们研制的设备，可以实现音、视频图像的双向传递，让航天员和地面人员进行实时图像交互，航天员在天宫内进行操作实验时，航天飞行控制中心的专家可以通过视频对其进行指导。”陈建民说。

54所通信测控系统为天地之间提供了多条通信链路。遍布各个测控站点的统一测控系统，提供天地之间的图像传输。相比天宫一号，参加此次任务的统一测控系统又增加了话音通信的功能；天地通信系统拥有20兆带宽的通信能力，在天与地之间架起一座完整、清晰、流畅的宽带通信大桥；架设在太空36000公里的三颗中继卫星组网运行，通过我们研制的地面测控站，在天与地之间打造了一条宽带、高效、可靠的通信传输天路。

“这几条链路互为备份，各具优势。”高京龙说，它们就好像“千里眼”和“顺风耳”，有了它们，天宫虽远在天边，却仿佛近在眼前。

“航天员需要在太空生活一个月之久，除了工作，如果没有一些娱乐活动，日子将极其难熬。我们多种通信链路在满足工作需要的同时，可以满足宇航员在天上看电视，上网，玩手机，甚至能够与地面的亲人面对面交流通话。”陈建民说。

不断技术创新：为搜索救援打造更高效的通信测控手段

54所在主着陆场和副着陆场都布设了多种通信手段，保证宇航员乘坐返回舱着陆后，搜救任务万无一失。为提高搜救效率，54所专门研制了多种类型的卫星通信设备，包括机载站、车载站、便携站、固定站等各种站型。

与以往的设备相比，新设备的传输速率更高。这意味着加班加点成为项目组的常态，他们只能用劳动强度弥补时间的不足！史上最快速度，是同志们用汗水换来的！

“装载54所研制的机载卫星通信系统的直升机，也是首次参加载人航天任务。它将在搜索救援任务中作为指挥机使用，指挥和引导参加搜索救援的直升机群。”该系统总师胡小洪说，这套系统配备新一代卫星通信终端，传输效率更高，信号更加稳定，可以有效解决直升机旋翼对电波遮挡造成的数据丢失问题，把拍摄的图像完整清晰地传输到指挥中心。

接到任务的时候，距离神舟十一号发射只有几个月时间。技术人员侯永飞、魏瑞刚、张衡、姚国义4位技术人员，在胡小洪的带领下，分工协作，放弃了周末休息，放弃了中秋节、国庆节与家人团聚的时间，商讨技术细节，攻克技术难关，不断改进波形算法，反复试验，多次到用户处装机验证设备性能。

为解决调试和测试中发现的问题，侯永飞以试验室为家，连续熬夜，在计算机编译算法程序的空档，才抽时间趴在工作台上眯一会，稍微恢复一下体力。

“54所人本身就有一种质朴的品质，在为载人航天事业研发和安装设备的时候，我们不仅仅是进行技术攻关，不仅仅是完成任务，我们还投入了自己的感情。”高京龙如是说。

现场保障：凌晨三点多，他们体验了“荒原疾走 ”的感觉

“早上出发，连夜赶路，行程1000多公里，晚上11点半赶到现场，立马开展联调工作，一口气干到了第二天凌晨三点多。”前往现场执行技术保障任务的技术人员沈玉说。 此时，从测试场到住宿地，已经没有班车。沈玉、李东东只好徒步赶回住宿地。荒野静寂，一路疾走，一个多小时才回到宿舍，“已经累瘫了！”可是，第二天还要早起，继续调试设备。同事们都说，干起活儿来，沈玉就是一个名副其实的女汉子！

由于参与搜救任务的无人机要具备全天候作业的能力，所以现场保障人员也要随时待命。“保障人员经常要凌晨一两点钟起床。有时，晚上睡得很晚，非常辛苦。”袁旭猛说。

“不管在哪儿做技术保障，精神都是高度紧张的。”陈建民这样说，几乎每次载人航天任务他都会去现场。这一次，他再次前往天地通信监控中心进行技术保障。10月16日晚8点，进入中心的机房，整夜没有合眼，直到听到神舟十一号飞船成功发射的喜讯，他才暂时松了口气。

（作者单位：中国电子科技集团公司第54研究所）