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追“星星”的年轻人

2023-03-05樊巍邱晨辉

现代青年·精英版 2023年2期
关键词:北京航天交会神舟

樊巍 邱晨辉

这个春节,在距离地球约400公里的中国空间站,神舟十五号航天员乘组感受到和地面一样的喜庆氛围,他们在太空穿新衣、吃饺子、写“福”字,向全国人民拜年。云顶之上,中国人自己建造的太空家园已从蓝图变为现实。

在38万公里外的月亮上,中国“兔”也用特殊方式发来“辞虎迎兔”的新春祝福。作为第一个登陆月球背面的探测器,玉兔二号月球车刚刚度过4岁生日,已累计行驶近1500米,每一步都在创造中国奇迹。

此刻的北半球正经历隆冬,而两亿公里之外的火星乌托邦平原,却已迎来春天。祝融号火星车已在此行驶1900多米,不断延伸着中国人探索红色星球的脚步……

一个个壮举背后,有这样一群年轻人,他们平均年龄不到35岁,80%以上毕业于“双一流”高校和学科,91%是硕士、博士,担负着我国载人航天工程、探月工程、行星探测工程飞行控制和航天器长期管理任务,他们就是北京航天飞行控制中心青年科技人才群体。

过去十年,这群飞控青年,牵引“神舟”“天舟”,托举“问天”“梦天”,领“玉兔”跋涉月背,引“嫦五”月面采样,驾“祝融”穿行火面,控“太空巧手”在轨作业,一套套测控计划在他们手中精妙编排,一帧帧飞控数据在他们手中核算生成,一条条飞天指令从他们手中精准发出……有人说,他们就是一群追“星星”的年轻人,一次又一次见证和创造着中国人筑梦太空的新纪录。

屡次创下太空奇迹

北京航天飞行控制中心青年科技人才群体,在我国载人航天工程、探月工程、行星探测工程飞行控制和航天器长期管理任务中,担负指挥调度、轨道设计、空间操控等关键岗位职能。据了解,这个在十年来出色完成17次载人航天、4次探月工程、我国首次火星探测任务的英才团队平均年龄还不到35岁,成员中80%以上毕业于“双一流”高校和学科,91%是碩士、博士。

这群青年人独有的锐意进取和对于浩瀚宇宙的孜孜求索,成为他们在宇宙中不断拓展中国人活动能力和边界的不竭动力。团队成员于天一,是北京航天飞行控制中心工程师。作为我国深空探测遥操作技术领域的“拓荒牛”,于天一和团队攻克了月球车遥操作多项关键技术,亲手驾驶中国的月球车玉兔二号首次登陆月球背面;构建了月球车遥操作规划控制体系,实现了长寿命管理,不断刷新着人类月面巡视器月面生存时间的最长世界纪录。在我国首次火星探测任务中,于天一还带领团队突破了基于状态预测的异步迭代控制等一系列关键技术,构建起科学完备的火星车遥操作飞控技术体系,在遥远的火星表面留下了绚丽的中国印记。

“从事航天事业21年来,我手中生成的几千帧注入数据、发出的上万条指令全部精准无误、分秒不差,我因此也被同事们称为‘遥控发令金手指”,于天一表示,在自己历年执行的重大航天任务中,感到难度最大的还是嫦娥四号探月任务和中国空间站建造任务,“我们的嫦娥四号探测器和玉兔二号巡视器,要落到一个人类从来没有涉足过的地方,我们降落的地方环境如何?我们该怎样控制?这些未知带来了巨大的挑战。而在空间站建造任务中,如此复杂的航天器,宛如一个太空的‘变形金刚,如此多的舱段组装、转位环环相扣,稍有意外,就会影响全局,我们要确保每一步都要完美,因此难度很大。”

团队成员鲍硕,是北京航天飞行控制中心调度团队成员。2020年12月1日嫦娥五号落月后,鲍硕接过月面采样的接力棒,组织各点号开始最关键的“挖土”。曾创造最快仅37分钟就完成了一次“挖土”,比预定时间提早近7小时完成采样封装的纪录。作为北京航天飞行控制中心的首位女性总调度,鲍硕表示,“中华儿女多奇志。作为一名女性,我也爱美,但我追求的是遨游九天当先锋的追梦之美,敢与男儿试比高的飒爽之美,无愧芳华报家国的奉献之美。”

北京航天飞行控制中心工程师谢圆,在中国科技大学攻读博士学位时,恰逢月球车落月技术攻关紧张进行。她坚持“事业需要什么就研究什么”,坚定地将“非结构化环境月球车遥操作”作为课题研究方向。中国工程院院士、探月工程总设计师吴伟仁评价说:“这一课题成果不仅填补了国内空白,也为嫦娥三号‘落月技术方案提供了基础。”

航天器太空交会对接是世界航天领域内公认的最复杂、最难攻关的技术之一,世界上仅美、俄和中国掌握并成功实施过该项技术,其中径向交会对接的难度更大。

2021年10月16日6时56分,神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接,标志着首次径向交会对接圆满成功。“整个对接过程是高动态的,神舟十三号飞船飞到空间站下方后,由于轨道不同,两个航天器保持对接所需要的相对位置和姿态是很难的。”载人飞船任务型号团队指挥乔宗涛说,“我们需要精准控制飞船逐渐调整位置、速度和姿态,在安全的空间走廊内逐步与空间站完成对接。”

为此,乔宗涛带领团队积累了数万个组合体轨道及姿态的仿真数据,进行了上百次的联调联试验证,参与设计约2500个故障预案,攻克空间站组合体遮挡太阳能帆板、持续控制飞船大幅度的姿态调整和轨道维持、测控条件变差、地面状态监测和应急处置难度增大等诸多难关。400米、200米、19米……神舟十三号载人飞船缓缓向天和核心舱平移靠拢,伴随着“对接锁紧完成”的口令,广袤太空中,神舟十三号与天和核心舱组合为一体。

除此以外,在历次重大任务中,这个团队的多名成员还各展所长,团队上下协力在国际上首次实现了月球拉格朗日L2点中继与探测、首次通过一次发射实现火星绕着巡突破,共填补了50余项国际国内空白。并突破掌握了包括中继星Halo轨道控制技术、交会对接轨道控制技术、航天员中长期在轨驻留支持技术、机械臂遥操作控制技术在内的58项飞控关键核心技术。

10年间,朝霞为邻,晚星做伴,一行行代码仿佛有了生命,述说着中国空间站从“一”字构型到“L”字构型、“T”字构型的变迁,也生动记录下这群年轻人在建设航天强国征程上奋斗的青春。

全力保障航天飞行任务成功

星河璀璨,征途漫漫,逐梦九天从来就不是一路坦途。载人航天,人命关天,对于北京航天飞行控制中心的青年科技人才团队来说,确保航天员安全是他们的首要目标,太空抢险能力则是他们完成这一目标的必备本领。

2011年,神舟八号与天宫一号交会对接任务,29岁的乔宗涛坐在了“北京明白”的主岗上。

然而,一个从未有过、从未想到的惊险一幕不约而至。

按照计划,神舟八号与天宫一号进行两次空间交会对接,停靠十几天后撤离天宫一号,返回地面。就在乔宗涛下达飞船分离指令、飞船正常分离、所有人鼓掌欢庆时,他突然发现神舟八号飞船姿态有些异样。

原来,神舟八号与天宫一号分离时,弹开的对接机构轻轻回弹触碰了一下。在同一轨道上风驰电掣的两个航天器,即便是轻轻一碰,也极易引发难以估量的后果。神舟八号飞船自动识别为再次对接,关闭了自身动力和供电系统。如果飞船姿态失稳,将会有失联的危险,这将对后续载人交会对接计划产生严重影响乔宗涛沉着应战,迅速研判故障,制定抢救方案,和专家团队协同作战,有效处置了这起险情。“我们一手托举飞船和空间站,一手托举航天员的生命。”对于载人飞行任务测控,乔宗涛的要求比其他任务更高,任何问题都要“见底”。

2016年10月18日凌晨4时许,北京航天飞行控制中心正在执行天宫二号与神舟十一号载人飞行任务。突然,计算机接到空间目标碰撞红色预警。此刻,正值飞船入轨后第14圈,距实施交会对接仅剩不到24个小时,如不实施紧急规避控制,6小时后,搭载航天员景海鹏、陈冬的神舟十一号飞船可能与空间碎片发生碰撞,情况万分紧急!

空间碰撞红色预警事关任务成败,必须慎重复算确认。飞控团队空间预警规避岗位迅速启动复算程序。随着一条条指令、一个个参数输入系统,很快程序就给出了复算结果:碰撞红色预警!

在确认复算结果后,测控通信指挥部迅速下达紧急规避的命令。几分钟后,各系统的领导和专家也火速赶到现场。大家在小小的轨道机房里围站成一圈,讨论分析应急处置措施。这是一个必须快速求解的超级难题,既要成功规避碎片,又要确保按时交会对接,怎么办?谁来办?这一刻,大家把目光都聚焦在中心轨道团队身上。

当天4时30分,团队成员拿出了4种规避策略及其影响分析,經专家组决策分析,决定将原计划实施的远距离导引控制提前进行。紧接着,接力棒交到了轨道控制岗位。航天飞控牵一发而动全身,调整轨控时间,对后面几次远距离导引控制以及飞船的飞行程序都有影响。根据规避策略,轨道控制岗位需要进行应急轨道重构策略计算,在20分钟内重新设计后续3次变轨策略。

时间一分一秒地流逝,风险一步一步地逼近。轨道机房里,团队成员运指如飞,聚精会神地进行着控制策略计算。一旁的会议室里,忙碌一夜的各系统专家们倦意全无,焦急地等待着计算结果。40分钟后,各系统专家对应急控制策略进行了复核,确定完全正确可行。这时,他们一直紧绷的神经才稍稍放松。8时59分,一组组应急控制数据从中心准确发出。30分钟后,神舟十一号飞船按计划顺利变轨,红色预警成功解除!交会对接按原计划实施!飞控人成功应对了来自太空的威胁!

近些年来,北京航天飞行控制中心飞控团队在历次重大航天任务中还多次化险为夷,成功完成了天宫一号紧急避险任务、天舟一号货运飞船躲避空间碎片任务、玉兔二号失联救援任务等太空抢险任务,控制中国空间站成功规避空间目标危险接近,确保航天器在轨运行安全,展现了高超的应急处置能力。

迈向更深远的太空

《2021中国的航天》白皮书中指出,未来五年,我国将深化载人登月方案论证,组织开展关键技术攻关。与此同时中国将继续实施月球探测工程,发射嫦娥六号探测器、完成月球极区采样返回,发射嫦娥七号探测器、完成月球极区高精度着陆和阴影坑飞跃探测,完成嫦娥八号任务关键技术攻关,与相关国家开展国际月球科研站建设。继续实施行星探测工程,发射小行星探测器、完成近地小行星采样和主带彗星探测,完成火星采样返回、木星系探测等关键技术攻关。论证太阳系边际探测等实施方案。

心至苍穹外,目尽星河远。对于北京航天飞行控制中心飞控团队年轻人而言,梦想始终在心间,探索太空的脚步也将迈得更稳更远。

高宇辉是北京航天飞行控制中心高级工程师,在探月和深空任务中,其首次应用人工智能规划技术有效解决了复杂月面环境和火面环境下飞控任务规划面临的多约束难题,实现了航天器每一步动作的精准化、智能化规划控制。在谈及未来时,高宇辉表示,他的下一步是探月四期飞控任务规划、载人登月飞控任务规划,“随着我国航天事业的快速发展,未来太空探索势必面对更为复杂的航天器系统和任务需求,研究更为安全可靠、更加智能高效的规划策略和技术方法,已成为世界航天大国亟待解决的课题。我和我的团队也将以此为目标,努力在智能规划和系统工程领域攻关冲锋。助推中国航天走得更快更稳、飞得更高更远!”高宇辉称。

在神舟十二号任务中担任北京总调度的高健,因在直播镜头中反复报告“北京明白”,而受到了广大网友的关注,展望未来,这位“北京明白”表示,“无论中国航天的步伐走得多远,我们始终要为在轨航天员、航天器提供最有力的支持。‘我是北京,就是我们的使命。”

心至苍穹外,目尽星河远。未来,长期运营中国空间站、建设国际月球科研站、火星采样返回探测、木星系及行星际穿越探测、太阳系边际探测……即便天路遥远,这群年轻人始终梦想在心间。

正如他们在《月背征途》书中写下的那句话:月背本没有路,我们来了,便走出了属于自己的路。而这条路,也是所有航天人正在走的新长征路。

来源:《中国青年报》 《环球时报》

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