新一代太空“牧星人”李恒年

宗兆盾

20世紀60年代，以“兩彈一星”元勛陳芳允為代表的老一輩科學家為中國航天測控事業奠基——“東方紅一號”衛星的初始軌道參數、飛臨祖國各地上空的準確時間，都來自于陳芳允先生主持建立的衛星測控網。

世紀之交，中國科學院院士李濟生接力領銜我國航天測控事業，他主持開發的精密定軌系統，首次獲得準確的衛星軌道數據——沒有這些數據，就無法定位衛星的飛行軌道和位置，無法對衛星進行有效控制，衛星的應用價值，也就只能停留在“東方紅一號”的發展階段。

科技進步日新月異，中國航天一日千里。今天，已有百余顆“中國星”在太空遨游，它們類型不同、功能各異，或觀云測雨，或導航引路，或經天緯地，或邁向深空……

不久前，以研究員李恒年為代表的一批科技專家，再次把我國航天器軌道與姿態控制水平提升到新高度——在茫茫太空中高速飛行的衛星，被他們用無形之手靈巧駕馭，翩然起舞。以李恒年為代表的航天測控專家，也因此被譽為新一代太空“牧星人”。

“只有把全部身心都投入到熱愛的事業，才能找到自身的價值”

李恒年，現任西安衛星測控中心測控技術部研究員。今年48歲的他，已在航天測控第一線默默耕耘20多年，入選新世紀百千萬人才工程國家級人選，被表彰為“全國優秀科技工作者”。

他曾連續奮戰69天，讓價值十多億元、在太空中瀕臨失效的衛星起死回生；也曾為一個問題專注20年，使我國航天器機動軌道確定能力提高到世界先進水平。

他系統建立了同步衛星共軌控制的理論方法和技術，成功運用于我國和其他國家多顆衛星共軌控制：他發展了李濟生院士確立的衛星軌道確定理論，提出了針對機動衛星的軌道確定理論技術，并成功運用于我國多顆機動軌道衛星。

人們贊嘆于李恒年今日的成績，然而，大家或許并不知道，當航天測控事業的“接力棒”傳到李恒年手上時，他卻差點失之交臂。

1992年，25歲的李恒年研究生畢業，被分配到西安衛星測控中心。人事部門一看他的履歷：本科，蘭州大學數學系；研究生，國防科技大學計算機系。懂數學、會編程，正好中心在發展BP機尋呼業務，就把他分到了尋呼臺。

第一次走出校門、走上工作崗位，李恒年看啥都新鮮、干啥都起勁。尋呼臺幾十米高的鐵塔矗立在辦公樓頂，別人不敢上，只有他和幾名電焊工爬上爬下。尋呼臺用戶暴增、業務紅火，他編寫的程序運行穩定、單位效益月月見漲。

臺領導看小伙子工作不錯，隔三岔五就帶他去吃喝應酬。有一次多喝了兩杯，李恒年壯著膽子對領導說：“以后這種場合我能不能不參加，把吃飯的錢省下來，給我買幾本書也行。”打那以后，領導出去吃飯再也沒帶過他。

直到一年多以后，李恒年從同事們的聊天中才知道，別人設計的軟件，服務對象是衛星；自己編寫的程序，服務對象卻是BP機。盡管尋呼臺待遇好、掙錢多，可他始終心有不甘。幸好此時中心領導聽說尋呼臺有個編程高手，慧眼識珠把他調到了中心測控技術部軟件室。

能夠投身事關國家尊嚴的航天偉業，讓李恒年感到如魚得水，渾身都有使不完的勁。

從數學、計算機到航天動力學，從尋呼臺到衛星測控，李恒年遇到的障礙和難關可想而知，但他從未動搖和退縮，而是把自己的全部精力都投入到事業之中。

從最基礎的測控數據處理，到研究提出航天測控最優估計方法：從衛星機動軌道確定，到航天器姿態控制；從多星共位控制，到衛星編隊穩定性設計；從神舟飛船返回落點預報，到北斗衛星導航系統星座部署……李恒年的人生軌道同航天軌道緊緊連在一起，再也沒有分開。

2012年，李恒年用英文寫就的專著《地球靜止衛星共位》，被世界知名學術出版機構德國斯普林格出版社約請出版。

在那部幾經刪改的英文手稿扉頁上，李恒年寫下這樣一行字：“只有在無比沉重的勞動中，人才會活得更為充實。”——這是作家路遙在《平凡的世界》創作隨筆中的一句話。

一位作家和一位航天科技工作者，他們的人生境遇如此不同，但他們在辛勞中獲得的內心寧靜卻又何其相似！

這些年，李恒年名聲在外。他獲得了10多項國家和部委級以上科技進步一、二等獎，讓許多科研機構和大型企業青眼有加，不少單位向他拋來“橄欖枝”，有的單位甚至承諾：“只要加盟，立馬提供一套別墅！”

李恒年老家境況不好，年邁的父母先后罹患重病，他一直想把老人們接到身邊照顧，卻又沒有條件。朋友們勸他考慮考慮，另擇高枝，但李恒年始終不為所動，一一婉言謝絕。

有人不理解他的選擇，李恒年說，“和老一輩航天人相比，我們趕上了國家航天事業大發展的好時代，能在自己熱愛的事業中找到人生價值，給再多錢也不換！”

“人生路必曲，仍需立我志，竭誠為國興，努力不為私。”或許，“兩彈一星”元勛陳芳允的這首言志詩，正是一代代太空“牧星人”的人生追求和精神寫照。

“完成好工作只能叫有事干，能夠為中國航天做出貢獻才叫有本事”

探索太空，源自人類千百年來的美好夢想，然而，當人類終于走進太空，這里卻已成為大國博弈的戰場。

環繞赤道上空、距地面約36000公里的地球靜止軌道，就是各國“斗法”的一個重要舞臺。

1945年，英國科幻作家亞瑟·克拉克最早設計了這條軌道。由于衛星在這條軌道上相對地球靜止不動，因此，可以作為地球上任意兩地無線電通信的中轉平臺。

1963年，美國發射了第一顆靜止軌道衛星“晨鳥”，成功轉播了1964年東京夏季奧運會，從此拉開了靜止軌道發射和應用的序幕。

隨著人類航天事業的發展，這條360度的圓弧顯得越來越擁擠。因為，就算按照正負0.1度分劃，赤道上空也只有1800個衛星“軌位”。而截至目前，世界各國在國際電信聯盟（ITU）注冊的靜止軌道衛星已經超過了2300顆。

而且，人們發現，地球靜止軌道衛星也并非靜止不動，它會受到星球引力和太陽光壓等攝動力影響，逐漸漂移，每隔一段時間都要進行軌道控制，才能維持衛星“靜止”。

這就意味著，掌握雙星或多星共位控制技術，成為地球靜止軌道衛星控制的新課題。

李恒年把這一課題選定為攻關方向。他主持創立的控制理論和方法，不僅提高了靜止軌道衛星控制精度，而且延長了實施軌道控制的周期；不僅設計提出了我國衛星雙星共位方案，而且順利解決了中外多星共位控制難題。

2007年初，我國一顆北斗衛星發射在即，而分屬不同國家的兩顆衛星已搶先占據了“北斗”預定的軌位。

國家有關部門邀請李恒年等航天專家，代表中國政府同相關國家展開談判。由于擔心3顆衛星共位產生碰撞危險和電磁干擾，外方不同意中國衛星擠進來。

經過-=周密準備和艱苦談判，李恒年設計提出的衛星共位控制方案，最終得到了兩國專家認可。截至目前，3個國家的衛星已在同一軌位上安全運行8年多，成為國際社會和平利用太空資源的一個范例。

近年來，隨著我國北斗衛星導航工程加速推進，衛星組網面臨的難題日益凸顯。李恒年提出了“衛星編隊構型捕獲控制方法”“北斗導航全球星座構型設計方案”“北斗導航全球星座構型維持控制”等一系列衛星編隊、星座構型優化設計與控制方法，為北斗衛星導航工程建設做出突出貢獻。

憑借在衛星共位控制技術、衛星飛行攝動力影響等方面的研究應用，近年來，李恒年還先后3次組織在軌衛星異常狀態處置，為國家挽回巨大經濟損失。

李恒年為捍衛國家利益屢建功勛，在重大任務中更是不遺余力。

“神舟”飛天，舉國關注、舉世矚目。然而，人們卻很少知道，正是精確的航天測控為“神舟”返航鋪就坦途。

作為西安衛星測控中心神舟飛船返回控制及落點預報技術負責人，李恒年自1997年起便著手開展相關方案編寫和軟件開發工作。為解決返回制動時飛船質量影響落點精度的難題，他推算出飛船剩余燃料量計算公式，完善了瞬時風力修正計算落點的軟件，研究提出的飛船返回艙軌道控制技術，填補了我國返回式航天器精確測量與控制的理論空白，使返回艙落點預報精度大幅提高。自神舟五號任務以來，神舟飛船返回艙落點預報精度始終穩定在1公里以內，縮短了搜索時間，提高了航天員的安全系數。

在去年實施的嫦娥五號再入返回飛行試驗中，他帶領團隊負責開展月球近旁轉向段軌道特性及定軌精度分析、三站接力跟蹤短弧軌道確定、中途修正軌道控制以及跳躍式再入返回落點預報等任務。最終做出的“嫦娥”返回器落點預報，時間偏差小于3秒，位置偏差不足2公里。

在多年的航天測控工程任務實踐中，李恒年不僅解決了眾多棘手問題，而且注重總結提煉和理論升華，先后撰寫出版了《地球靜止衛星軌道與共位控制技術》《航天測控最優估計方法》《衛星機動軌道確定》《Geostationary Satellites Collocation》等4部專著。

由他領銜的宇航動力學國家重點實驗室，主持和承擔國家多項重點課題研究，取得了豐碩成果。他帶領團隊多次參加國際空間軌道設計大賽，與美國噴氣推進實驗室（JPL）、歐空局（ESA）等世界頂尖團隊同臺競技，屢獲佳績。

在不久前剛剛結束的第八屆國際空間軌道設計大賽中，由于競賽題目創新性強、難度系數高，經主辦方校核認定，全球36支參賽隊中僅有17支團隊獲得有效成績，李恒年指導的團隊奪得第四名，在國際航天界樹立起中國航天的品牌和聲望。

“航天測控事業，既考驗人挑戰權威的勇氣，也鍛煉人超越自我的血性”

1993年底，李恒年還在BP機尋呼臺工作，但他閑不住、愛琢磨，經常到測控技術部旁聽同事們討論測控難題。

當時，正趕上中心即將執行一顆返回式衛星測控回收任務。任務聯調時，地面測控站頻繁出現數據中斷、跳變、丟失等現象，令許多技術人員一籌莫展。

通過旁聽大家討論和翻閱技術資料，李恒年敏銳地意識到，是數據處理算法有問題——原有算法建立于20年前，由于當時計算機運算能力低下，老一輩測控人不得不簡化運算過程，減少了數據采樣——但隨著計算機水平的發展，早已不需如此。

問題之所以一直沒有得到解決，是因為我國返回式衛星已進入發展末期，專家們寧愿騰出精力研究新問題，不愿再為這些“小事”費腦筋。

作為一名“編外工程師”，李恒年暗自較勁，利用休息時間，編制了一套全新的算法程序和技術方案。當他捧起方案向時任測控技術部軟件室主任陳長貴匯報時，陳主任被小伙子的勇氣和執著所感動，專門邀請有關專家對李恒年的成果進行了嚴格評審。

盡管大家對這個毛頭小伙將信將疑，但時任測控技術部總工程師李濟生一錘定音：“這套方案做得不錯，我看可以讓他試一試！”

新方案投入使用，使測控站數據中斷等問題迎刃而解，年輕的李恒年在測控中心嶄露頭角。

打那以后，李濟生院士對這位肯鉆研、有本事的年輕人極為看重，經常給他“開小灶”，還專門把他請到家里，向他介紹我國航天測控領域亟待突破的關鍵問題，鼓勵他多思考多研究。

1999年底，“風云二號”氣象衛星即將發射。這是一顆自旋穩定式衛星，姿態控制至關重要。領導要求大家盡快學習掌握衛星姿控軟件。可李恒年通讀程序代碼后發現，軟件中使用的數學模型和算法，已遠遠落后于時代。

這可是老一輩科學家親自審定的經典模型！是遵從權威、蕭規曹隨，還是打破成規、大膽創新？30出頭的李恒年難住了。

初生牛犢不怕虎。經過兩個多月的刻苦攻關，李恒年建立了全新的數學模型，編寫了配套姿控軟件。經過反復推導驗算，他確信自己編寫的程序優于原方案，就斗膽向領導做了匯報。

沒想到，這次匯報引發了軒然大波。

一天深夜，李恒年被叫到了測控技術部會議室。衛星研制部門專家和測控中心領導面色凝重，分別端坐在會議桌兩邊。原來，衛星研制方始終對修改姿控方案心存疑慮，不同意做出讓步。

最后，還是在李濟生院士的堅定支持下，才同意給李恒年唯一一次模擬器測試機會。

模擬結果出來，新方案獲勝。李恒年卻差點被緊張的精神壓力摧垮，犯了闌尾炎，住院1個月。

這套全新的自旋式衛星姿控算法，被成功運用于“風云二號”衛星測控任務，使衛星姿態確定精度提高了30倍，變軌控制精度提高近10倍，節省星上燃料近15公斤。15公斤燃料，能夠為衛星增加7年以上的能源保障，李恒年創造了新的技術奇跡。

挑戰權威靠勇氣，關鍵時刻看擔當。李恒年領銜組織的一次次衛星異常情況處置，雖不見硝煙，卻驚心動魄，讓人感受到太空“牧星人”的使命擔當。

2006年11月，我國一顆遙感衛星突發故障。遙測數據顯示，衛星在太空中急速翻滾，星上能源完全消失，只有陽光照射到太陽能帆板時，才有幾秒鐘的信號反饋。

衛星研制部門和航天測控戰線的專家緊急會商。當務之急，是盡快確定衛星姿態，抓住每次幾秒鐘的衛星加電時間，注入控制指令，使衛星停止翻滾，轉入正常運行姿態。否則，造價數十億元的衛星，將成為毫無用處的太空垃圾。

李恒年帶領團隊挺身而出。經過持續20多天的仿真分析，他們終于掌握了衛星翻滾的運動規律和太陽能帆板供電的周期規律，準確預測出衛星最大供電時間段。按照他們的建議，遠望號測量船在南半球上空捕獲衛星，注入遙控指令，69天的太空營救終獲全勝。

2007年2月，一顆北斗衛星發射后信號消失，隨后連續17天與地面失去聯系。李恒年再次受命出征，帶領科技人員直面重重挑戰，破解一個個難題，最終使衛星“起死回生”。

2011年8月，我國首顆海洋動力環境衛星在太空運行中突然出現姿態異常，太陽能帆板無法對日定向，星上能源告急。李恒年率領團隊沖向測控任務現場，迅速定位衛星故障，建立衛星姿態動力學模型，提出了衛星減旋和控制方案，為成功搶救衛星贏得先機。

在一次內部學術交流會上，李恒年動情地說：“科研工作者的血性，常常體現為挑戰自我、否定自我、超越自我的勇氣。”這鏗鏘的話語，正是他不懼挑戰、拼搏奮進的真實寫照。

李恒年常對青年科技人員講：“一個科研工作者，如果沒有幾個問題始終占據著頭腦，很難有多少成就。”關于衛星機動軌道確定問題研究，他用時20年，每5年一個階段性成果，每前進一步都是一次自我否定、鳳凰涅槃，直到2012年出版專著《衛星機動軌道確定》時，他仍然感到還需要進一步研究。

近年來，李恒年著手開展“數字衛星”應用研究，試圖用數字來描述和表現一顆衛星，為每顆在軌運行的衛星建立檔案，從而實現故障診斷甚至壽命預測。此項研究跨越了數學、力學、控制工程學等多個學科，難度可想而知。

針對太空碎片越來越多的嚴峻形勢，他還設想制造一種未來航天器，這個航天器能把太空碎片轉化為能量，供自己循環使用，在星際間遨游……對這些天方夜譚般的幻想，李恒年看得很重。他說：“昨天的幻想，就是今天的希望，明天的現實！”

“常懷感恩之心、贊美之心，心情愉快地投入工作，就會充滿正能量”

并肩奮戰了十幾年，提起李恒年，青年科技專家張智斌總是由衷地敬佩，“李Sir身上總是滿滿的正能量，他遇事從容自信，樂觀的心態常能鼓舞身邊人”。

“李Sir”這個中西合璧的稱號，是李恒年所在科研團隊自發叫響的，既飽含著尊重，又充滿了親切。

“李Sir”總是發自內心地感恩時代、感恩生活。別人看到的苦難磨礪，在他眼里都是人生寶貴的經歷。

他從甘肅中部貧困的農村牧場走來，餓著肚子考上了蘭州大學。1989年大學畢業，家里再也負擔不起研究生學費。聽說國防科技大學不收學費，他主動放棄了心儀的清華，考取了國防科大。趕到長沙時，他身上只有一套單衣褲和幾塊錢零用錢，連買蚊帳的錢都沒有，被長沙的蚊子叮了滿頭包。

研究生畢業那年，時任測控技術部總工程師巫致中應邀到國防科技大學做報告。巫總言之鑿鑿：我們單位對門是西安交大，隔壁是興慶公園，學術環境、自然環境都“美得很”！

于是，李恒年滿懷憧憬來到西安，按照巫總講的在興慶公園下了公交車。沒想到，扛著鋪蓋卷走了6站地，才來到公園“隔壁”的西安衛星測控中心。

在李恒年看來，沒有兒時吃過的苦，他就磨煉不出刻苦攻關的韌勁；沒有巫總的引路，他就進不了航天的大門；沒有在尋呼臺兩年的蹉跎歲月，他就不會如此珍惜今天的科研環境……

寬容大度的“李Sir”，有時也顯得“憤青”。他看不慣那些科研學術上的蠅營狗茍，唯恐玷污了“學問”這兩個字眼。

有一次他被領導派去參加評審，卻遇上某參評項目負責人挨個評委送“紅包”。他不愿隨波逐流，又不好當面發作，回到單位，他漲紅了臉對領導說，自己感到“屈辱”，發誓再也不去“受這種折磨”。

樂觀的李恒年，有時也愁腸滿腹。他愁航天事業前途、愁人才梯隊斷層、愁找不到科研增長點和航天新領域，妻子說他“無官一身重，常懷千歲憂”，他卻說：“有人愁總比沒人愁好，今天愁總比明天愁強。”

航天是“千人一桿箭、萬人一顆星”的事業，事業長興，必須依靠團隊的力量。

技術部的同事們說，李恒年像個開“獵頭公司”的，經常四處訪賢問能，看到有本事的年輕人，就像遇到了寶貝。外出參加學術會議遇上科研苗子，也會動員人家加入航天測控大軍。

人才招入麾下之后，他還針對每個人的特點，幫助確定研究方向，制定發展路線圖，解決各種實際困難。

青年科技人員姜宇，癡迷于地外小行星探測。李恒年積極推薦他到清華大學攻讀博士，開展基礎理論研究，自己承擔起本應由姜宇負責的工作。

博士李勇有段時間對確立的科研方向有些彷徨，李恒年勉勵他“但問耕耘，莫問收獲。就像農民種地，不管豐年災年，都會認認真真撒下每顆種子、收獲每粒糧食。”

前兩年招來的侯重遠博士與妻子兩地分居，他到處托人，終于把侯博士的妻子調到了西安。

有人笑話他，招來一幫年輕人，自己這個師傅卻越干越累。但李恒年堅信，只要有人才，總能轉化為科研實力。火候到了，單位會受益，航天事業也會受益。

盡管整天與抽象的公式、枯燥的數據為伴。但李恒年卻始終倡導“快樂工作、快樂生活”。他常說：“數字和程序就像朋友，有它們陪伴，疲憊和清苦都是點綴。”

在他看來，科研工作雖然需要清苦、刻苦，但不是一味苦撐、苦熬。工作應該是一種享受，而不是一種負擔，只有懂得享受生活，合理調節身心，才能為科研攻關做好準備。

為了讓團隊成員“文明其精神，野蠻其體魄”，5年前，他在宇航動力學國家重點實驗室（ADL）倡議成立了“ADL自行車隊”，閑暇之余，就在西安周邊的秦嶺七十二峪展開長途騎行、沖鋒問頂。

他勉勵大家，“騎行登頂好比攀登科研高峰，無論山高路長、任重關險，都要沉著冷靜、攻堅克難。一支優秀的科研團隊，就要一直在路上、永遠有激情、始終想沖鋒。”

責任編輯/蘭寧遠