打造航天通信測控“天羅地網”

文/ 李志廣 莊 芳

打造航天通信測控“天羅地網”

文/ 李志廣 莊 芳

54所研制的通信測控系統，織就了一張密實、高效、清晰、完整的通信測控“天羅地網”。

10月17日，長征火箭搭載著神舟十一號飛船，也搭載著國人的希望，飛向浩瀚天外。太空之約，傾情一吻，從此中國有了第一個真正意義上的空間實驗室，開始跨步邁向空間站時代。

“交會對接成功后，天宮二號與神舟十一號組合體將在太空運行30天，完成為期一個月的太空試驗，然后兩者分離，航天員乘坐返回艙，在著陸場重返地面。這將是我國迄今為止時間最長的載人飛行?！敝袊娍?4所所長涂天杰介紹，“54所研制的通信測控系統，織就了一張密實、高效、清晰、完整的通信測控‘天羅地網’，在神舟十一號發射段、神舟飛船與天宮交會對接段、組合體在軌運行段、返回艙著陸搜索救援段的全過程，發揮重要的通信和測控作用，為指揮員決策、測量控制飛行器安全運行和宇航員與地面指揮中心的天地雙向溝通，提供堅實的保障?！?/p>

打造安控系統：為宇航員生命安全系上“保險繩”

“安全遙控設備是載人航天工程的最后一道安全屏障。在緊急情況下，它可以發送逃逸指令，幫助宇航員安全逃逸，為宇航員生命安全提供萬無一失的保障，”該系統負責人張新社說。

安控系統在神舟十一號任務中，如同飛船發射的“安全鎖”，飛行員生命安全的“保險繩”?；叵氘敵跽{試設備的情景，項目總師張新社還有“不堪回首”的感覺。在設備連續加電、測試性能的拷機階段，一個監控軟件出現異常，他帶著項目組成員連續奮戰了15個晝夜?！皩嵲诶哿?，就在聯試房的桌子上鋪一塊海綿墊，大家輪流休息一會兒”，張新社說。

↑ 在北京飛控中心執行現場保障任務的54所技術人員慶祝神舟十一號發射成功

“這些年輕人很不容易。孩子小，可他們忙起來，根本顧不上照顧家里。安控設備進場安裝的時候，張新社的孩子剛出生20天。他帶著景志剛、王征等同志，在戈壁灘干燥、高溫、大風的惡劣環境里，連續奮戰了一個半月?！睖y控系統總師陳建民說。

雖然，為了載人航天任務，很多技術人員錯過了孩子的成長，可是正如54所某測控系統總師高京龍所說，“國家的發展，技術的進步，一個人只要參與其中，哪怕只有一點點，也會是一生的自豪。我們為此付出的辛勞，加班加點，家人雖然辛苦，但最終是能夠理解的，也會因此產生一種自豪感?！?/p>

確保交會對接：要想“對得準”，必先“測得準”

“如果把天宮二號和神舟十一號比作一對戀人，那么，神舟十一號要想在太空擁抱他的新娘，就離不開我們的通信測控系統這個紅娘?！?4所測控系統總師陳建民說。

飛船成功升空進入預定軌道以后，與他的新娘“天宮二號”并不在一個軌道上，他們在相距上萬公里的茫茫太空，“相思”不“相見”?；ハ嗫床灰?，就無從交會對接。陳建民介紹，要想完成交會，測控系統需要實時對飛船進行測控。

“測得準，才能控得準。54所通信測控系統通過對天宮二號和神舟十一號進行‘精確定軌’，遠距離引導并精確控制他們進入距地393公里的對接軌道，讓他們實現‘相思并相見’”。高京龍說。

進入對接軌道后，通過測控系統發送遙控指令，神舟十一號開始了“追妻路”。神舟十一號高速追趕天宮二號，逐漸向天宮二號逼近。測控系統要精準測量、精確控制它們的飛行速度和姿態，“才會避免高速飛行之下，相吻不會變成相撞?！备呔堈f，“這一對戀人在太空完成擁吻這個高難度動作，其難度相當于在高速飛行中‘用線穿針眼’。這對我們的測控能力包括測控的精度提出了極高要求?！?/p>

研制“風箏線”：“牧星人”就是幕后英雄

如果說飛船成功上天的瞬間讓人心潮澎湃，交會對接的情景讓人期待，那么，編織通信測控網的54所科技工作者們，就是默默工作的幕后英雄。

“如果把飛行器比作風箏,‘測控’就是手中牽動的那根風箏線。因此，也有人把我們稱作‘牧星人’”。54所測控系統總師耿虎軍曾這樣說。

為神舟十一號任務，54所為渭南站新研了一套測控系統?！皶r間緊是最大問題。從項目啟動，討論形成技術方案，采購生產，經過一系列環境試驗、溫度試驗、設備調試，到設備出所，只用了7個月時間。正常情況下需要14個月。”系統總師高杰說。

設備進站安裝的時候，年僅30歲的技術人員姜照昶再次踏上渭南之路。這是姜照昶第五次參加載人航天任務。雖然年輕，卻是該系統的副總師，也是航天事業的一名老兵，“新設備有十余個大機柜，布線、走線、機裝、電裝，整個安裝下來，差不多用了兩個月的時間。這段時間，大家都是連軸轉，每天都要干到晚上10點以后?！?/p>

渭南站調試完畢，姜照昶回到石家莊，剛剛接手新任務不久，就接到父親病危的通知?！敖贞频母赣H是某基地技術部的總工程師，渭南站也在他技術管轄的范圍內。父子兩代都與航天測控有著不解之緣。”高杰說。

姜照昶匆匆趕往西安探望病中的父親。醫生說，其父積勞成疾，最后病倒在崗位上。就在不久前，在渭南站安裝調試設備的時候，他還與父親一起討論技術細節。以往的點點滴滴，姜照昶覺得還歷歷在目！在姜照昶的印象里，父親總是一絲不茍，要求苛刻。他總是說，為載人航天研發的設備，必須萬無一失，一丁點兒差錯都不行。

姜照昶匆匆奔往醫院，卻只來得及見到父親的最后一面。連遺言都來不及聆聽。辦完父親的喪事，姜照昶再次前往渭南，為一個活動測控站安裝調試設備。這一去，又是三個月。

神舟十一號發射前夕，姜照昶為飛船上天進行現場技術保障?！艾F場保障壓力很大。大家都繃緊神經，全力以待。精神真的是高度緊張?！钡牵溃仨氁晒Γ?/p>

54所通信測控系統為天地之間提供了多條通信鏈路。它們就好像“千里眼”和“順風耳”，有了它們，天宮雖遠在天邊，卻仿佛近在眼前。

打造“千里眼”與“順風耳”：實現天地之間“面對面”，讓天宮遠在天邊，近在眼前

“通過我們研制的設備，可以實現音、視頻圖像的雙向傳遞，讓航天員和地面人員進行實時圖像交互，航天員在天宮內進行操作實驗時，航天飛行控制中心的專家可以通過視頻對其進行指導?！标惤裾f。

54所通信測控系統為天地之間提供了多條通信鏈路。遍布各個測控站點的統一測控系統，提供天地之間的圖像傳輸。相比天宮一號，參加此次任務的統一測控系統又增加了話音通信的功能；天地通信系統擁有20兆帶寬的通信能力，在天與地之間架起一座完整、清晰、流暢的寬帶通信大橋；架設在太空36000公里的三顆中繼衛星組網運行，通過我們研制的地面測控站，在天與地之間打造了一條寬帶、高效、可靠的通信傳輸天路。

“這幾條鏈路互為備份，各具優勢?！备呔堈f，它們就好像“千里眼”和“順風耳”，有了它們，天宮雖遠在天邊，卻仿佛近在眼前。

“航天員需要在太空生活一個月之久，除了工作，如果沒有一些娛樂活動，日子將極其難熬。我們多種通信鏈路在滿足工作需要的同時，可以滿足宇航員在天上看電視，上網，玩手機，甚至能夠與地面的親人面對面交流通話?！标惤裾f。

不斷技術創新：為搜索救援打造更高效的通信測控手段

54所在主著陸場和副著陸場都布設了多種通信手段，保證宇航員乘坐返回艙著陸后，搜救任務萬無一失。為提高搜救效率，54所專門研制了多種類型的衛星通信設備，包括機載站、車載站、便攜站、固定站等各種站型。

與以往的設備相比，新設備的傳輸速率更高。這意味著加班加點成為項目組的常態，他們只能用勞動強度彌補時間的不足！史上最快速度，是同志們用汗水換來的！

“裝載54所研制的機載衛星通信系統的直升機，也是首次參加載人航天任務。它將在搜索救援任務中作為指揮機使用，指揮和引導參加搜索救援的直升機群?！痹撓到y總師胡小洪說，這套系統配備新一代衛星通信終端，傳輸效率更高，信號更加穩定，可以有效解決直升機旋翼對電波遮擋造成的數據丟失問題，把拍攝的圖像完整清晰地傳輸到指揮中心。

接到任務的時候，距離神舟十一號發射只有幾個月時間。技術人員侯永飛、魏瑞剛、張衡、姚國義4位技術人員，在胡小洪的帶領下，分工協作，放棄了周末休息，放棄了中秋節、國慶節與家人團聚的時間，商討技術細節，攻克技術難關，不斷改進波形算法，反復試驗，多次到用戶處裝機驗證設備性能。

為解決調試和測試中發現的問題，侯永飛以試驗室為家，連續熬夜，在計算機編譯算法程序的空檔，才抽時間趴在工作臺上瞇一會，稍微恢復一下體力。

“54所人本身就有一種質樸的品質，在為載人航天事業研發和安裝設備的時候，我們不僅僅是進行技術攻關，不僅僅是完成任務，我們還投入了自己的感情?！备呔埲缡钦f。

現場保障：凌晨三點多，他們體驗了“荒原疾走 ”的感覺

“早上出發，連夜趕路，行程1000多公里，晚上11點半趕到現場，立馬開展聯調工作，一口氣干到了第二天凌晨三點多?！鼻巴F場執行技術保障任務的技術人員沈玉說。 此時，從測試場到住宿地，已經沒有班車。沈玉、李東東只好徒步趕回住宿地?；囊办o寂，一路疾走，一個多小時才回到宿舍，“已經累癱了！”可是，第二天還要早起，繼續調試設備。同事們都說，干起活兒來，沈玉就是一個名副其實的女漢子！

由于參與搜救任務的無人機要具備全天候作業的能力，所以現場保障人員也要隨時待命?！氨Ｕ先藛T經常要凌晨一兩點鐘起床。有時，晚上睡得很晚，非常辛苦?！痹衩驼f。

“不管在哪兒做技術保障，精神都是高度緊張的。”陳建民這樣說，幾乎每次載人航天任務他都會去現場。這一次，他再次前往天地通信監控中心進行技術保障。10月16日晚8點，進入中心的機房，整夜沒有合眼，直到聽到神舟十一號飛船成功發射的喜訊，他才暫時松了口氣。

（作者單位：中國電子科技集團公司第54研究所）