中國航天的搶險事件

游本鳳

中國航天在其艱難曲折的發展歷程中，在薪火相傳的漫漫征途上，有不少鮮為人知的故事和驚心動魄的事件。

搶救在太空翻滾的衛星

1991年2月15日，是農歷大年初一。但在這天，對于中國航天界來說，卻發生了一件不幸的事件，一顆在太空中只工作了四個多月的風云一號氣象衛星運行姿態突然失去控制，在天上不斷打滾，地面控制中心只能收到一片亂碼，致使國家多個衛星應用部門受到影響。一顆衛星價值不菲，其作用關乎國計民生，上級要求該衛星研制單位上海衛星工程研究所馬上派出一支精干的專家隊伍，全力以赴完成搶救任務。

風云一號副總設計師徐福祥是當年衛星搶救組組長。據他回憶，一接到上級指令，不敢怠慢，大年初二清晨就出發。他先到上海虹橋機場，但發現春節期間飛往西安的飛機全部停飛，只能趕往上?；疖囌?，登上了開往西安的列車。

那時的火車還沒有提速，即使特快列車也要一天多時間才能趕到。在車上，徐福祥有了大量的時間思考搶救方案。作為副總設計師，他全程參與風云一號的研制，對衛星上的每個分系統、每個單機乃至每個部件都了如指掌。照理，該衛星的姿態控制系統已設計了故障自主診斷系統，而且具有全方位姿態捕獲功能，應付一般的姿態故障綽綽有余。但是，由于多方面的原因，發現衛星姿態失控為時已晚，導致衛星上的貯氣被耗盡。而內行人都知道，貯氣一旦耗盡，就意味著衛星已經失去了搶救動力。沒有動力，如何穩定衛星的姿態？巧婦難為無米之炊。

所幸的是，他在出發之前，曾指示西安衛星測控中心先將衛星上的偏置動量輪啟動起來，以此增加衛星定向角動量，使衛星姿態不要偏離太大。無疑，啟動飛輪這一決策非常正確，為后面開展搶救工作做好了鋪墊。

由于正值春節期間，那天車廂里冷冷清清，只有寥寥幾名乘客。無意間，他發現同車廂的一名小女孩，手里拿著一只指南針在玩耍。徐福祥靈光一閃，他想，衛星上也有三根磁棒，相當于指南針里的磁針，如果它與地球磁場相互作用，不就能轉化為挽救衛星的動力了嗎？

徐福祥一下子激動起來，眼前閃爍一束希望之光。但是衛星還在太空翻滾，磁棒只有通了電才能產生磁性，且通電磁棒一定要與地球磁場形成有規律的排列方向，才會產生控制力矩。但如何按這一排列規律給衛星磁棒通電，他還拿捏不準。

當徐福祥匆匆趕到衛星測控中心，只見航天部領導、數位院士及諸多衛星專家已經集中在那里，等待上海方面拿出具體有效的搶救方案。在接下來的討論中，徐福祥首先拋出了利用星上三根磁棒產生的力矩，來達到扭轉衛星姿態失控的想法，認為在無路可走的情況下，不妨嘗試一下。

會上，徐福祥代表搶救組提出了挽救這顆衛星的有關路徑：首先要搞清楚失控衛星現在的運動方式，并在地面進行失控衛星動力學仿真。然后，實施以下工作程序：一是起旋偏置動量輪到最高轉速，以穩定衛星旋轉的角動量，最大限度確定衛星姿態，保證衛星上太陽能電池有一定電能輸出；二是分析失控衛星的運動規律，建立失控衛星模型，進行動力學仿真；三是利用衛星上的三根磁棒和其他條件，提供挽救衛星所必需的外力矩，逐步實施消旋；四是幫助消旋衛星建立起正常的運行姿態，直到衛星下傳數據恢復正常，則標志著此次衛星搶救成功。

深思熟慮，有備而來，徐福祥的搶救方案得到了領導和專家的充分肯定。徐福祥夜以繼日地冥思苦想，推導公式，甚至異想天開，期望用奇思妙想破題紓困。他先從翻滾衛星輸出的雜亂數據中，找出確定衛星旋轉軸在慣性坐標系中的姿態，推導出確定姿態的公式。然后盡力找出衛星旋轉的運動規律，同時利用衛星上組合軟件實現對三根磁棒的通電。果然，通電后的磁棒對衛星快速消旋發揮了重要作用，從而控制住衛星的快速旋轉。經過十天左右的消旋，衛星的旋轉速率從每分鐘10轉下降到每秒幾度。

然而，搶救工作并非一帆風順。當衛星消旋已經見效時，卻發現三根磁棒的相互作用失效，導致搶救工作中斷。好在天無絕人之路。徐福祥經過幾天苦苦思索，提出了采用重力場控制的辦法，即巧妙地控制衛星的俯仰角，使衛星在旋轉的四個象限內產生一定重力矩，再加上偏置動量輪的作用達到消旋目的。通過多管齊下，衛星在沒有噴氣力矩的情況下，最終完成對地球的捕獲。地面測控中心的驗證表明，衛星不再翻滾，已經建立起正常的運行姿態。

這次星地大營救，歷時75天，在搶救團隊的共同努力下，在測控中心的大力配合下，風云一號衛星終于恢復姿態，運行正常，下傳的圖像和數據均有效。

大水漫灌后的火箭排險

2004年初秋，太原基地。經過一系列測試和精心作業的長四乙遙七火箭已進入推進劑加注程序，發射場坪上只有少數幾個基地官兵和發射隊員在做加注燃料前的準備工作。

據當時正在現場的上海航天設備制造總廠火箭總裝工胡子彪回憶：長四乙進基地后裝調聯試一切都很順利，火箭按照預定計劃從技術廠房轉運至發射陣地，并被豎上了發射架。我們作為總裝保障人員，已將火箭的防雨裙拉了下來，準備配合基地方面進行燃料加注。那天早上6時剛過，不知為何，發射塔架上六層的消防噴淋設備突然發生故障，水龍頭被意外地打開。于是，一陣疾風暴雨般的水柱直接噴向火箭箭體，簡直就像“水漫金山”。水龍頭在猛烈噴射了十多分鐘后，才被手忙腳亂的基地指戰員止住。但長四乙火箭二子級以下的箭體及塔架平臺全部被一場突如其來的“暴風驟雨”淋了個透。

長四乙總設計師、總指揮李相榮聞訊后及時趕到，面對濕淋淋的火箭，神情嚴肅，如此奇葩的事故他還是第一次碰到。當時，上海火箭發射隊面臨著兩種選擇：一是中止發射程序，將火箭運回上海重新進行技術處理，這樣發射隊承擔的風險最小。但是由于火箭第三級姿控發動機已經加注了推進劑，衛星也已加注了無水肼，不少產品都已作了臨射前的處置，返回研制單位后，很多箭上、星上的產品都要報廢，帶來的損失可能要幾千萬元。更重要的是，再重新組織一次發射，至少要推遲半年時間，國家急需的兩顆衛星將延時。這對衛星用戶來說，也是個不小的損失。二是迎難而上，組織力量進行現場緊急排險。這樣做損失當然最小，但無疑給上海發射隊帶來了極大的風險。

這的確是一個兩難的抉擇。就眼前的情況來說，排水、烘干、檢測等工作量都非常大，而且后面的情況難以預測。面對險情，上海航天局領導和李相榮進行了緊急商量后，毅然作出決定，為了國家利益，為了顧全大局，上海航天人勇擔責任，竭盡全力做好補救工作，非常時期和基地指戰員一起，同舟共濟，共渡難關，把損失降到最低。

于是，一條條指令通過調度系統傳達下去。在基地的100多位發射隊員被緊急動員起來，大家立即從倉庫里領出備用的毛毯和毛巾，火速趕到發射塔架，細心擦拭箭體內外的水漬。發射營的官兵們也很快搬來了各自的被褥，很快擦干了塔架平臺上的積水。發射隊員們還使用電吹風，不斷對諸多插頭、插座和電纜接口等表面部位進行烘干，盡力降低電器因水漬短路的可能。

接著，各系統人員進艙仔細檢查。產品的受損情況很快被匯總起來，結果不容樂觀。二子級以下的插頭都進了水，一些重要的電纜絕緣性能驟降，控制系統不少單機表面也沾滿了水漬，受損情況的確很嚴重。另有56個電爆管是火箭上的特殊火工品，遭受水淋，產品性能令人擔心。所幸由于產品密封處理較好，內部未受影響。根據前方要求，火箭總體單位805所電纜主管設計師帶著全套電纜圖，連夜從上海趕往基地協同作戰。塔架上，只見他們有條不紊地打開各個已連接好的插頭，一刻不停地吹送干燥熱風，加速吹除水漬。同時，利用天氣晴好的有利條件，打開相應的幾層塔架平臺，加快空氣對流。

就這樣一直忙到第三天下午，通過再一次測試，已經顯示出所有斷開的電纜絕緣合格。于是，試驗隊員重新連接上電纜，馬上按照事先整理的數據逐一做導通絕緣檢查。所有人不顧疲勞，晝夜連續作戰，直到第二天凌晨1點，終于完成了上萬個點號的導通絕緣檢查。

為了檢驗火箭恢復狀態后的可靠性，火箭兩總系統和基地領導決定重做一次總檢查。當總檢查的結果表明一切都正常時，所有人終于放下了懸著的心?；鸺匦逻M入加注發射程序。

檢驗搶險結果的時刻來到了?；鸺l射進入倒計時，伴隨著基地指揮員有力的發射口令聲，當遙測信息傳來星箭成功分離的消息時，全體發射隊員和基地官兵的情緒都沸騰了，大家為這一來之不易的成功相互擊掌，熱烈擁抱。

（燦爛摘自《百年潮》2022年第6期）