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让10多颗重大故障卫星起死回生 走进“太空救险队”

2017/8/21 15:40:18 来源:人民日报
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“中星9A”广播电视直播卫星发射失利后,被西安卫星测控中心成功救回并进入预定轨道

走进“太空救险队”(关注)

西安卫星测控中心某测控站正在进行“嫦娥”任务动员宣誓。西安卫星测控中心供图

不久前,“中星9A”广播电视直播卫星发射失利,随后西安卫星测控中心力挽狂澜,通过“天地大营救”将“中星9A”救回,进入预定轨道。

在我国航天测控事业发展50周年之际,记者走进这个被誉为航天测控领域国家队的现代化航天测控中心。它不仅管理着我国100多颗在轨航天器,还通过高超的航天测控技术,让包括“中星9A”在内的10多颗重大故障卫星起死回生,堪称“太空救险队”。

每一次卫星发生故障,都是一场充满挑战的“天地大营救”

619011分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭发射“中星9A”广播电视直播卫星,发射过程中出现异常,卫星未能进入预定轨道。

“中星9A”危在旦夕。在人们为失利扼腕叹息时,西安卫星测控中心的技术人员在第一时间分析失利原因,制定挽救措施。

12个小时后,失利原因被准确锁定:火箭三级姿态系统工作异常,导致不能以足够的速度和高度将卫星送入预定轨道。

据负责轨道控制的工程师孙守明介绍,“中星9A”的预定初始轨道远地点高度为41991公里,而卫星实际入轨后初始轨道远地点高度只有16420公里,相差了25571公里。如此大的入轨偏差,在国际同步卫星发射历史上都属罕见。

“还有救!”孙守明说,“‘中星9A’虽然没有进入预定轨道,但这并不算真正意义上的失败,还能够由地面控制卫星利用其自身携带的推进剂实施变轨控制,使卫星最终进入同步轨道。”

故障的复杂程度远远超过了预想。要想按照预案中的措施进行抢救,卫星远地点轨道高度至少要高于2万公里,而“中星9A”的远地点高度仅16420公里。这种情况在历史上尚属首次,操作起来有许多新难题。

7521时,经过16天的全力抢救,综合调用陆海基航天测控资源,准确实施10次轨道调整、6次定点捕获,卫星成功定点于东经101.4度赤道上空的预定轨道,西安卫星测控中心的太空抢救工作圆满完成。

在整个过程中,卫星推进剂实际消耗量远远低于预期。西安卫星测控中心技术人员提出的抢救方案与常规抢救方法相比,为卫星节省约100公斤燃料。

航天事业具有高风险、高投入的特性。受空间环境干扰与设备、器件寿命等因素影响,在轨卫星故障时有发生,保护这些宝贵的国家太空资产,是西安卫星测控中心的重要使命。多年以来,每一次卫星发生故障,都是一场充满挑战的“天地大营救”。

200611月,我国一颗遥感卫星突发故障。遥测数据显示,卫星在太空中急速翻滚,星上能源完全消失,只有阳光照射到太阳能帆板时,才有几秒钟的信号反馈。

卫星研制部门和航天测控战线的专家紧急会商。当务之急,是尽快确定卫星姿态,抓住每次几秒钟的卫星加电时间,注入控制指令,使卫星停止翻滚,转入正常运行姿态。否则,造价数十亿元的卫星,将成为毫无用处的太空垃圾。

西安卫星测控中心研究员李恒年带领团队经过持续20多天的仿真分析,终于掌握了卫星翻滚的运动规律和太阳能帆板供电的周期规律,准确预测出卫星最大供电时间段。按照他们的建议,远望号测量船在南半球上空捕获卫星,注入遥控指令,69天的“太空营救”,终获全胜。

20026月,超期服役的中巴地球资源卫星软件系统突发故障,姿态紊乱失控,西安卫星测控中心科技人员经过15个昼夜鏖战、数百圈不间断跟踪,使卫星恢复正常姿态。巴西空间研究院的专家们惊叹:“这是一个奇迹!中国的航天测控技术了不起!”

发射不久的某北斗卫星与地面失去联系,连续17天接收不到信号;“鑫诺六号”卫星氦气泄漏,如不及时处置,卫星就会完全失效;“海洋二号”卫星刚发射入轨后不久就持续翻滚,而且转动加快,随时都有解体的危险……

迄今为止,西安卫星测控中心先后参与抢救了10多颗重大故障卫星,让这些太空飞行器转危为安,也为国家挽回了巨大经济损失。

如果航天器是风筝,测控就是风筝线。西安卫星测控中心被