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揭秘中國探月工程設計師:這里的戰場“靜悄悄”

揭秘中國探月工程設計師:這里的戰場“靜悄悄”

2014-11-04 08:05:00

來源:中國青年報

  11月1日晨,中國探月三期再入返回試驗器“小嫦娥”成功返回地球。圖為北京航天城飛行控制中心返回器降落打開降落傘的模擬畫面。本報記者 邱晨輝攝

在工作現場的“嫦娥”。北京航天飛行控制中心供圖

  10月24日凌晨,被稱作“小嫦娥”的探月三期飛行試驗器入軌那一刻,坐在北京航天城飛行控制大廳總體主任設計師崗位上的席露華明白,自己的第四次探月征程開始了。

  7年前,同樣是在這一天,同樣是在這個大廳里,她作為中心總體計劃和國際聯網崗位負責人,參加了我國第一次繞月探測任務——嫦娥一號。如果從2004年我國探月工程立項算起,她從事嫦娥任務飛控工作已整整十年。

  十年,對于中華民族的千年奔月夢想,不過是剎那瞬間,而對于席露華和她身邊的女同事,卻是人生一段不可再生的青春年華。她們中有在改革開放大潮中成長的70后,有在物欲橫流的時代卻選擇守望星空的80后,在航天城,她們被身邊的同事稱作托舉“嫦娥”奔月的嫦娥們“飛控一姐”以及中國探月的“美麗封面”。

  向外國專家叫板

  此次再入返回飛行試驗任務,席露華擔任的是飛控總體主任設計師一職。對這份工作,她打了一個形象的比喻:飛控總體就像橋梁,連接測控系統和飛行試驗器系統,她要做的就是思考如何將這座橋設計完美,搭建牢固。

  這是一項極具風險和挑戰的工作。按她的說法,機理原理不吃透,就像建橋缺少混凝土;設計考慮不周全,大橋缺腿斷臂易塌陷;方案觀點不準確,勢必千里之堤潰自蟻穴。

  為此,她必須要吃透飛行試驗器系統二三十套,多達幾十萬字的各類方案。這還不是簡單的“拿來主義”,最關鍵的工作還在于要結合測控系統實際特點,制定飛控需求,明確飛控該做什么,該怎么做,由誰來做,什么時間做等一系列問題。

  任務前,她每天都會做三件事:查資料、參加聯試和分析問題。常常是找到一個分系統的專家,就是一大串問題,常常為了一個問題,一坐就是好幾個鐘頭。

  在航天城,有個關于她的故事流傳頗廣。

  那是在嫦娥一號任務備戰時,在一次與歐空局國際聯網的測試中,有個國外站總是跟蹤不上衛星。歐空局的專家們向擔任國際聯網北京中心負責人的席露華提出質疑:“應該是你們的方案和數據出了問題!”

  席露華卻和這些國際專家“叫板”:“我們的方案經過了嚴密論證,我們的數據經過無數次測試,問題絕不在我們。”后來,經過排故,最終得出是由于國外測站測試方法出現了偏差,導致失誤產生。這件事讓老外豎起了大拇指。

  2013年,在距嫦娥三號任務還剩下最后兩個月的時候,巡視器系統將十幾本臨時狀態更動的方案放在了席露華面前。新的狀態更改,意味著飛控需求、系統接口、軟件狀態等一系列工作都要重新做。

  作為巡視器“玉兔”遙操作總體主任設計師,席露華“壓力山大”。此刻,究竟是按照對方狀態變化需求簡單地進行方案和軟硬件系統調整,還是全面深入分析論證,按任務備戰流程重新來做?

  席露華選擇了后者。她說,從嫦娥一號到嫦娥三號,每一次任務都像一次難題重重卻又輸不起的大考。

  十年前,席露華20多歲,那時的她愛說愛笑、充滿活力,如今她是同事眼中經驗豐富、成熟穩重的“飛控一姐”。她說自己不是一個喜歡做夢的人,然而,十年探月,她卻用敏思慧心織就了3個美麗的星月夢想。

  隔空給嫦娥把脈

  在《西游記》里,孫悟空懸絲把脈,隔空便能診斷出朱紫國國王患有“雙鳥失群”之癥。

  在北京航天飛行控制中心,有人說張祖麗比孫悟空還要“牛”,她無需懸絲,就能為遠在萬里之外奔月返回軌道上的“嫦娥”把脈。

  張祖麗是飛控中心再入返回飛行試驗任務遙測崗位的主管設計師,被稱作該中心遙測崗位“一姐”。

  “嫦娥”遨游在奔月返回的軌道上,最遠處距地球足足有42萬公里。它的飛行狀況如何,是否按照地面飛控人員的指令準確實施預定動作,各系統是否工作正常?獲悉這一切,都要靠飛行器下傳的數據來判斷。張祖麗所在的遙測崗位,每天的主要工作就是與這些下傳數據打交道。

  打開監控顯示頁面,數傳、熱控、電源……17個飛行試驗器分系統的監顯頁面依次呈現在眼前,每個分系統都包含成百上千個遙測參數。在張祖麗眼里,這些分系統就如同“嫦娥”的一個個器官,那些遙測參數就像是組成器官的一個個細胞。而她,就要像一個醫生一樣,時刻把脈“嫦娥”,關注、呵護這些器官和細胞的健康。

  “飛行器通過無線電波下傳的數據是一堆由0和1組成的源碼。我們要破譯這些源碼,通過復雜的公式計算和曲線擬合等方式,將它們變成一個個準確的遙測數據,實時呈現在監控顯示頁面上。”張祖麗告訴記者。

  工欲善其事,必先利其器。與之前任務相比,再入返回飛行試驗任務的遙測數據種類更多,格式更為復雜。要想有效把脈“嫦娥”,必須得有“利器”,得靠高超的手段。

  “就像醫生技術越高超、醫療設備越先進,檢查結果就越準確,治病效果就越好一樣。”張祖麗告訴記者,她們崗位最累、最難的工作就是在任務前積累好自身,打磨好“利器”。

  這次任務,張祖麗帶著遙測團隊,為把脈“嫦娥”量身打造了三大“利器”:遙測數據快速處理、故障快速診斷和信息快速監控。此外,另有一項工作在她眼中至關重要——遙測信息的抽象化描述和歸一化處理。

  就像鑄劍師事先打造出劍模一樣,不論是鑄鐵劍還是銅劍,只要把相應材料熔化澆鑄到劍模里就行。她們完成的這項工作就是為探月工程打造遙測模具。以后不論任務怎么變,只要把配置信息改為對應任務的配置,她們的遙測處理軟件就能很快完成任務自適應。

  這對提高任務備戰效率有不小的意義。如今,我國第四次探月任務征程方啟,地月之行萬里路,作為“嫦娥”姑娘的把脈人,張祖麗說:“我們遙測崗位的任務備戰效率從工業化時代邁進了信息化時代。”

  這里的戰場“靜悄悄”

  這個秋天,梁爽再次成為“千軍萬馬”的一名女指揮。然而,她的身邊卻感受不到絲毫“沙場秋點兵”的氣勢——

  指揮席不過是三尺機臺、方寸熒屏,“千軍萬馬”也只是成百上千條指令構成的“數字大軍”,而嘹亮的戰鼓和號角聲則是噼里啪啦的鍵盤聲。

  這里的戰場“靜悄悄”,卻也有著生死一線的緊張。

  此刻,梁爽正檢閱著她“排兵布陣”的新作——任務全過程程遙控制的統一計劃。作為探月三期再入返回飛行試驗任務規劃計劃崗位主管設計師,梁爽擔負著生成、檢查、修改任務中各類計劃的重任。

  曾有人把計劃比作是推動任務進程的驅動器,把生成計劃比作是太空“排兵布陣”——“小嫦娥”什么時候該做什么動作、地面什么時候發送什么指令、測站跟蹤何時開始何時結束全靠計劃指引。

  這是一件極易出錯的工作,梁爽甚至用“站在懸崖邊”的比喻來形容她高度緊張的精神。

  7年前,當嫦娥一號衛星發射升空時,梁爽就坐在了這個崗位上。

  天地如棋局,指令如棋子。她喜歡天地間“排兵布陣”般的感覺:一條條計劃指令在她手里如同一個個軍令有序生成,發往遍布五大洲四大洋的測量站、船,引導它們開展測量跟蹤,發往遠在奔月軌道上的飛行試驗器,指引“嫦娥”再入返回征程。

  2007年,嫦娥一號任務備戰,那是梁爽第一次接觸任務規劃計劃工作,便設計開發了“任務計劃可視化分析平臺”,這個平臺至今仍在使用。7年時間,經梁爽的手生成的計劃指令達兩萬多條。這兩萬多條指令編排在一起,就如同一隊旌旗獵獵、聯通地月的數字大軍。

  在外人看來,排滿屏幕密密麻麻指令,可能會有種“頭大”的感覺。但就像數學家感覺歐拉公式美妙絕倫一樣,梁爽能從自己的工作中找到美感與美的享受。

  “當你懂得了這些計劃指令的邏輯規則和理論依據后,就不會覺得亂了;當你努力剔除錯誤、解決沖突,讓整個計劃和諧有序、渾然一體時,就會有種美的感覺。”梁爽說。(本報記者 邱晨輝 通訊員 祁登峰 姜寧)

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