沈荣骏:我国航天测控已经达到世界先进水平

2010-9-30 10:31 来源: 中国科学院
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  对于普通人来说,航天测控是一个抽象的概念。实际上,对于航天工程来说,火箭升空一瞬间的辉煌仅仅是一个“序幕”,航天器从发射升空到寿命结束,比如即将发射的“嫦娥二号”探月卫星,都需要对它进行不间断的测量和控制。航天测控是反映国家综合科技实力的重要标志之一。

  如今,我国航天测控已经走过整整50个年头。50年来,我国航天测控究竟走过了一条什么样的道路?有着什么样的经验总结?未来发展将何去何从?“嫦娥二号”奔月前夕,记者专访了我国航天测控技术的主要奠基人之一、原国防科工委副主任、中国工程院院士沈荣骏

  开启我国测控系统自行研制的先河

  “我国导弹航天测控网建设,起源于导弹试验。上世纪50年代后期,在前苏联的援助下,我国建立了导弹试验靶场,靶场建设初期,我们就建立了测控系统。”忆起当年的情景,已74岁高龄的沈荣骏如数家珍。

  1958年,沈荣骏大学毕业后被分配到酒泉卫星发射中心工作。作为亲历者,从那时起,他见证了我国航天测控建设与发展的一举一动。

  据沈荣骏介绍,我国第一个导弹测控系统是原苏联援建的近程导弹试验测控系统,所以该系统配备的都是一些精度不高的设备,导弹测量以光学设备为主,还有一些容量比较小的无线电遥测设备。

  1960年,中苏关系恶化,前苏联撤走专家。我国开始着手研制自己的导弹测控系统。第一个大工程就是1960年由国家下达的大型光学精密弹道测量系统,代号150工程。“工程主体设备由中科院长春光机所研制,开启了我国测控系统自行研制的先河。”回忆当初,沈荣骏颇为感慨。

  随着导弹射程越来越远,光学设备已经难以满足中远程导弹和洲际导弹的测控要求。航天测控人围绕提高测速精度,开展了无线电弹道测量系统研制,测速精度达到了世界领先水平,圆满完成了各项任务。

  “如今,我国无线电遥测系统已经由最初的小容量模拟式遥测系统发展到了今天全数字大容量遥测系统,这是个很大的进步。这个系统,满足了型号试验的需求,其总的水平和国际是相当的。”沈荣骏说。

  从使用“穷办法”到世界先进水平

  “我国卫星测控开始于筹备发射‘东方红一号’卫星。从1965年开始,仅用了4年多时间,就完成了第一代航天测控网的方案设计、设备研制、台站建设、人员组织与培训及系统联调和试验。”沈荣骏回忆,“这保证了‘东方红一号’卫星测控通信任务的圆满完成。”

  在此次任务中,地面观测网实现了“抓得住、测得准、报得及时”,向全世界预报了卫星飞经244个城市上空的时间和方向。紧接着,在应用卫星测控中,我国研制了C频段微波统一系统,该系统保证了同步轨道通信卫星的测控。

  上世纪90年代,我国开始实施载人航天工程。载人航天需要全球性测控系统。为此,为了与国际接轨,我国研制了功能完善的S频段微波统一系统;增强了海上测控能力,4艘测量船分布于三大洋执行航天测控任务;国外建站国际联网,新建卡拉奇、纳米比亚等测控站,租用了肯尼亚的马林迪站、智利大学站,还与法国空间中心签订联网协议。

  “但是,费了这么大的劲,我国测控全球轨道覆盖率只有12%,通信稍高些,不到15%。怎么办?我们在策略上进行了调整,一是重点保障主动段百分之百覆盖,返回段覆盖率达到85%;二是提高精度;三是确保变轨段的可靠性,在测量设备比较多的段落变轨。另外,合理布局,扩大测控覆盖率。与美国和原苏联相比,这是‘穷办法’。就是用这些办法,我国载人航天的7次飞行都保障得很好,标志着我国卫星测控达到了世界先进水平。”沈荣骏说。

  体制、天基、深空,未来发展的基石

  “现在看来,我国航天测控形成了这样几个经验。”沈荣骏说。

  “第一,有中央的英明领导和全国人民的大力协同。以‘东方红一号’卫星发射为例,测控设备研制各有关单位重点保证、全力支持,台站建设由所在军区负责,限期完成;抽调精兵强将组织队伍保证任务的实施。当时通信只有靠明线载波,为保证可靠,执行任务时,一个电线杆下站一个民兵,确保信息安全畅通。

  “第二,自力更生、艰苦奋斗。这八个字当之无愧。主要设备都是我们自行研制的,具有自主知识产权。比如,我们用运算速度仅为30万次的计算机保障了同步轨道卫星测控任务。改革开放后,美国人来参观,不相信这是事实。

  “第三,按系统工程的要求优化总体。我国经济技术基础比较落后,搞尖端技术最好的办法就是优化总体,用比较落后的元器件、材料建立一个高精度、高可靠的系统。我们不要求每一个单元器件都是最先进的,但我们要求系统是最先进的。”

  回顾历史,展望未来。我国航天测控已经发展了50年,那么其未来发展将何去何从?

  沈荣骏告诉记者,一是测控技术体制的创新要研究和加强。“我国测控系统的体制与其他国家大同小异,研究新的测量体制和方法,这是实现新的突破和飞跃的最重要的问题。”

  二是完善天基测控系统。“我上世纪70年代末就提出了,但限于技术条件没能实现。现在我们的第一颗中继卫星上天了,但还未形成测量能力,理论上3颗中继卫星才可以全球覆盖。”

  三是深空测控。“深空测控有很多难题,首先要解决探测距离的问题,二是延时问题和实时控制问题,三是精度问题。目前,我们在深空测控方面才刚刚起步。”

  “展望未来,任重道远。我们有能力有信心使我国航天测控系统保持中国特色,攀上新的高峰。”沈荣骏目光炯炯。