航天八院



12月18日下午,上海云天低垂、陰雨綿綿,龍華殯儀館莊嚴肅穆、哀樂低回,人們自發前來排起長長的隊伍,含淚送別我國優秀的衛星總體和控制技術專家、風云系列極軌氣象衛星的開拓者之一孟執中同志。
追風逐云幾經磨礪不忘航天初心,耕宇牧星矢志不渝功成氣象強國。 “一個人活著,總要對國家、社會和人民有所貢獻,有所作為,那么到生命終止時,才不會遺憾。”孟執中用一生踐諾,將自己最美好的時光、最旺盛的精力投入到風云衛星的研制之中,推動我國氣象衛星事業從無到有、從跟跑并跑到領跑,最終邁入氣象強國行列。
“能夠解決最實際的問題,才是科技之大為”
孟執中畢業于華南工學院,進入蘇聯科學院進修,回國后便在中國科學院自動化研究所從事相關設計研究工作。
1965年,接受組織安排,孟執中轉向我國第一顆人造地球衛星工程設計和研究工作,主要負責東方紅一號衛星地面測控中心和臺站的計算機的研制。
根據中央下達的任務,上海開始組織風暴一號兩級液體火箭和長空一號技術試驗衛星的研制,統稱“七○一”工程。由于上海技術人員不足和缺少這方面的經驗,經推薦,孟執中和十幾位科研人員一起,參加上海衛星隊伍的組建。
他來到上海的時候沒有實驗室,也沒有一臺儀器。造衛星的人就在華寧路劍川路那邊租農民的房子住,那時候農民住在里面,自己養豬養雞,號稱住在“養豬新村”。條件可以說是一窮二白,但大家學習的勁頭十足。孟執中也是第一次負責衛星總體,他只能邊干邊學,不斷挑戰自己。長空一號衛星的研制,讓孟執中由課題研究轉向了工程實踐:“能夠解決最實際的問題,才是科技之大為。”
長空一號首次在我國衛星上采用計算機控制技術,當時,國際上衛星計算機控制剛起步,孟執中研究了在國內衛星上采用計算機控制的技術,制定了衛星計算機程控方案,組織并參與首臺星載計算機的研制,解決了衛星在軌飛行靈活準確設置探測區等關鍵技術。長空一號技術試驗衛星在1975年、1976年先后進行了三次成功的飛行試驗。
“當時真的想從塔架上跳下去”
1970年2月,周總理批準中共中央、國務院、中央軍委文件,下達了研制氣象衛星的任務。“搞我們自己的氣象衛星”,成了孟執中畢生為之奮斗的夢!
風云一號,是我國自行設計研制的第一代在極地軌道上運行的氣象衛星,主要任務是獲取全球的氣象云圖和海洋資料,用于天氣預報、氣象和海洋科學研究,為國民經濟和國防建設服務。1988年9月7日,經過近10年的努力,我國第一顆風云氣象衛星成功發射,使我國成為世界上第三個擁有極軌氣象衛星的國家。
但航天型號的研制從來不會一帆風順。1988年9月4日,風云一號A星即將發射。指揮員發出命令:“5小時準備!”就在這時,發射控制中心的控制臺上一下子失去了衛星所有的遙測信號,發射不得不中止。在場所有人的眼光投向了衛星試驗隊。
風云一號衛星工程總師任新民下令就地檢查,衛星的回轉平臺被打開,風云一號衛星總設計師孟執中、姿控系統主任設計師徐福祥帶著試驗隊員爬上了幾十米高的塔架,給風云一號氣象衛星做了一次終生難忘的“手術”。直到傍晚才查清故障原因,原來是遙測機的CMOS電路在特定的情況下發生了“栓鎖”。試驗隊組織人員取下遙測機,進行返修,終于在第二天早晨將修復后的遙測機裝入衛星,等待發射。
就在風云一號A 星升空的第39天,意外又發生了。在國家衛星氣象中心的云圖接收、處理工作室里,人們發現,衛星姿態發生變化,云圖慢慢偏斜,最后只留下地球的一條弧線,衛星失控了。一旁的國家氣象局局長鄒競蒙急切地問:“還有辦法嗎?”孟執中無言以對。由于沒有安裝備份設備,眾目睽睽下,我國第一顆氣象衛星慢慢消失在太空。風云一號A 星在升空僅僅39天之后,結束了短暫的“生命”。
“失敗的教訓比成功的經驗更寶貴”
緊隨其后的風云一號B星同樣留下了遺憾。1990年9月3日,風云一號B星由長征四號甲運載火箭成功發射,及時為第十一屆亞運會提供氣象預報。但十多天過后,衛星開始出現異常,隊員們及時通過地面處理完成了修復,但同時遇到了一個更加棘手的故障,B星在元器件選用和軟件設計上留下了未進行抗輻射加固的漏洞,計算機電路芯片在空間高能粒子轟擊下容易產生單粒子翻轉問題,隨時會引發計算機工作失常,姿控系統故障。唯一的補救方法只能加強地面對衛星的監視,及時糾錯減少損失。
孟執中和徐福祥帶領衛星總體和姿控系統設計人員,分兩個工作組,輪流在西安衛星測控中心值班,配合中心人員,抓住衛星每天僅有的六次飛臨中國境內的機會,監視衛星在軌工作情況,采取補救措施,全力以赴挽救衛星。
1991年2月14日,正是大年三十。白天的三軌測量都很正常,衛星一點毛病沒有,很穩定。到了晚上,突然衛星云圖發生扭曲,并不停地滾動,控制系統出了問題!隨后75天里,一場世界航天史上罕見的衛星地面營救行動開始了。工作人員不間斷地輪流值勤,一次次地挽救了衛星,使之恢復了正常工作,即便如此,它的壽命卻大打了折扣。風云一號B星斷續工作到1992年11月,在軌累計正常運行285天,未能達到一年的設計壽命指標。
孟執中鼓勵團隊:“失敗的教訓比成功的經驗更寶貴。不怕失敗、勇于創新、堅韌不拔、奮發圖強,為航天事業再創新輝煌。”
“把衛星的可靠性和性能放在同等地位”
1994年1月,組織安排孟執中繼續主持風云一號02批衛星的研制工作。此時正值衛星研制隊伍最不穩定的時期,一方面“造導彈的不如賣茶葉蛋的”,需要兼任509所所長的孟執中四處“化緣”;另一方面A星、B星的坎坷也使得“造星不如租星”的觀點再度興起。
這一年孟執中已60歲,他表示:“風云一號衛星雖然發射成功了,但運行壽命沒有達到預定的要求,沒有一個好的結果,我是不會離開這個崗位的……”孟執中在風云一號02批C星初樣研制動員會上的一席話,極大地凝聚和鼓舞了衛星研制團隊。
孟執中分析,風云一號A星、B星未完成任務的原因,不在于性能指標沒有達到要求,而是由于可靠性不高造成中途夭折。當時還有人說風云一號是“玩具星”“短命星”,這些都讓研制團隊下定決心要提高質量、增強可靠性。于是研制一顆長期可靠穩定運行的業務應用氣象衛星成為團隊共同的目標。
在樹立團隊的質量意識的同時,孟執中帶著大家一起研究衛星工程研制的標準、規范和質量措施,解決姿控系統長壽命、電源可靠性、空間抗輻照等問題, 將風云一號衛星研制過程中出現的問題和解決之策匯編成冊,成為衛星可靠性設計和排故方案的典型教材。風云一號C星姿控分系統設計之初,孟執中帶領大家對自主故障識別和重組系統等方面做了全面修改和完善,軟件可靠性水平也有了很大提高。
1999年5月10日,風云一號C星成功發射,在軌穩定運行達7年之久,超期服役5年。該星完成了我國氣象衛星研制歷史上由屢遭挫折到圓滿成功的完美轉身,被譽為“太陽同步軌道長壽第一星”,揭開了我國長壽命高可靠性衛星運行歷史。作為我國第一顆三軸穩定太陽同步極地軌道業務氣象衛星,該星突破了三軸穩定姿態控制技術等多項關鍵技術,翻開了我國氣象衛星事業上新的一頁。
風云一號C星的性能一舉達到了當時國際同類氣象衛星的先進水平。2000年8月,世界氣象組織將風云一號C 星列入世界業務氣象衛星序列,為全世界提供氣象服務。而C星的成功發射,也被作為我國20世紀最后一年的三件大事之一,鐫刻于中華世紀壇。
“把航天事業和航天精神傳承下去”
20世紀末,全球氣候和生態環境惡化,我國急需發展全球氣象和環境監測綜合型的對地觀測遙感衛星。國家氣象局在氣象工業發展規劃中提出,要抓緊研制發展我國第二代極軌氣象衛星風云三號。1999年,國家正式批準風云三號立項研制,任命孟執中兼任風云三號衛星總設計師。
與風云一號相比,風云三號衛星在技術水平上跨出了一大步,風云一號衛星只有一種主要有效載荷——掃描輻射計,能形成氣象云圖,而風云三號衛星上要搭載11套科學儀器,除了可見光、紅外光學遙感系統,還有微波遙感系統,能夠獲取全天候、全天時、三維的氣象數據,能獲取中長期天氣預報所需要的全球氣象資料。孟執中主持設計了裝載有可見光、紅外及微波共11種遙感儀器,高數傳速率和數據存儲容量大的新一代極軌氣象衛星方案。提出了采用計算機多機網絡的星務管理設計方案,指導并參與帶有單翼太陽電池陣、多撓性體、多轉動部件的高精度、高穩定度姿軌控系統研制工作。
控制這樣一個復雜的具有動力學特性的應用衛星,簡單沿用風云一號衛星控制方案,是難以達到控制精度和穩定度要求的。他帶著風云三號副總設計師董瑤海、主任設計師程衛強蹲點在控制所,與姿控系統邊討論、邊試驗、邊修改方案。經過一段時間的集中辦公,進行了方案的子系統和模塊的重新設計,編制了相關軟件,徹底解決了姿控系統性能與可靠性這對矛盾,這一方案現被多個八院抓總研制的衛星姿軌控系統所借鑒。
孟執中注重發揮青年一代設計師的作用,放手讓青年骨干去做。為此,他向領導多次推薦和請求,盡快讓年輕的技術骨干擔當起風云三號衛星的研制重任。2006年,經上級機關與衛星用戶同意和批準,孟執中卸任風云三號總設計師職務,由董瑤海接任。不久,國防科工局任命孟執中為風云三號工程副總設計師,繼續關心和支持風云三號衛星的研制進展。
在孟執中的指導下,風云三號產品保證大綱、正樣設計評審管理規定、產品交付驗收管理辦法等一系列型號研制管理要求和規范,下發到各研制單位規范和指導型號研制工作。孟執中特別關注風云三號衛星上的20臺單機35個轉動部件,他組織團隊研究擬定對轉動部件研制過程質量控制與管理、轉動部件的試驗與檢測的要求,以及轉動部件產品的可靠性保證與評價要求,請用戶和國內專家把關,梳理形成標準文件《空間轉動部件性能測試規范》等,統一了轉動部件的研制要求。
2008年5月27日,風云三號衛星精確入軌,掀開了我國氣象衛星史上的新篇章。用戶在風云三號A 星業務應用試運行啟動儀式上,對風云三號A 星給予了高度評價:“風云三號A 星投入業務試運行,標志著我國極軌氣象衛星成功實現了技術升級換代,實現了新的跨越發展。風云三號衛星的探測水平已接近并部分超過歐美同類在軌衛星的水平,標志著我國氣象衛星及遙感儀器探測水平邁上了新的臺階。”
孟執中在一次與青年職工的座談中說道:“我們作為中國航天的第二代,現在的工作,做出來的成績,發展的規模,當時還是個希望,現在已經變為現實了。我們的愿望就是年輕人一定要把這個班接好,把好的東西繼承下來,把真正支撐中國航天發展的精神傳遞下去,這個是我的愿望。”