太空茫茫,無(wú)邊無(wú)際,似乎為人類留下了遼闊宏大的活動(dòng)空間。而事實(shí)上,這片深邃的太空,留給人類活動(dòng)的并不是一片信馬由韁、肆意馳騁的無(wú)邊草原,而是一條條狹路。
比如衛(wèi)星通信頻率。眾所周知,任何衛(wèi)星系統(tǒng)的信息感知、信息傳輸,都需要使用電磁頻譜,而電波在空地間的傳播過(guò)程中存在大氣層損耗。不同頻段傳播損耗不同,其中在0.3GHz~10GHz頻段間損耗最小,被稱為“透明無(wú)線電窗口”;在30GHz附近頻段損耗較小,通常被稱為“半透明無(wú)線電窗口”,各類衛(wèi)星主要應(yīng)用這些頻段。其他頻段損耗較大,不宜使用。因此,衛(wèi)星常用頻段只占無(wú)線電頻譜的一小部分。
比如衛(wèi)星軌道,也不是無(wú)窮無(wú)盡的,有位于赤道上空、距地面高度35786公里的對(duì)地靜止軌道,距地面幾百到1000公里的低軌道,而中軌道導(dǎo)航衛(wèi)星通常處于距地面2萬(wàn)公里左右的高度。無(wú)論是對(duì)地靜止軌道位置還是其他軌道位置,資源都是有限的。
既然有限,既然是狹路,就必然擁擠,就會(huì)有占道、搶道。
太空資源的競(jìng)爭(zhēng)隨著人類開啟航天大幕而開啟,并隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展愈演愈烈。一些國(guó)家和組織出于自身利益考慮,先占領(lǐng)軌道位置及頻率而后發(fā)射衛(wèi)星。地球靜止軌道上C頻段通信衛(wèi)星已經(jīng)飽和,Ku頻段通信衛(wèi)星也很擁擠,各國(guó)衛(wèi)星定點(diǎn)位置之間出現(xiàn)“撞車”,需要協(xié)調(diào)的事時(shí)有發(fā)生。搶占衛(wèi)星頻率和軌道資源,已成為當(dāng)今世界航天領(lǐng)域角逐的熱點(diǎn)之一。
在這場(chǎng)太空資源競(jìng)爭(zhēng)中,以美國(guó)、蘇聯(lián)為代表的航天強(qiáng)國(guó)憑借經(jīng)濟(jì)和技術(shù)優(yōu)勢(shì),已把衛(wèi)星頻率和軌道優(yōu)質(zhì)資源先占先用。
北斗二號(hào)使用的頻率,是可用于衛(wèi)星導(dǎo)航的最后一段頻率資源。中國(guó)北斗、歐盟伽利略都只能使用這一頻率資源。這就好比一間僅容得下一個(gè)人居住的小房子,有兩個(gè)人想住進(jìn)去。到底誰(shuí)進(jìn)去好呢?最好是兩個(gè)人都能住進(jìn)去,但在有限的空間里容下兩個(gè)人,確實(shí)是個(gè)很難解決的問(wèn)題。
對(duì)于通信頻率問(wèn)題,根據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟最高法則,誰(shuí)家的衛(wèi)星首先通過(guò)該段頻率發(fā)回信號(hào),誰(shuí)就擁有優(yōu)先使用權(quán)。
同時(shí),國(guó)際電信聯(lián)盟有關(guān)法則還規(guī)定,通信頻率自注冊(cè)申報(bào)之日起,必須在7年內(nèi)開通使用,否則優(yōu)先權(quán)自行消失。這意味著,中國(guó)必須在此期限內(nèi)向太空發(fā)射北斗二號(hào)組網(wǎng)衛(wèi)星,并成功接收衛(wèi)星向地面發(fā)回的信號(hào)。
狹路相逢先者勝,北斗二號(hào)只能背水一戰(zhàn)。
驚險(xiǎn)開局:北斗二號(hào)首星發(fā)射
2007年4月3日,距離頻率使用“七年之限”的最后期限——2007年4月17日,已經(jīng)不到半個(gè)月時(shí)間了。
西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射場(chǎng)區(qū)三號(hào)發(fā)射工位上,高高地豎起了一枚“長(zhǎng)三甲”運(yùn)載火箭,北斗二號(hào)首星發(fā)射進(jìn)入最后測(cè)試階段。跌宕起伏、險(xiǎn)象環(huán)生的北斗二號(hào)組網(wǎng)之旅,徐徐拉開了大幕。
作為北斗二號(hào)組網(wǎng)的首星,它就像大家庭中的長(zhǎng)子,肩上責(zé)任重大。它要為“弟弟妹妹”們探路,探測(cè)空間電磁環(huán)境,驗(yàn)證MEO軌道。而它最重要的使命,則是搶占衛(wèi)星導(dǎo)航稀缺頻率,為中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)闖出一條新路。
這次發(fā)射首次啟用新建的三號(hào)發(fā)射工位,首次使用遠(yuǎn)控模式,首次發(fā)射MEO衛(wèi)星,未知因素多,發(fā)射風(fēng)險(xiǎn)高、挑戰(zhàn)大。針對(duì)任務(wù)特點(diǎn)難點(diǎn),北斗工程“兩總”組織參與發(fā)射的各系統(tǒng)工作人員,扎實(shí)做好遠(yuǎn)控設(shè)備安裝調(diào)試、地面設(shè)備調(diào)試運(yùn)行、發(fā)射場(chǎng)合練等準(zhǔn)備工作;深入分析風(fēng)險(xiǎn),找出風(fēng)險(xiǎn)因素62個(gè),制定應(yīng)對(duì)措施136條,嚴(yán)格把控每一個(gè)節(jié)點(diǎn),確保發(fā)射全過(guò)程受控,順利推進(jìn)發(fā)射程序。
盡管這樣,由于任務(wù)緊急、時(shí)間倉(cāng)促,北斗二號(hào)首次發(fā)射依然險(xiǎn)象環(huán)生。
星箭吊裝完成后,突然發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星噴管不知什么時(shí)候被撞了個(gè)小缺口,大伙兒的心一下子懸了起來(lái)。
它會(huì)影響發(fā)射嗎?如果有影響,需重新更換,推遲發(fā)射,那就有可能超過(guò)“七年之限”。
關(guān)鍵時(shí)刻,近80歲的大系統(tǒng)總師孫家棟,趴在地上慢慢爬到衛(wèi)星底下,仔細(xì)查看受損部位,憑著數(shù)十年的航天經(jīng)驗(yàn)做出判斷:“不會(huì)影響發(fā)射,可以繼續(xù)下邊的流程。”大家虛驚一場(chǎng)。
哪知,離發(fā)射窗口只有3天了,“攔路虎”又冷不丁跳了出來(lái):衛(wèi)星上的應(yīng)答機(jī)出現(xiàn)異常。
從坐鎮(zhèn)指揮首星發(fā)射的“兩總”領(lǐng)導(dǎo)到每一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試人員,都一下子繃緊了神經(jīng)。雖然深入測(cè)試分析發(fā)現(xiàn)隱患并不大,導(dǎo)致故障概率很低,只是不能排除影響信號(hào)傳輸?shù)目赡埽皟煽偂焙椭行念I(lǐng)導(dǎo)意志堅(jiān)定如鐵:“所有隱患,無(wú)論大小,必須歸零。”
北斗人爬上高高矗立的發(fā)射塔架,重新打開已經(jīng)密封的星箭組合體,拆出應(yīng)答機(jī),緊急排查隱患原因。此后的3天,大伙兒不眠不休,神經(jīng)繃得似搭上箭的弓弦,眼睛一眨不眨地盯著數(shù)據(jù)顯示屏,捕捉著每一個(gè)細(xì)微的變化。困得不行了,用涼水洗把臉,醒醒腦;餓了,讓食堂送個(gè)盒飯來(lái),往嘴里扒拉飯菜時(shí),眼睛還一動(dòng)不動(dòng)盯著顯示屏,也不知自己吃了些啥。大家連續(xù)奮戰(zhàn)三晝夜,終于找到隱患,把它連根拔除。這時(shí),衛(wèi)星發(fā)射已經(jīng)進(jìn)入半小時(shí)準(zhǔn)備。
令人意想不到的是,離運(yùn)載火箭點(diǎn)火只有2分鐘時(shí),即14日4時(shí)9分,測(cè)試人員又發(fā)現(xiàn)一個(gè)為火箭三級(jí)供氣的連接器沒有按規(guī)定脫落。此時(shí),火箭發(fā)射已不可逆轉(zhuǎn),如果連接器不能在2分鐘內(nèi)脫落,火箭點(diǎn)火升空時(shí)必被其拉扯,給火箭、衛(wèi)星乃至整個(gè)發(fā)射場(chǎng)造成滅頂之災(zāi)。
所有領(lǐng)導(dǎo)、專家和工作人員的心又一下子懸了起來(lái)。遠(yuǎn)控大廳100多名工作人員都屏住呼吸,靜得仿佛能夠聽到自己的心跳,他們把目光投向發(fā)射站站長(zhǎng)唐功建。
唐功建,曾十幾次擔(dān)任火箭發(fā)射01指揮員,次次圓滿成功,被大家譽(yù)為“福將”。真不愧是久經(jīng)沙場(chǎng)的“金手指”,只見他臨危不亂,非常冷靜地在1分鐘內(nèi)連續(xù)下達(dá)7道指令。相關(guān)崗位人員從容不迫,配合默契。連接器終于在大家焦急的目光里緩緩脫落了。
大廳里響起了雷鳴般的掌聲、歡呼聲:“唐功建,好樣的!”“太棒了,唐功建!”
掌聲剛剛落下,大廳里傳來(lái)倒計(jì)時(shí)的聲音:“10、9、8、7、6、5……”
2007年4月14日4時(shí)11分,隨著指揮員一聲“點(diǎn)火”命令,托舉北斗二號(hào)首星的“長(zhǎng)三甲”運(yùn)載火箭,在轟轟的巨響中,孔雀開屏般綻放出美麗的尾焰,扶搖直上、飛向蒼穹,漸漸融入黎明前漆黑的夜色……
盡管運(yùn)載火箭順利升空,但大家的心依然懸著、揪著。星箭會(huì)順利分離嗎?太陽(yáng)能帆板能順利打開嗎?衛(wèi)星信號(hào)能順利傳回嗎?
全國(guó)十多家信號(hào)接收機(jī)研制單位被召集到西安衛(wèi)星測(cè)控中心,在一個(gè)大操場(chǎng)上,各單位把帶來(lái)的產(chǎn)品擺成一線,等待著在太空翱翔的北斗二號(hào)首星發(fā)回信號(hào)。
4月17日20時(shí),十多臺(tái)接收機(jī)相繼收到太空傳過(guò)來(lái)的信號(hào),而且非常清晰。這一刻,離“七年期限”截止時(shí)間只有4小時(shí)。
它意味著中國(guó)趕上了建設(shè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最后一班車,它為中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)打開了一扇充滿陽(yáng)光的希望之門。
“我們勝利了!”大家歡呼跳躍,互相擁抱,整個(gè)操場(chǎng)沸騰了。
降服“太空魔王”
北斗二號(hào)首星發(fā)射驚心動(dòng)魄,但對(duì)于充滿磨難與坎坷的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)來(lái)說(shuō),僅僅是個(gè)序曲。
北斗二號(hào)首星進(jìn)入軌道不久,太空又突然跳出“魔王”,再次擋住了北斗的去路:衛(wèi)星在某一區(qū)域遭遇大功率復(fù)雜電磁干擾,信號(hào)接收率竟不足50%。
這一區(qū)域,對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)是關(guān)鍵區(qū)域。為什么別的區(qū)域沒有強(qiáng)電磁干擾,這一區(qū)域卻有“魔王”擋道,而且如此頑固?經(jīng)多次故障歸零,問(wèn)題始終無(wú)法解決。
那天,北斗工程“兩總”正在開會(huì),研究部署北斗二號(hào)組網(wǎng)后續(xù)工程。聽到這個(gè)消息,老總們一個(gè)個(gè)心急如焚。問(wèn)題來(lái)得太突然,而且太嚴(yán)重了。雖然北斗衛(wèi)星設(shè)計(jì)了抗干擾措施,但沒想到干擾強(qiáng)度如此巨大,竟銷蝕衛(wèi)星信號(hào)一半以上,這意味著天上的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星形同虛設(shè),繼續(xù)發(fā)射衛(wèi)星也就沒有意義了。換句話說(shuō),這個(gè)問(wèn)題如果不能及時(shí)解決,即將組網(wǎng)的其余衛(wèi)星發(fā)射計(jì)劃將被無(wú)限期推遲。
北斗工程“兩總”會(huì)議立刻轉(zhuǎn)換主題:如何應(yīng)對(duì)“太空魔王”。大家認(rèn)為,對(duì)付強(qiáng)電磁干擾的方法無(wú)外乎兩種:一是“躲”,就是改變衛(wèi)星信號(hào)頻率,躲到?jīng)]有電磁干擾的頻率上去;二是“抗”,即提高衛(wèi)星抗干擾能力,讓北斗衛(wèi)星擁有功能強(qiáng)大的電磁防護(hù)盾牌。
而最關(guān)鍵的問(wèn)題是,現(xiàn)在使用的頻率是可供選擇的唯一頻率,除此之外,再無(wú)其他頻率可用。這意味著,想躲都無(wú)處可躲。
因此,只有“抗”才是唯一出路,也可一勞永逸,資金投入少,而且安全性高,但技術(shù)難度大,風(fēng)險(xiǎn)高,是個(gè)典型的燙手山芋。
誰(shuí)能接手這個(gè)燙手山芋?也許想接它的單位很多,但卻不是誰(shuí)想接就能接住的。接手這個(gè)燙手山芋的團(tuán)隊(duì)必須做到兩個(gè)確保:不僅要確保短期內(nèi)能“吃”掉,還要確保“吃”得干脆利索,“吃”出高水平。
高新科技研究院北斗團(tuán)隊(duì),再次臨危受命,擔(dān)當(dāng)攻關(guān)重任。
早在北斗二號(hào)論證階段,他們就聽說(shuō),我國(guó)的空間飛行器經(jīng)過(guò)這一區(qū)域時(shí)常常遭遇強(qiáng)電磁干擾,由此他們預(yù)料,北斗衛(wèi)星組網(wǎng)時(shí),這個(gè)問(wèn)題會(huì)再次遇到。因此,他們對(duì)抗干擾技術(shù)提前做了一些基礎(chǔ)研究。當(dāng)北斗遭遇“魔王”的消息傳到研究院后,他們便決定要把這個(gè)燙手山芋拿到手,并立刻著手研制攻堅(jiān)方案。
歐博士代表團(tuán)隊(duì)進(jìn)京受領(lǐng)任務(wù),正準(zhǔn)備匯報(bào)團(tuán)隊(duì)攻堅(jiān)思路時(shí),領(lǐng)導(dǎo)示意道:“方案就先別說(shuō)了,你先回答幾個(gè)問(wèn)題。”
歐博士合上文件夾,應(yīng)道:“是!”
“衛(wèi)星體制不能變、信號(hào)頻率不能變、下顆星發(fā)射計(jì)劃更不能變,衛(wèi)星抗干擾指標(biāo)不僅要提升,而且還要提升到完全把干擾壓制住,你們能不能做到?”
“能!我們一定能!只是這時(shí)間……”歐博士的話沒說(shuō)完,便被領(lǐng)導(dǎo)不容置疑的命令打斷了:“時(shí)間3個(gè)月,只準(zhǔn)提前,拖后一天都不行!”
“這……”
“這是衛(wèi)星組網(wǎng)計(jì)劃決定的。若你們覺得有問(wèn)題,我們只好交給別的單位了。”
“別,別……我們沒問(wèn)題!”
“這,可是要立‘軍令狀’的。”
“我們立‘軍令狀’!3個(gè)月,保證一天不延!”
“好!這任務(wù)就交給你們了。”
這個(gè)“太空魔王”魔力非常大,降服它有多難,一個(gè)專家把攻關(guān)技術(shù)難度形象地比喻為“相當(dāng)于把大象裝進(jìn)冰箱里”。衛(wèi)星上安裝抗干擾設(shè)備的地方很小,而且功耗要低,既要具有強(qiáng)大的抗干擾能力,還要穩(wěn)定可靠,確實(shí)是個(gè)天大的難題。正常情況下,3個(gè)月內(nèi)攻克難關(guān),簡(jiǎn)直是天方夜譚,而且馬上就是春節(jié),又使任務(wù)時(shí)間大打折扣。加上此前歐博士所在的團(tuán)隊(duì)主要做北斗地面系統(tǒng),星載設(shè)備很少涉及,雖然有一定的技術(shù)積累,但工程經(jīng)驗(yàn)嚴(yán)重不足,更何況是“火燒眉毛”的緊急任務(wù),容不得半點(diǎn)閃失。
誰(shuí)接這樣的任務(wù)都得掂量掂量,而歐博士竟把“軍令狀”立得嘎嘣脆,這不是“二愣子”是什么?
歐博士頭一次聽到自己這個(gè)綽號(hào)時(shí),憨憨一笑,說(shuō):“當(dāng)時(shí)也沒想那么多,只想到問(wèn)題出來(lái)了,成了整個(gè)工程的‘腸梗阻’,領(lǐng)導(dǎo)心里急,我們心里也急,就想盡快把難題解決掉,就想把任務(wù)拿過(guò)來(lái)再說(shuō),哪還顧得上想難題有多難。”
立下“軍令狀”,歐博士想馬上返回單位傳達(dá)“兩總”指示,迅速組織團(tuán)隊(duì)攻關(guān)。可他從會(huì)議室直接來(lái)到民航售票點(diǎn)時(shí),卻被告知,南方地區(qū)遭遇百年不遇的暴風(fēng)雪,機(jī)場(chǎng)已經(jīng)封閉。他立刻來(lái)到火車站,登上當(dāng)晚從北京南下的特快列車。哪知事情越急,老天越是捉弄人。列車走走停停,磨磨蹭蹭,好不容易到達(dá)長(zhǎng)江邊時(shí),竟然趴窩了。等了一整天,歐博士才得以換乘從南邊開來(lái)接應(yīng)的慢車,速度還比不上馬車。心急如焚的歐博士掏出手機(jī),打通王博士、孫博士的電話,匯報(bào)情況,共同協(xié)商調(diào)兵遣將、排兵布陣事宜,連續(xù)打了兩個(gè)多小時(shí),耗光兩塊手機(jī)電池。當(dāng)他還在火車上時(shí),院里一個(gè)20多人的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開始攻關(guān)了:陳高工當(dāng)晚啟程前往西安,負(fù)責(zé)硬件設(shè)計(jì)與生產(chǎn);李博士、唐博士、黃博士、聶博士等立即展開算法攻關(guān),開發(fā)軟件;孟博士等提出測(cè)試解決方案;其他人根據(jù)分工各司其職……換了兩次車、走了3天才返回院里的歐博士,走進(jìn)辦公室看到的情景是:室外天寒地凍,室內(nèi)攻關(guān)熱火朝天。
大家碰頭后,團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)班子提了一個(gè)嚴(yán)苛的要求:“每個(gè)人的工作必須環(huán)環(huán)相扣,做到萬(wàn)無(wú)一失,決不允許出現(xiàn)任何紕漏。”
大家一下子炸了鍋:“你當(dāng)我們個(gè)個(gè)是神仙啊!不允許出錯(cuò),誰(shuí)能保證?這有可能嗎?”
“不能保證,也得保證!”團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)班子說(shuō),“這個(gè)任務(wù)一開始就是倒計(jì)時(shí),一天的富余量都沒有。出現(xiàn)差錯(cuò)就要反復(fù),任務(wù)就無(wú)法按時(shí)完成!在非常任務(wù)面前,在非常時(shí)刻,我們必須采取非常舉措,把‘不可能’變?yōu)椤赡堋 ?/p>
大家一下子安靜下來(lái),然后默默離開會(huì)議室,開始背水一戰(zhàn)。餓了,吃盒飯;困了,在沙發(fā)上躺一下,爬起來(lái)接著干。每個(gè)人都像打仗一樣,嚴(yán)格按時(shí)間節(jié)點(diǎn),無(wú)差錯(cuò)、高質(zhì)量地推進(jìn)任務(wù)進(jìn)程。
在大家緊張的忙碌中,春節(jié)來(lái)臨了。春節(jié)怎么安排?這問(wèn)題對(duì)于團(tuán)隊(duì)領(lǐng)頭人王博士來(lái)說(shuō),其難度相當(dāng)于解決一個(gè)科研關(guān)鍵技術(shù)。讓大家繼續(xù)加班加點(diǎn)連軸轉(zhuǎn)?這顯然不合情理,他也說(shuō)不出口。可如果不繼續(xù)加班加點(diǎn),任務(wù)節(jié)點(diǎn)就可能推后。
王博士絞盡腦汁、思前想后,給大家下了一個(gè)很特別的通知:“在大年三十到初二這3天,大家可以不來(lái)加班。”這話堪稱藝術(shù),沒說(shuō)放假,也沒說(shuō)不放假,只說(shuō)“可以不加班”,就看大家怎么去理解了。
大年三十那天,團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)和往常一樣,一大早就來(lái)到實(shí)驗(yàn)室。不久,他們發(fā)現(xiàn),團(tuán)隊(duì)成員也來(lái)了,而且一個(gè)不少。大家說(shuō):“任務(wù)這么緊,在家還能待得住?”
就在這天,陳高工在美國(guó)進(jìn)修的妻子特意趕回來(lái)陪家人過(guò)年,但陳高工干到傍晚才回家。
妻子嘟噥道:“大年三十都不休息,這么忙嗎?”
陳高工趕緊賠上笑臉說(shuō):“沒辦法,任務(wù)壓身呢。”
團(tuán)圓飯后,他陪家人看了一會(huì)兒春晚,但眼睛盯著屏幕,腦袋里卻纏繞著那些布線,便索性要去辦公室。
妻子白了他一眼:“就你忙,平時(shí)都干什么去了?”
“你出國(guó)這一年多,知道他是怎么過(guò)的嗎?”婆婆見狀,嘆口氣說(shuō),“你出國(guó)第二天,他就住到實(shí)驗(yàn)室去了,平時(shí)很少回家。尤其這一個(gè)多月里,吃在實(shí)驗(yàn)室,睡在辦公室沙發(fā)上。”
妻子一聽,怔怔地望了丈夫好一陣,上前抱住他說(shuō):“對(duì)不起。”然后輕輕挽住他的胳膊,“走,我陪你去加班。”
團(tuán)隊(duì)以驚人的毅力、超凡的付出,兌現(xiàn)了當(dāng)初的莊嚴(yán)承諾——
時(shí)限3個(gè)月,但他們只用了70天。
經(jīng)測(cè)試,他們研制的抗干擾衛(wèi)星載荷,性能指標(biāo)比原來(lái)大幅提高,某區(qū)域衛(wèi)星信號(hào)有效接收率從不足50%躍升到100%。
在成果驗(yàn)收會(huì)上,大系統(tǒng)總師孫家棟院士向他們豎起大拇指:“你們臨危受命,關(guān)鍵時(shí)刻敢于亮劍,又打了一個(gè)漂亮的攻堅(jiān)戰(zhàn),不愧是‘李云龍式’的攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)!”
鎮(zhèn)住“偽距波動(dòng)”
數(shù)顆GEO衛(wèi)星發(fā)射升空后,又出現(xiàn)“偽距波動(dòng)”現(xiàn)象。
這可不是個(gè)小問(wèn)題,若不及時(shí)解決,將直接影響北斗系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,影響導(dǎo)航定位的精度,使系統(tǒng)性能大打折扣。
GEO衛(wèi)星為什么出現(xiàn)“偽距波動(dòng)”?“病灶”在哪里?在天上還是地上?大家費(fèi)了九牛二虎之力進(jìn)行排查,但問(wèn)題原因始終云遮霧罩,致使整改工作無(wú)從下手,難以展開。
誰(shuí)能解開GEO衛(wèi)星“偽距波動(dòng)”之謎?有關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)腦海里跳出一個(gè)人——朱炬波教授。
朱炬波是數(shù)學(xué)家,尤其擅長(zhǎng)海量數(shù)據(jù)分析。海量數(shù)據(jù),在一般人眼里無(wú)異于茫茫沙漠、無(wú)邊戈壁,索然乏味,寂寥無(wú)趣,讓人頭暈眼花、昏昏欲睡。可在數(shù)學(xué)家朱炬波眼里,就是另外一番景象了。看他面對(duì)海量航天數(shù)據(jù)時(shí)的那種神態(tài):微瞇著眼睛,眉宇間寫滿了歡喜,臉龐上蕩漾著笑容,儼然是在欣賞一幅藝術(shù)價(jià)值極高的名畫。
海量數(shù)據(jù),在朱炬波心目中,是一片森林,再茫茫無(wú)際、紛繁錯(cuò)亂,他也能找到蜿蜒其間的通幽曲徑;是一片沃土,通過(guò)耕耘,能收獲春天的花朵、秋天的果實(shí);是一片藍(lán)天,清晨有朝霞,傍晚有晚霞,白天有陽(yáng)光、云朵,夜間有月亮、星星,時(shí)刻都有觀賞不盡的景致;是一片大海,有浪花,有海市蜃樓,有遠(yuǎn)方的帆影……
朱炬波也說(shuō),自己是一葉喜歡在數(shù)據(jù)之海上沖浪的小舟,并在數(shù)據(jù)之海上創(chuàng)造了“把雷達(dá)裝進(jìn)小盒子”等一系列奇跡。
茫茫太空,無(wú)邊無(wú)際。太空飛行器要嚴(yán)格按照預(yù)定軌道飛行,必須在內(nèi)部安裝遙測(cè)裝置,不停地測(cè)試自身的位置和飛行速度,與此同時(shí),還需要地面站點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行跟蹤測(cè)試,與遙測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,糾正飛行器飛行偏差。為此,世界頭號(hào)航天大國(guó)——美國(guó),在世界各地設(shè)立眾多地面測(cè)試站點(diǎn),建立“測(cè)距+測(cè)速”測(cè)控機(jī)制,應(yīng)用于飛行器測(cè)控。
20世紀(jì)70年代,我國(guó)自主研發(fā)出多種型號(hào)太空飛行器后,也參照美國(guó)的布站模式和計(jì)算模型,在我國(guó)西北地區(qū)設(shè)置一系列測(cè)控站點(diǎn),建立有著顯著“美國(guó)痕跡”的測(cè)距、測(cè)速相結(jié)合的太空飛行器試驗(yàn)測(cè)控機(jī)制。但中國(guó)只能在自己國(guó)土上建站,站點(diǎn)間距顯著縮小,舶來(lái)的測(cè)控機(jī)制難免“水土不服”。
1997年,我國(guó)進(jìn)行某型太空飛行器試驗(yàn)時(shí)就出問(wèn)題了:計(jì)算軌道、落點(diǎn)與實(shí)際軌道、落點(diǎn)竟相差甚遠(yuǎn)。為什么?試驗(yàn)部門領(lǐng)導(dǎo)與科技人員百思不得其解。他們抱著雷達(dá)測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)到朱炬波這里求援。當(dāng)天晚上,朱炬波便和易東云、郭軍海在實(shí)驗(yàn)室里擺開攻關(guān)戰(zhàn)場(chǎng)。
3個(gè)人圍著幾臺(tái)電腦晝夜計(jì)算,每人每天輪流休息三四個(gè)小時(shí),連續(xù)7天,算法換了一個(gè)又一個(gè),幾乎把所有能想到的招兒都使盡了,把那堆龐大的數(shù)據(jù)倒騰了不知多少遍,可計(jì)算軌道與實(shí)際軌道依然沒有一點(diǎn)相互靠攏的跡象。
山窮水盡之際,他們靈機(jī)一動(dòng):為什么不丟開測(cè)距數(shù)據(jù),單純從測(cè)速數(shù)據(jù)中找找原因呢?
他們根據(jù)這一嶄新思路改編計(jì)算程序。一算,其結(jié)果與太空飛行器實(shí)際落點(diǎn)幾乎一模一樣。
難道是偶然的巧合?他們又找來(lái)同類案例,應(yīng)用這一計(jì)算模型進(jìn)行處理,得出的結(jié)果竟如出一轍。
3個(gè)人幾乎同時(shí)跳起來(lái):真是太棒了!
的確是個(gè)令人興奮的發(fā)現(xiàn)。只運(yùn)用測(cè)速數(shù)據(jù)計(jì)算航天器軌道,在國(guó)際上是第一次,這是中國(guó)的發(fā)明。它為建立中國(guó)特色太空飛行器軌道測(cè)量機(jī)制開創(chuàng)了一條陽(yáng)光大道。
他們發(fā)明的這一計(jì)算模式,把近乎一座小房子般龐大笨重的太空飛行器測(cè)試裝備縮小到一只盒子大小。該產(chǎn)品于2010年定型裝備后,實(shí)現(xiàn)了由站點(diǎn)式固定測(cè)控到移動(dòng)式機(jī)動(dòng)測(cè)控的轉(zhuǎn)變,使中國(guó)成為世界上第一個(gè)實(shí)現(xiàn)車載式太空飛行器測(cè)控的國(guó)家。
這次查找GEO衛(wèi)星“偽距波動(dòng)”的病灶,朱炬波面對(duì)的數(shù)據(jù)超級(jí)大,是名副其實(shí)的海量。他要在逐個(gè)排查數(shù)據(jù)的同時(shí),進(jìn)行綜合分析推理,整個(gè)任務(wù)仿佛大海撈針。
朱炬波接受任務(wù)后,與課題組成員一頭扎進(jìn)那片海量數(shù)據(jù)里,如同一名老中醫(yī),耐心細(xì)致地對(duì)每一個(gè)數(shù)據(jù)“望、聞、問(wèn)、切”,一層層撥開迷霧。半年后,導(dǎo)致北斗GEO衛(wèi)星“偽距波動(dòng)”的病灶終于現(xiàn)出原形。
在有關(guān)部門組織的會(huì)議上,會(huì)場(chǎng)鴉雀無(wú)聲,大家都把目光投向朱炬波。
朱炬波和盤托出診斷結(jié)果:導(dǎo)致“偽距波動(dòng)”的原因既有天上的,也有地上的。誤差中快的數(shù)據(jù)是地上系統(tǒng)導(dǎo)致的,依據(jù)“一……二……三……”;誤差中慢的數(shù)據(jù)是天上系統(tǒng)造成的,依據(jù)“一……二……三……”
朱炬波宣讀完畢,會(huì)議主持人說(shuō):“大家有什么疑問(wèn),現(xiàn)在就向朱教授咨詢。”
與會(huì)者都搖頭、沉默,會(huì)場(chǎng)里隨后爆發(fā)出熱烈的掌聲。
鑒于朱炬波的業(yè)務(wù)水平和貢獻(xiàn),北斗工程總師組吸收他為專家組專家,并授予他“北斗二號(hào)衛(wèi)星工程建設(shè)突出貢獻(xiàn)”獎(jiǎng)?wù)隆?/p>
病灶雖然找到了,但要消除它,還需要形成機(jī)理。陸明泉帶領(lǐng)的清華大學(xué)北斗團(tuán)隊(duì)主動(dòng)肩負(fù)起這一艱巨任務(wù)。有人聽了他的想法后,建議道:“咱們先立個(gè)項(xiàng)再說(shuō)吧。”
陸明泉說(shuō):“等咱們申請(qǐng)立項(xiàng),上邊批準(zhǔn)立項(xiàng),時(shí)間就得過(guò)好幾個(gè)月,北斗工程耗不起。”
大家又擔(dān)心:“可不立項(xiàng),哪來(lái)的經(jīng)費(fèi)支持?”
陸明泉說(shuō):“咱們團(tuán)隊(duì)雖然不富裕,但我算過(guò)了,這點(diǎn)錢暫時(shí)還拿得出。”
他立刻組織多名教師和學(xué)生,展開“偽距波動(dòng)”機(jī)理研究,在國(guó)內(nèi)首家運(yùn)用數(shù)學(xué)建模、軟件仿真方法,對(duì)其進(jìn)行深入探索,終于揭開了GEO衛(wèi)星“偽距波動(dòng)”的神秘面紗,提出了地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)改進(jìn)措施,得到總體、衛(wèi)星和運(yùn)控系統(tǒng)的高度認(rèn)同,為成功搬掉“偽距波動(dòng)”提供了準(zhǔn)確方向。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航總設(shè)計(jì)師孫家棟認(rèn)為:“這是我國(guó)利用數(shù)學(xué)工具和仿真手段解決重大工程難題的一個(gè)典范。”該成果獲得省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
在朱炬波帶領(lǐng)的數(shù)學(xué)分析團(tuán)隊(duì)、陸明泉帶領(lǐng)的清華大學(xué)北斗團(tuán)隊(duì)等兄弟團(tuán)隊(duì)幫助下,北斗工程建設(shè)人員經(jīng)過(guò)一番艱苦奮戰(zhàn),終于排除了GEO衛(wèi)星“偽距波動(dòng)”這只攔路虎。
驚心動(dòng)魄七秒鐘
2010年1月17日,第三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射升空。
哪知“長(zhǎng)三丙”運(yùn)載火箭起飛50秒后,安控顯示屏上突然出現(xiàn)異常:速度曲線出現(xiàn)連續(xù)大幅度跳變,5秒之后,數(shù)據(jù)跳變依然劇烈,不斷躍出炸毀線,表明火箭已岌岌可危。
連續(xù)5秒,這是地面必須實(shí)施安控的極限時(shí)間。在此情況下,若無(wú)法繼續(xù)實(shí)施安控,只能將火箭引向相對(duì)安全空域予以引爆。在國(guó)際航天活動(dòng)中對(duì)類似事件,美國(guó)這樣處理,俄羅斯這樣處理,歐盟這樣處理,日本也這樣處理……
“難道我們也要炸毀火箭?”安控助理趙梅心里猛地一緊,額頭上瞬間滲出了冷汗。已從事火箭安全控制17年的她,這種情況還是第一次遇到。
“車高工,怎么辦?”趙梅緊張地望著一旁的安控判定專家車著明。但見車著明雙眼緊盯安控顯示屏,神情非常冷靜。
其實(shí),車著明壓力巨大。火箭、衛(wèi)星,價(jià)值數(shù)十億元的設(shè)備,現(xiàn)在炸與不炸就聽他一句話。若是他判斷失誤,不該炸而炸了,或是該炸而沒炸,都會(huì)給國(guó)家和人民帶來(lái)重大損失,他都是罪人。而此時(shí)此刻,僅憑幾塊屏幕顯示的數(shù)據(jù),就要對(duì)在太空高速飛翔的運(yùn)載火箭狀況做出快速精準(zhǔn)的判斷,其難度可想而知。
安控機(jī)房里的空氣仿佛凝固了,大伙兒都用緊張的目光望著車著明。但見他依然一臉鎮(zhèn)靜,冷峻的目光不住地在幾塊顯示屏間切換,反復(fù)仔細(xì)比對(duì)那些瞬息萬(wàn)變的測(cè)控?cái)?shù)據(jù)。他天天跟數(shù)據(jù)打交道,它們就像他放牧已久的羊群,哪只羊什么顏色、個(gè)頭多大,他都心中有數(shù)。
第七秒,只見車著明站起來(lái),輕輕舒了一口氣說(shuō):“是設(shè)備跟蹤故障,火箭沒問(wèn)題。”果然,根據(jù)車著明的判斷,有關(guān)人員對(duì)有關(guān)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)是運(yùn)載火箭搭載的設(shè)備給出的下行信號(hào)不穩(wěn)定。對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性調(diào)控后,測(cè)控?cái)?shù)據(jù)漸漸趨于穩(wěn)定,運(yùn)載火箭飛行各項(xiàng)指標(biāo)良好,發(fā)射任務(wù)又一次獲得圓滿成功。
“車高工。”趙梅和大伙兒都向車著明豎起大拇指,“短短7秒鐘,憑著幾個(gè)顯示屏給出的數(shù)據(jù),就能準(zhǔn)確判斷設(shè)備工作狀態(tài)和火箭飛行狀態(tài)是否正常,您真是神了!”
在指揮大廳里坐鎮(zhèn)的各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和航天專家來(lái)到安控機(jī)房和大家一起歡慶發(fā)射成功,得知這次發(fā)射經(jīng)歷了“生死攸關(guān)7秒鐘”時(shí),都感到非常后怕。發(fā)射中心一號(hào)領(lǐng)導(dǎo)緊張而又感動(dòng)地握著車著明的手說(shuō):“著明,你又為我們中心、為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航立下大功了。要不是你排除火箭問(wèn)題,引爆程序一旦啟動(dòng),我們中心、我這個(gè)一號(hào),就是罪人啊!中心和我,感謝你這個(gè)大功臣。”
車著明說(shuō),自己生來(lái)就是一條在數(shù)據(jù)之海里游泳的魚,離不開這片浩瀚的數(shù)據(jù)之海,他為這片海而生,因這片海而成長(zhǎng),也因這片海而快樂。
1993年,車著明以優(yōu)異成績(jī)拿到基礎(chǔ)方法研究和數(shù)學(xué)建模專業(yè)碩士學(xué)位后,主動(dòng)要求前往西昌衛(wèi)星發(fā)射中心工作。這個(gè)創(chuàng)建于1970年的衛(wèi)星發(fā)射中心,是我國(guó)衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)最繁忙的發(fā)射場(chǎng),在數(shù)十年歡笑與淚水相伴的發(fā)展歷程中,他們創(chuàng)造了中國(guó)航天的輝煌,也留下了浩如煙海的測(cè)試數(shù)據(jù)。
車著明面對(duì)這些海量數(shù)據(jù),仿佛魚兒突然發(fā)現(xiàn)了大海,心中充滿暢游的激情。他深知,這海量數(shù)據(jù)雖然看起來(lái)雜亂無(wú)章、枯燥無(wú)味,但其中卻隱含著各種規(guī)律,若能把它們從海量數(shù)據(jù)中識(shí)別出來(lái),有選擇地抽取,運(yùn)用到航天發(fā)射實(shí)踐中,那可比黃金還要貴重百倍、千倍。
縱身躍入這片浩瀚的大海,舒展身心在其中暢游,成為車著明生活中的最愛,甚至是生命所系。憑著這股子癡迷的勁頭,車著明基于中心那片浩瀚的數(shù)據(jù)之海,開發(fā)了運(yùn)載火箭遙測(cè)信息快速處理系統(tǒng)、航天發(fā)射數(shù)據(jù)快評(píng)系統(tǒng)、液體火箭爆炸危害的定量分析系統(tǒng),有效節(jié)省了衛(wèi)星燃料,延長(zhǎng)了衛(wèi)星壽命。尤其是歷經(jīng)2年攻關(guān),通過(guò)誤差分析、誤差傳遞建立的火箭飛行精度預(yù)報(bào)系統(tǒng),使火箭飛行精度大幅提高。打個(gè)比方說(shuō),20世紀(jì)90年代初,我國(guó)的火箭發(fā)射精度是“從海南把一個(gè)高爾夫球打到黑龍江一個(gè)高爾夫球場(chǎng)上”,而這個(gè)系統(tǒng),把我國(guó)火箭飛行精度提升到“從海南直接把高爾夫球打到黑龍江高爾夫球場(chǎng)的球洞里”。
排除衛(wèi)星“腦梗”風(fēng)險(xiǎn)
中國(guó)空間技術(shù)研究院西安分院北斗衛(wèi)星有效載荷研制帶頭人劉波,是名老北斗,從1991年參與北斗一號(hào)試驗(yàn)衛(wèi)星的預(yù)先研究開始,已經(jīng)走過(guò)了30年北斗人生。他把青春獻(xiàn)給了北斗事業(yè),向北斗導(dǎo)航獻(xiàn)出一系列寶貴的創(chuàng)新成果,成為近百人的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星載荷團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人。
但在團(tuán)隊(duì)成員心目中,劉波并不像個(gè)領(lǐng)導(dǎo)。平時(shí),他總喜歡往實(shí)驗(yàn)室里鉆,與大伙兒一塊兒研究問(wèn)題;關(guān)鍵時(shí)刻,他更不像領(lǐng)導(dǎo),因?yàn)檫@時(shí)候,他并不是向大家揮揮手:“同志們,給我上!”而是把袖子一挽,第一個(gè)沖上去。
2007年,北斗二號(hào)首星進(jìn)入發(fā)射場(chǎng)后,要通過(guò)對(duì)接試驗(yàn),測(cè)試上行注入和下行播放信號(hào)的電磁兼容性,需要開啟整顆衛(wèi)星載荷艙所有上下行設(shè)備。當(dāng)?shù)弥_啟全功率微波產(chǎn)品時(shí),大家都非常擔(dān)心造成微波輻射,影響身體健康。
對(duì)于微波輻射問(wèn)題,劉波不僅想到了,而且早在西安分院組織測(cè)試與驗(yàn)證時(shí),就已經(jīng)帶著幾名同志進(jìn)行了驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)微波輻射劑量微乎其微,完全屬于安全范圍。但為讓大家徹底打消思想顧慮,安心做好整星測(cè)試,劉波再次帶著微波測(cè)量?jī)x,首先走進(jìn)測(cè)試車間,獲得第一手?jǐn)?shù)據(jù),讓大家徹底放下心來(lái)。
北斗二號(hào)首星上天后,星上載荷產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)得到了充分驗(yàn)證,但也暴露了一些技術(shù)瑕疵,首當(dāng)其沖的是擴(kuò)頻測(cè)距接收機(jī)上行信號(hào)傳輸?shù)碾[患。
劉波態(tài)度堅(jiān)決:“所有問(wèn)題發(fā)射前必須歸零!”
型號(hào)“兩總”也給他們下了死命令:“問(wèn)題不歸零,就不能轉(zhuǎn)正樣!”
可他帶著大家進(jìn)行了一年多技術(shù)排查,依然沒有找到問(wèn)題根源。那段日子的劉波,雖然依然指揮有序、調(diào)度有方,可他心里卻承受著天大的壓力。他既要組織大家排查隱患,又要協(xié)調(diào)組織有關(guān)單位進(jìn)行繁重的后續(xù)型號(hào)生產(chǎn),忙得只恨分身乏術(shù)。
一天,劉波正在測(cè)試車間和大家一塊兒忙碌著,突然心頭一陣絞痛。他下意識(shí)地用手捂住胸口。同事見了,忙問(wèn):“劉總,怎么啦?”
“沒事,可能是坐久了沒活動(dòng)。”劉波揉揉胸口說(shuō),“我出去走走就好了。”
可他到外邊轉(zhuǎn)了一大圈,胸痛依然不見緩解。同事說(shuō):“你趕緊去醫(yī)院看看吧,身體比什么都重要。”
劉波說(shuō):“沒那么嚴(yán)重,干完這陣再說(shuō)吧。”
“北斗工程要持續(xù)十幾年甚至幾十年,什么時(shí)候才把活兒干完啊!”同事說(shuō),“尤其現(xiàn)在這節(jié)骨眼上,你這帶頭人身體不能有任何閃失,否則你讓大家怎么辦?”
同事不由分說(shuō),一把將劉波拉到醫(yī)院里,做了心電圖和心臟彩超。
醫(yī)生看著醫(yī)學(xué)顯影圖片說(shuō):“心臟出問(wèn)題了。”
同事問(wèn):“什么問(wèn)題?”
醫(yī)生說(shuō):“冠狀動(dòng)脈阻塞。”
同事問(wèn):“嚴(yán)重嗎?怎么治?”
醫(yī)生說(shuō):“得住院,然后做心臟搭橋手術(shù)。”
同事聽后怔住了。這時(shí),只聽劉波問(wèn)醫(yī)生:“暫時(shí)不做心臟搭橋,會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重后果嗎?”
醫(yī)生說(shuō):“那倒不會(huì),但建議早做搭橋?yàn)楹谩!?/p>
劉波說(shuō):“吃藥能維持下去嗎?”
醫(yī)生說(shuō):“暫時(shí)可以,但橋總是要搭的,現(xiàn)在不搭,以后也得搭。”
“那我先吃藥吧。”劉波讓醫(yī)生開了一些緩解心臟壓力的藥劑,便離開了醫(yī)院,又與大家投入緊張的隱患排查和型號(hào)攻關(guān)中,直到導(dǎo)航衛(wèi)星載荷全部完成。
雖然從此他再也沒有離開過(guò)藥瓶子,但他卻非常欣慰:“干北斗,讓我很享受、很快樂!”
衛(wèi)星載荷對(duì)于導(dǎo)航系統(tǒng)來(lái)說(shuō),既是“心臟”,又是“大腦”,是結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、最敏感,性能指標(biāo)要求最高的部分,也是最脆弱、最容易出問(wèn)題的部位……
2010年6月,一顆已經(jīng)進(jìn)入最后檢測(cè)程序、不久就要發(fā)射的導(dǎo)航衛(wèi)星,冷不丁出現(xiàn)了大功率微波開關(guān)微放電問(wèn)題。
測(cè)試人員發(fā)現(xiàn)這一跡象時(shí),腦門上冒出一層冷汗。衛(wèi)星發(fā)射在即,若不能及時(shí)排除問(wèn)題,將嚴(yán)重阻礙后續(xù)組網(wǎng),影響整個(gè)工程進(jìn)展。如果是設(shè)計(jì)的問(wèn)題,就更嚴(yán)重了,所有在軌衛(wèi)星的微波開關(guān)都有可能失效,引起載荷“腦梗”,導(dǎo)致整個(gè)組網(wǎng)“癱瘓”。
劉波聽到險(xiǎn)情報(bào)告時(shí)心里也咯噔了一下,但他很快便鎮(zhèn)靜下來(lái),吩咐檢測(cè)人員:“查查另外兩顆衛(wèi)星,看有沒有類似問(wèn)題。”
結(jié)果不查不要緊,一查又把測(cè)試人員嚇了一跳:另外兩顆衛(wèi)星的大功率微波開關(guān)也有微放電現(xiàn)象。
劉波臨危不亂,從身上摸出一只小藥瓶,倒出一粒緩解心臟壓力的小藥片丟進(jìn)嘴里,然后背著手離開測(cè)試間,走進(jìn)小辦公室,雙手捧著茶杯,靜靜地思考起來(lái)……
很快,劉波就梳理出了解決方案,又帶領(lǐng)大伙兒奮不顧身地沖上去。他們經(jīng)常加班到凌晨一兩點(diǎn),甚至通宵達(dá)旦地干,對(duì)著突然跳出來(lái)阻止北斗導(dǎo)航建設(shè)的隱患緊追不舍,終于找到了它的藏身之處,將其連根拔除。
北斗二號(hào)衛(wèi)星入軌工作時(shí)間長(zhǎng)的有十幾年,短的也有七八年,所有衛(wèi)星載荷均運(yùn)行穩(wěn)定、性能可靠。
這的確能讓劉波和他的團(tuán)隊(duì)成員們欣慰一輩子。
擒雷捕電鉆云縫
雷電是衛(wèi)星發(fā)射最大的自然屏障,也是運(yùn)載火箭的第一殺手。如果運(yùn)載火箭在大氣層遭遇雷擊,必定箭毀星亡,天上一片火花,地下一片火海,釀成重大悲劇。因此,火箭發(fā)射窗口必須確保發(fā)射場(chǎng)周邊十公里范圍內(nèi)無(wú)雷電。
西昌衛(wèi)星發(fā)射中心地處川西高原山區(qū)腹地,海拔近2000米,雷電氣象多發(fā),雨季漫長(zhǎng),在全球十大衛(wèi)星發(fā)射場(chǎng)中氣候條件較為復(fù)雜。據(jù)統(tǒng)計(jì),中心自創(chuàng)建以來(lái)發(fā)射的一百多顆衛(wèi)星中,幾乎一半發(fā)射任務(wù)是在雨季執(zhí)行的。
數(shù)十年繁忙的發(fā)射任務(wù),給中心天氣預(yù)報(bào)工作帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn),也為中心鍛煉了一支臨危不亂、預(yù)報(bào)精準(zhǔn)、作風(fēng)踏實(shí)的氣象預(yù)報(bào)隊(duì)伍,培養(yǎng)了一批以高級(jí)工程師郭學(xué)文、汪正林、江曉華等為代表的高水平業(yè)務(wù)骨干。
郭學(xué)文,大家給他取了個(gè)綽號(hào)“電鉆”,以此稱贊他工作干勁大、業(yè)務(wù)鉆勁足。1982年7月,他從中山大學(xué)大氣科學(xué)系畢業(yè)來(lái)到中心工作后,成為一名基層預(yù)報(bào)員。由于不滿足于“看云識(shí)天氣”,他在干好本職工作之余,一頭扎進(jìn)西昌地區(qū)20多年以來(lái)堆積如山的氣象資料里,仔細(xì)研究其中的變化規(guī)律,撰寫了長(zhǎng)達(dá)50萬(wàn)字的氣象預(yù)報(bào)論文,對(duì)西昌地區(qū)天氣變化情況進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié),很快成長(zhǎng)為一名優(yōu)秀的氣象預(yù)報(bào)員。1984年,我國(guó)發(fā)射第一顆試驗(yàn)通信衛(wèi)星時(shí),年僅24歲、參加工作剛2年的郭學(xué)文,擔(dān)任了天氣預(yù)報(bào)領(lǐng)班和氣象發(fā)言人。
郭學(xué)文不僅能鉆,還敢闖。20世紀(jì)90年代初,發(fā)射中心決定開發(fā)發(fā)射場(chǎng)區(qū)雷電監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。當(dāng)時(shí)雷電監(jiān)測(cè)技術(shù)在國(guó)際上尚不成熟,更沒有同類課題研究資料可供借鑒。面對(duì)這樣一個(gè)要“無(wú)中生有”的課題,郭學(xué)文竟然眼都沒眨一下就攬了下來(lái)。
朋友吃驚地看著他:“這不托底的項(xiàng)目,你也敢接呀?”
他笑著說(shuō):“有困難就有辦法,辦法總比困難多。”
他面臨的第一道難題,就是把十幾臺(tái)單站探頭數(shù)據(jù)匯總到一臺(tái)計(jì)算機(jī)上進(jìn)行集中處理。那時(shí),計(jì)算機(jī)硬件水平非常低,聯(lián)網(wǎng)堪比登天。為抓住一瞬即逝的靈感,他在口袋里裝了一個(gè)小本子,時(shí)不時(shí)地記上幾筆,一個(gè)月下來(lái),成功地找到了改裝8086計(jì)算機(jī)、安裝多個(gè)串口的方法。如此堅(jiān)持了2年,郭學(xué)文和課題組終于找到一條高層次衛(wèi)星發(fā)射氣象保障的路子,建立了地面電場(chǎng)儀網(wǎng)和雷電監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng),分別獲得省部級(jí)科技進(jìn)步二、三等獎(jiǎng),實(shí)現(xiàn)了中心氣象保障能力質(zhì)的飛躍。這套系統(tǒng)在衛(wèi)星發(fā)射氣象保障中屢建奇功。
20世紀(jì)90年代中期,全球氣候開始呈現(xiàn)出無(wú)規(guī)律變化趨勢(shì),受其影響,西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射場(chǎng)區(qū)氣候更加復(fù)雜多變,各種天氣歷史紀(jì)錄屢被打破,讓氣象預(yù)報(bào)人員防不勝防。
但郭學(xué)文認(rèn)為,變化無(wú)常并不意味著沒有規(guī)律,要認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn)新特點(diǎn)、新規(guī)律,就需魔高一尺,道高一丈。為此,他站在天氣預(yù)報(bào)學(xué)的高度,運(yùn)用新興的系統(tǒng)科學(xué)原理,引入方興未艾的計(jì)算機(jī)處理技術(shù),對(duì)發(fā)射場(chǎng)區(qū)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)細(xì)致的總結(jié)和分析,獨(dú)創(chuàng)了天氣預(yù)報(bào)“三角形理論”,將中心氣象學(xué)研究推向了國(guó)際前沿。
為建立系統(tǒng)的“三角形理論”,他在中心首次將氣象臺(tái)、氣象雷達(dá)站和氣象室的數(shù)據(jù)全部輸入計(jì)算機(jī),進(jìn)行立體綜合分析,研制開發(fā)出探空資料處理系統(tǒng)。此外,他還緊跟國(guó)內(nèi)外氣象領(lǐng)域發(fā)展的前沿,積極開展了資料自動(dòng)接收、數(shù)據(jù)智能加工、信息快速傳遞、預(yù)報(bào)客觀定量的綜合性、網(wǎng)絡(luò)化、多功能現(xiàn)代氣象預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)等研究課題。這些成果,實(shí)現(xiàn)了氣象資料的自動(dòng)處理與交換,既減輕了觀測(cè)人員負(fù)擔(dān),減少了人為計(jì)算失誤,也防止了信息丟失、漏用、過(guò)時(shí)等現(xiàn)象,使中心氣象預(yù)報(bào)水平從預(yù)報(bào)圖模式,一下子進(jìn)入了代表國(guó)際趨勢(shì)的數(shù)值預(yù)報(bào)模式。
在中心承擔(dān)的多次衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)中,郭學(xué)文與同志們一道,沉著冷靜、周密細(xì)致,圓滿地完成了寒潮、冰雪、雷電等各種復(fù)雜天氣條件下的衛(wèi)星發(fā)射氣象保障任務(wù),為中心在北斗組網(wǎng)等重大發(fā)射任務(wù)中創(chuàng)造成功率100%的奇跡立下了汗馬功勞。
北斗二號(hào)第五星,原定的發(fā)射窗口是2010年8月2日5時(shí)30分。可是風(fēng)云突變,中心氣象預(yù)報(bào)團(tuán)隊(duì)根據(jù)數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品分析,判斷8月1日至3日有一次中等強(qiáng)度的降水過(guò)程,并根據(jù)風(fēng)場(chǎng)演變情況推斷,降水過(guò)程將在8月1日上午8時(shí)左右來(lái)臨。也就是說(shuō),1日的窗口以多云天氣為主,2日的窗口以小雨天氣為主,具體降水時(shí)間不確定。
2010年7月30日上午9時(shí),氣象保障團(tuán)隊(duì)組織緊急會(huì)議。預(yù)報(bào)員小劉走到觸摸式匯報(bào)平臺(tái)前,打開數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品,在8月1日8時(shí)500百帕風(fēng)場(chǎng)預(yù)報(bào)圖上畫了一條長(zhǎng)長(zhǎng)的槽線。這槽線代表的是降水和雷電。現(xiàn)在這條深棕色的槽線,東起四川盆地,西至孟加拉灣,像一把帶血的彎刀,斜斜地壓在發(fā)射場(chǎng)區(qū)上空,也壓在所有預(yù)報(bào)員心頭。
“現(xiàn)在需要確定的是,降水過(guò)程在1日8時(shí)前到,還是8時(shí)后到。”小劉一字一頓地說(shuō)。
中心技術(shù)部氣象室主任汪正林陷入沉思。13年前的“亞太ⅡR”外星發(fā)射,是中國(guó)航天史上第一次因氣象條件而提前的發(fā)射任務(wù),當(dāng)時(shí)的汪正林還只是個(gè)年輕的氣象預(yù)報(bào)員。現(xiàn)在,身為氣象室主任的他,又一次面臨艱難的抉擇。明哲保身的做法是8月1日、2日兩個(gè)窗口都報(bào)小雨,任務(wù)按原計(jì)劃執(zhí)行,但這樣就可能錯(cuò)過(guò)1日窗口的好天氣。如果1日窗口不報(bào)降水,2日窗口報(bào)小雨,領(lǐng)導(dǎo)可能會(huì)決定提前發(fā)射,這存在很大風(fēng)險(xiǎn):萬(wàn)一降水過(guò)程提前,1日窗口不能發(fā)射,低溫燃料必須緊急泄出,發(fā)射將至少推遲5天,會(huì)對(duì)后續(xù)工作造成不可估量的影響。
究竟該怎么報(bào)?汪正林把目光投向高級(jí)工程師郭學(xué)文。
“1日窗口的好天氣有60%~80%的把握,降水在1日8時(shí)后來(lái)臨有90%的把握,而2日90%是個(gè)壞天氣。”郭學(xué)文沉穩(wěn)地說(shuō),并向汪正林點(diǎn)了點(diǎn)頭,“主任,可以下決心。”
上午11時(shí),汪正林拿起連接指揮部的電話,以非常自信的口吻報(bào)告:“1日8時(shí)前,降水概率很低。”
指揮部領(lǐng)導(dǎo)基于氣象室結(jié)論,通過(guò)集體討論,同意改變發(fā)射計(jì)劃:“準(zhǔn)備將發(fā)射窗口提前一天,在8月1日發(fā)射。氣象團(tuán)隊(duì)繼續(xù)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)和分析,及時(shí)報(bào)告結(jié)論。”
11時(shí)30分,氣象團(tuán)隊(duì)再次做出預(yù)報(bào)結(jié)論:7月30日至31日,多云間晴;8月1日至3日,有一次中等強(qiáng)度的雷電降水過(guò)程。8月1日窗口:多云,無(wú)雷電,無(wú)降水;8月2日窗口:多云,小雨;8月3日窗口:多云,小雨。
13時(shí),指揮部再次來(lái)電詢問(wèn):“氣象系統(tǒng),你們的結(jié)論有沒有改變?”
郭學(xué)文自信地回答:“沒有。”
15時(shí)30分,第二次指揮部會(huì)議如期舉行,郭學(xué)文再次報(bào)告天氣預(yù)報(bào)結(jié)論:“7月31日下午,場(chǎng)區(qū)有弱的局地對(duì)流,22時(shí)以前結(jié)束。8月1日窗口:多云,無(wú)雷電,無(wú)降水;8月2日窗口:多云,小雨。”
指揮部綜合各方面因素后,果斷決策:發(fā)射窗口由8月2日5時(shí)30分,提前到8月1日5時(shí)30分。
正當(dāng)大家緊鑼密鼓地進(jìn)入發(fā)射倒計(jì)時(shí)準(zhǔn)備時(shí),7月31日16時(shí),發(fā)射場(chǎng)上空突然響起隆隆雷聲。人們不禁心頭一緊,電話一個(gè)接一個(gè)打到氣象室。氣象團(tuán)隊(duì)緊急會(huì)商后得出結(jié)論:“這是局地對(duì)流,會(huì)在22時(shí)前結(jié)束。”果然,5個(gè)小時(shí)后,場(chǎng)區(qū)上空的雷聲漸漸遠(yuǎn)去,云層越來(lái)越薄,發(fā)射窗口:多云,無(wú)雷電,無(wú)降水。
8月1日5時(shí)30分,隨著“點(diǎn)火!起飛!”的口令,“長(zhǎng)三甲”運(yùn)載火箭在山呼海嘯的轟鳴聲中,托舉著我國(guó)第五顆北斗二號(hào)衛(wèi)星直刺蒼穹。
北斗二號(hào)第九星發(fā)射,在衛(wèi)星組網(wǎng)工程中可謂意義重大。它標(biāo)志著中國(guó)北斗區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航基本系統(tǒng)已建成,完成星地聯(lián)調(diào)和測(cè)試評(píng)估后,將于2011年底,開始為中國(guó)及周邊大部分地區(qū)初步提供連續(xù)無(wú)源定位、導(dǎo)航和授時(shí)以及短報(bào)文通信服務(wù),滿足交通運(yùn)輸、漁業(yè)、林業(yè)、氣象、電信、水利、測(cè)繪等行業(yè)以及大眾用戶的需求。
北斗不是單顆衛(wèi)星,而是需要發(fā)射幾十顆衛(wèi)星組成一個(gè)星座。星座的設(shè)計(jì)要求很高,要保證在地球上任何一點(diǎn),能同時(shí)看到四顆星,這樣衛(wèi)星與衛(wèi)星之間不能靠得太近,要分散開,而且衛(wèi)星間距必須是確定的,這就要求每次發(fā)射的衛(wèi)星,不僅要準(zhǔn)確入軌,還要保證什么時(shí)間進(jìn)入軌道某一個(gè)點(diǎn),若錯(cuò)過(guò)發(fā)射窗口,就定不了位、入不了軌。對(duì)于北斗星座使用的MEO和IGSO衛(wèi)星來(lái)說(shuō),發(fā)射窗口非常稀少,珍貴得一秒值千金。
經(jīng)測(cè)算,北斗二號(hào)第九星最佳發(fā)射窗口是2011年7月27日5時(shí)44分。
發(fā)射前2小時(shí),發(fā)射準(zhǔn)備工作全部就緒,現(xiàn)場(chǎng)人員準(zhǔn)備撤離。可就在這時(shí),發(fā)射場(chǎng)區(qū)上空仿佛突然罩下一口大黑鍋,烏云滾滾,電閃雷鳴,大雨傾盆。
距離發(fā)射窗口只有半個(gè)多小時(shí)了,發(fā)射場(chǎng)區(qū)依然風(fēng)狂雨驟,山呼海嘯,雷電張牙舞爪、撕裂長(zhǎng)空。
發(fā)射指揮部命令氣象團(tuán)隊(duì):“嚴(yán)密跟蹤氣象變化,每隔10分鐘向任務(wù)指揮部報(bào)告一次場(chǎng)區(qū)未來(lái)10分鐘的天氣情況。”
5時(shí)10分,氣象團(tuán)隊(duì)報(bào)告:發(fā)射場(chǎng)未來(lái)10分鐘,雷電交加!
5時(shí)20分,氣象團(tuán)隊(duì)報(bào)告:發(fā)射場(chǎng)未來(lái)10分鐘,雷電交加!
5時(shí)30分,氣象團(tuán)隊(duì)報(bào)告:發(fā)射場(chǎng)未來(lái)10分鐘,雷電交加!
這時(shí)已到發(fā)射窗口時(shí)間,指揮部命令氣象團(tuán)隊(duì):以最快速度,拿出5點(diǎn)35分至45分氣象精準(zhǔn)預(yù)報(bào)。
5時(shí)45分,是發(fā)射窗口最后邊緣。若錯(cuò)過(guò)這個(gè)窗口,又要等待很長(zhǎng)時(shí)間。
就在這千鈞一發(fā)之際,氣象團(tuán)隊(duì)終于覓得良機(jī):5時(shí)43分至45分,發(fā)射場(chǎng)區(qū)周邊8平方公里空域沒有雷電,滿足最低發(fā)射條件。
只有2分鐘!仿佛白駒過(guò)隙,卻要準(zhǔn)確無(wú)誤地下達(dá)一系列口令,完成一系列操作,這在世界航天史上堪稱奇跡!
指揮部當(dāng)機(jī)立斷:機(jī)不可失,時(shí)不再來(lái)。發(fā)射!
5時(shí)44分28秒,伴隨著指揮員“點(diǎn)火”的口令,操作手果斷按下紅色按鈕,長(zhǎng)征運(yùn)載火箭托舉著北斗二號(hào)第九星拔地而起。
火箭剛剛從一線狹窄的云縫穿過(guò)厚厚的云層,只見天空劈下一道閃電,重重砸在發(fā)射場(chǎng)旁的山坡上,轟隆一聲,地動(dòng)山搖。
窗口預(yù)報(bào)分秒不差!好懸哪!
創(chuàng)造愛情神話的“總總師”
“一番番春秋冬夏,一場(chǎng)場(chǎng)酸甜苦辣”。北斗人在短短6年時(shí)間,將十幾顆衛(wèi)星送上藍(lán)天,僅2012年一年就連續(xù)實(shí)施4次發(fā)射。
在密集發(fā)射中,每一次運(yùn)載火箭升空,大家都會(huì)看到一個(gè)體魄魁梧、身板筆直、和藹可親的“老頭兒”,或在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心肅靜的指揮大廳,或在繁忙的測(cè)試現(xiàn)場(chǎng),或在高高的發(fā)射塔上,和大家一起忙碌。
這個(gè)可愛的“老頭兒”,就是被大家尊稱為“總總師”的孫家棟院士。
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)下設(shè)衛(wèi)星、運(yùn)載火箭、發(fā)射場(chǎng)等分系統(tǒng),各分系統(tǒng)都設(shè)有總設(shè)計(jì)師,而孫家棟是大工程總設(shè)計(jì)師,因此,大家都說(shuō)他是管總師的“總總師”。
在擔(dān)任北斗“總總師”的歲月里,他很少待在家里,絕大部分時(shí)間不是參加各種會(huì)議,就是到下屬單位調(diào)研,或者在去開會(huì)和調(diào)研的路上。其實(shí),他和其他勞累了大半輩子的老人一樣,身上也有不少小毛病:屢屢發(fā)作的陳舊性腰肌勞損,常常疼得他難以行走;大腦供血不足的老毛病,時(shí)常讓他感到頭暈?zāi)垦!⑻煨剞D(zhuǎn);皮膚瘙癢癥,讓他寢食難安,嚴(yán)重時(shí)需要注射激素控制病情,但護(hù)士剛剛拔掉輸液針頭,他就起身又投入工作。每當(dāng)大家勸他“悠著點(diǎn)”時(shí),他總是說(shuō):“北斗工程那么龐大復(fù)雜,我不往下邊跑,心里就沒數(shù),這個(gè)總師就當(dāng)?shù)貌惶?shí)。”尤其是衛(wèi)星發(fā)射,常常險(xiǎn)象環(huán)生、突如其來(lái),在這種關(guān)鍵時(shí)刻,更需要他待在現(xiàn)場(chǎng)臨機(jī)處置。若是評(píng)選衛(wèi)星發(fā)射場(chǎng)區(qū)年齡最大、親臨現(xiàn)場(chǎng)次數(shù)最多的航天工程總師,孫家棟絕對(duì)是“雙料冠軍”:僅到西昌指揮衛(wèi)星發(fā)射,就有過(guò)100多次。幾乎每次北斗衛(wèi)星發(fā)射,他都親臨現(xiàn)場(chǎng),并屢屢使衛(wèi)星發(fā)射化險(xiǎn)為夷。
一次,衛(wèi)星發(fā)射窗口就在春節(jié)前夕。大家都盼著運(yùn)載火箭把衛(wèi)星送入軌道,然后歡歡喜喜回家過(guò)大年。火箭升空14分鐘時(shí),西安衛(wèi)星測(cè)控中心報(bào)告:星箭分離,衛(wèi)星準(zhǔn)確入軌。哪知,大家歡慶發(fā)射成功的掌聲剛剛落下,測(cè)控中心又緊急報(bào)告:衛(wèi)星太陽(yáng)能帆板出現(xiàn)故障,失控的衛(wèi)星消失在茫茫太空中。
孫家棟的神經(jīng)一下子繃緊了。此時(shí),衛(wèi)星所處的太空環(huán)境溫度在零下100℃左右,太陽(yáng)能帆板不能工作,就沒有電能,衛(wèi)星內(nèi)部加熱設(shè)備就不能供熱,衛(wèi)星極有可能被凍壞。
情況危急,他立即召集科研人員分析情況、研究對(duì)策。
科研人員立刻對(duì)衛(wèi)星飛行數(shù)據(jù)進(jìn)行精密計(jì)算,推斷大約10天后,地面有可能接收到衛(wèi)星上發(fā)來(lái)的一些遙測(cè)數(shù)據(jù),根據(jù)這些數(shù)據(jù)模擬衛(wèi)星在軌狀態(tài),便能制定出衛(wèi)星搶修方案。
孫家棟綜合各方面數(shù)據(jù)后,做出最后決策:“等待!”
北斗工程“兩總”命令遠(yuǎn)望號(hào)測(cè)量船和地面測(cè)控系統(tǒng)嚴(yán)密監(jiān)測(cè)。
所有測(cè)控人員都繃緊了神經(jīng),睜圓了眼睛,豎直了耳朵……每一天都過(guò)得那么漫長(zhǎng),仿佛1年、10年、百年……十幾天后,奇跡如期出現(xiàn),遠(yuǎn)望號(hào)測(cè)量船率先收到衛(wèi)星傳來(lái)的信號(hào),然后有關(guān)測(cè)控站相繼收到衛(wèi)星遙測(cè)數(shù)據(jù)……失控的衛(wèi)星,終于重新回到科研人員的掌控之中。
這一天,正是人們把酒言歡、喜氣盈盈的除夕。孫家棟顧不上歡度佳節(jié),立刻帶領(lǐng)大家根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)制定搶修方案,成功地使衛(wèi)星避免了墜入大氣層的危險(xiǎn),轉(zhuǎn)入在軌長(zhǎng)期管理。
2012年10月25日,北斗二號(hào)組網(wǎng)的收官之星——第十六顆導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射在即。這次發(fā)射,對(duì)提升系統(tǒng)服務(wù)性能、擴(kuò)大服務(wù)區(qū)域非常關(guān)鍵。大家又看見孫家棟坐在醒目的指揮席上。這是這位83歲的航天老前輩,在9個(gè)月內(nèi)第七次來(lái)到西昌衛(wèi)星發(fā)射中心。
22時(shí)33分,西昌衛(wèi)星發(fā)射中心指揮控制大廳里傳出了堅(jiān)定有力的聲音:“各號(hào)注意,1小時(shí)準(zhǔn)備!”
孫家棟站起身來(lái)一一查看系統(tǒng)工作狀態(tài),重新回到指揮位置。今天的“總總師”格外干練整潔,身穿紫紅色雞心領(lǐng)羊絨衫,外套黑色夾克,胸前掛著天藍(lán)色“發(fā)射任務(wù)通行證”。他那深邃沉穩(wěn)的目光,緊盯著正前方那三塊大型電子顯示屏幕,上邊不斷變換著各種數(shù)據(jù)和畫面,為發(fā)射指揮決策者提供各類實(shí)時(shí)信息。
寧?kù)o的大廳里再次響起指揮員的號(hào)令:“5分鐘準(zhǔn)備!”
孫家棟挺了挺依然筆直的腰桿,正了正衣襟,然后習(xí)慣性地將胳膊肘支在面前的指揮桌上,雙手交叉緊握在一起,敏銳的目光一動(dòng)不動(dòng)地盯著顯示屏上跳動(dòng)的數(shù)據(jù)。
“10、9、8……”指揮控制大廳開始響起倒計(jì)時(shí)的聲音,沖擊力隨著數(shù)字的遞減而愈發(fā)強(qiáng)勁,不斷撞擊著每一個(gè)北斗人的耳膜和心房。孫家棟交叉的雙手松開又握緊,握緊又松開……雖然他已經(jīng)歷過(guò)數(shù)十次航天發(fā)射,但從未感到輕松過(guò)。
“3、2、1,點(diǎn)火!”
隨著響徹指揮控制大廳的一聲號(hào)令,發(fā)射場(chǎng)區(qū)傳來(lái)震耳欲聾的轟鳴,火箭發(fā)動(dòng)機(jī)吐著美麗的火焰,“長(zhǎng)三丙”運(yùn)載火箭拔地而起、沖天而上。
孫家棟屏住呼吸,睜大眼睛一眨不眨地望著火箭不斷地上升,漸漸融入茫茫夜空。指揮大廳里響起令人欣慰的聲音:“太陽(yáng)能帆板順利打開!此次發(fā)射圓滿成功!”孫家棟這才輕輕松了一口氣,慢慢松開了緊握的雙手,與大家一道鼓掌慶賀,緊繃的臉龐隨之松弛下來(lái),掛滿喜悅而不失淡定,淡定中飽含欣慰的微笑。
“孫院士,快來(lái)照相呀!”
孫家棟朝同事們招了招手,健步走到鮮紅的祝捷字幕下與大家合影留念,臉上依然掛著微笑。
曾有人找來(lái)“總總師”每次發(fā)射成功后與大家的合影,大伙兒驚奇地發(fā)現(xiàn),幾乎每次衛(wèi)星發(fā)射成功后的合影,孫家棟都是這種微笑。因此,大家都把他“喜悅而不失淡定、淡定中飽含欣慰”的微笑,稱為“成功的微笑”“總總師的經(jīng)典微笑”。
大家心目中這位“總總師”,先后坐鎮(zhèn)指揮數(shù)十顆衛(wèi)星發(fā)射,只有一次不那么淡定。
那天是2007年的農(nóng)歷九月十四,是中國(guó)傳統(tǒng)節(jié)氣“霜降”。當(dāng)天18時(shí)5分4秒,又一枚“長(zhǎng)三甲”運(yùn)載火箭從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心拔地而起,向著星空飛去。當(dāng)指揮控制大廳的揚(yáng)聲器傳出發(fā)射成功的消息時(shí),大家從座位上站立起來(lái),歡呼雀躍,握手擁抱。這時(shí),孫家棟卻走到了一個(gè)僻靜的角落,背過(guò)身子,掏出手絹偷偷地擦著眼淚。
此時(shí)此刻,他的老伴兒魏素萍正躺在病床上。他惦記她、想念她。
在與老伴兒相濡以沫的50年里,孫家棟在創(chuàng)造中國(guó)航天神話的同時(shí),也創(chuàng)造了愛的神話。
年輕時(shí)的孫家棟,五官端正,身材魁梧,腰桿挺得筆直,還長(zhǎng)了一副喜興臉,微笑總是掛在臉上。憑著帥氣的長(zhǎng)相,再加上隨和的性情、剛直的人品、過(guò)人的才氣,孫家棟迷倒了一大片女孩。不少姑娘向他暗送秋波,卻沒有一個(gè)能撥動(dòng)他的心弦。直到有一天,一個(gè)朋友把一個(gè)女孩的照片遞給他:“家棟,你看這個(gè)姑娘怎么樣?”照片上的姑娘臉龐圓潤(rùn),目光清澈,微笑暖人,孫家棟眼睛為之一亮。這個(gè)姑娘就是魏素萍。
1959年,他們攜手走進(jìn)婚姻殿堂,結(jié)為秦晉之好。也就在這一年,孫家棟開始走上研制火箭、衛(wèi)星的人生道路。此后近50年里,他參與研究或主持研制的火箭、衛(wèi)星,型號(hào)一個(gè)接一個(gè),在很長(zhǎng)一段時(shí)間里,甚至同時(shí)擔(dān)負(fù)著數(shù)個(gè)航天工程總師的重任,馬不停蹄地從一個(gè)城市飛往另一個(gè)城市,有時(shí)一周要去三四個(gè)城市,坐飛機(jī)成了他的家常便飯。即便在北京的日子,他也常常是白天調(diào)研,晚上開會(huì),深夜回家。夫妻倆聚少離多,儼然成了現(xiàn)代版“牛郎織女”。婚后的魏素萍,只知道丈夫很忙,卻一直不知道他忙的是什么。
一個(gè)深冬的夜里,她突然被電話鈴聲驚醒,只見孫家棟衣服沒披就跑到客廳接電話。魏素萍見狀,拿著大衣跟過(guò)來(lái)給丈夫披上。正對(duì)著話筒說(shuō)話的孫家棟條件反射般地急忙用手將話筒捂住,用眼睛示意她快點(diǎn)走開。她委屈地瞪了丈夫一眼,默默地回到了臥室。誰(shuí)知孫家棟一邊聽著電話,一邊還想把臥室門關(guān)上。但電話線不夠長(zhǎng),他就斜著身子伸出腳尖把門勾上了。此時(shí),中國(guó)的航天事業(yè)剛剛起步,保密政策是上不告父母,下不告妻兒。
1967年7月,年僅38歲的孫家棟成為中國(guó)第一顆地球衛(wèi)星——東方紅一號(hào)技術(shù)負(fù)責(zé)人。同年,妻子也懷孕了。孫家棟日夜忙于衛(wèi)星設(shè)計(jì),就連晚上也抽不出時(shí)間回去看看懷孕的妻子。這年12月8日,魏素萍要臨產(chǎn),孫家棟竟忙得抽不開身。當(dāng)陣痛襲來(lái)時(shí),魏素萍渴望能握住丈夫的手,然而直到女兒出生的第二天晚上,孫家棟才出現(xiàn)在她身邊。
虛弱的魏素萍幽怨地看了丈夫一眼:“你到底是干什么的?什么工作能比老婆生孩子更重要?”
孫家棟輕輕握住妻子的手:“素萍,兩個(gè)都重要,可我……”
她知道丈夫?qū)ぷ魇乜谌缙浚杂欣碛桑瑥拇吮悴辉賳?wèn)起。
1970年4月24日,東方紅一號(hào)發(fā)射成功。那天,魏素萍也和大家一起,舉著國(guó)旗走上街頭,加入了歡慶隊(duì)伍,但她卻不知道,我國(guó)第一顆衛(wèi)星竟是自己丈夫帶領(lǐng)大家完成的杰作。直到1985年10月,中國(guó)有關(guān)部門宣布中國(guó)運(yùn)載火箭要走向世界,進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng),電視向全世界直播長(zhǎng)征三號(hào)運(yùn)載火箭將國(guó)外的衛(wèi)星送上太空時(shí),魏素萍從屏幕上看到了丈夫的身影,她才知道丈夫是干什么的。
1994年9月,魏素萍患上了膽結(jié)石。此時(shí),中國(guó)第一顆大容量通信衛(wèi)星發(fā)射在即,孫家棟要前往西昌衛(wèi)星發(fā)射中心。臨行前,魏素萍一邊為丈夫收拾行裝一邊說(shuō):“你出差了,我正好借這個(gè)機(jī)會(huì)到醫(yī)院做手術(shù)。”
到了發(fā)射場(chǎng)后,孫家棟腦子里裝的全是衛(wèi)星發(fā)射前的準(zhǔn)備工作,對(duì)老伴兒手術(shù)情況及她為什么一直沒和他聯(lián)系,壓根兒沒時(shí)間理會(huì)。一周后,衛(wèi)星被成功送入太空,孫家棟放松下來(lái),覺得身體像散了架似的疲乏無(wú)力。可是,他還要立即趕回北京主持與美國(guó)航天代表團(tuán)的談判。孫家棟強(qiáng)撐著疲憊的身體完成談判,隨即累倒了,被送到附近的海軍總醫(yī)院。躺在病床上的他,這才想起患病的妻子,一打聽方知,一周前魏素萍在做膽結(jié)石手術(shù)時(shí)突發(fā)腦血栓,并落下了偏癱的后遺癥。孫家棟立刻請(qǐng)求將自己轉(zhuǎn)到妻子所在的醫(yī)院里,與妻子同住一個(gè)病房。
雖然自己也是病人,但孫家棟盡心盡力照顧重病的妻子,每天早晨攙扶著她在醫(yī)院的林蔭小道上散步,一邊走一邊和妻子說(shuō)話。
魏素萍樂了:“我是因禍得福呢。除了第一次見面時(shí),你滔滔不絕地和我談了多半天,以后再也沒聽你說(shuō)過(guò)那么多話了。”
孫家棟感嘆道:“一眨眼,我們都是快70歲的老頭子、老太太了。這么多年,讓你受累了!”
魏素萍眼里一熱,感嘆道:“我等了你一輩子,就盼著什么時(shí)候能像別的女人一樣,和丈夫守在一塊兒。好不容易等到了,我卻老了,連身體也殘了。”
出院后,為了讓魏素萍的四肢恢復(fù)正常,孫家棟一有空就攙扶著她到外面散步,每天給她做按摩,說(shuō)笑話逗她開心,從百忙中擠出時(shí)間和她一起鍛煉身體,還抽空查閱了大量關(guān)于腦血栓后遺癥方面的資料。飲食上,為配合她治療,孫家棟還為她列了一個(gè)特別食譜,讓保姆照著去買菜,給她改善伙食。
魏素萍跟他開玩笑說(shuō):“老頭子,你哪里像個(gè)科學(xué)家,簡(jiǎn)直就是一個(gè)保姆。”
孫家棟也笑著說(shuō):“這么多年對(duì)你照顧得太少,正好借此機(jī)會(huì)好好陪陪你。你看,我還得感謝你呢,陪你鍛煉身體,我自己都瘦了20多斤,連脂肪肝都好了。”
一年后,魏素萍竟奇跡般地康復(fù)了,身邊的人都驚訝不已。魏素萍跟他們開玩笑說(shuō):“這是我們老孫用愛情創(chuàng)造的神話。”
2004年,75歲的孫家棟同時(shí)被任命為北斗二號(hào)、嫦娥一號(hào)總設(shè)計(jì)師后,比以前更忙了。哪知2006年12月,魏素萍又患重病做了大手術(shù)。術(shù)后,令人痛苦不堪的治療,讓魏素萍第一次感到恐懼,也第一次對(duì)丈夫如此依戀,生怕他的一次出差就成了夫妻間永遠(yuǎn)的遺憾。
盡管孫家棟盡量壓縮在外的時(shí)間,然而,2007年既是北斗二號(hào)首星發(fā)射之年,又是嫦娥一號(hào)奔月之年,是孫家棟最為繁忙的一年。這一年里,年近80歲的孫家棟10次進(jìn)入發(fā)射場(chǎng),在發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)了5次衛(wèi)星發(fā)射任務(wù),主持、參加了近百個(gè)與航天有關(guān)的會(huì)議,空中飛人似的飛了20多個(gè)地方。魏素萍心疼地說(shuō):“他總是天天跑,穿皮鞋太累,我每年光布鞋就要給他買四五雙。”
一天,孫家棟就要前往西昌。眼看丈夫收拾行裝,魏素萍心中不舍,強(qiáng)忍淚水說(shuō):“有時(shí)間就快點(diǎn)回來(lái),我在等你。”
孫家棟眼里淚水打轉(zhuǎn),向老伴兒點(diǎn)點(diǎn)頭,把一只裝滿藥品的袋子交到她手里。他生怕她看不清藥瓶上的小字,特意在每個(gè)藥瓶上重新貼上了標(biāo)簽,寫明服藥的時(shí)間和劑量。
當(dāng)天晚上,中央電視臺(tái)播出了北斗二號(hào)最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射成功的消息。魏素萍又在家里電視屏幕上看到了自己的丈夫,禁不住擦著濕潤(rùn)的眼角喃喃道:“老伴兒啊,這樣的一輩子,值呢!”
孫家棟80歲時(shí),著名科學(xué)家錢學(xué)森專門給他寫了賀信。
2010年,孫家棟榮獲2009年度國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。
孫家棟院士把自己的一生都奉獻(xiàn)給了中國(guó)的航天事業(yè),他的業(yè)績(jī)贏得了我國(guó)航天專家以及社會(huì)各界的尊重和贊譽(yù)。
2017年,孫家棟當(dāng)選為“感動(dòng)中國(guó)2016年度人物”。頒獎(jiǎng)詞這樣寫道:“少年勤學(xué),青年擔(dān)綱,你是國(guó)家的棟梁;火箭、衛(wèi)星、嫦娥、北斗,滿天星斗璀璨,寫下你的傳奇。年過(guò)古稀未伏櫪,猶向蒼穹寄深情。”
2018年12月18日,黨中央、國(guó)務(wù)院授予孫家棟“改革先鋒”稱號(hào),頒授改革先鋒獎(jiǎng)?wù)拢Q贊其為“航天科技事業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要推動(dòng)者”。
競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手與合作伙伴
2007年4月14日,北斗二號(hào)組網(wǎng)首星成功發(fā)射,并于17日順利開通,按照國(guó)際電信聯(lián)盟“先登先占”的原則,中國(guó)已經(jīng)擁有與伽利略重合頻率的優(yōu)先使用權(quán)。
而此時(shí),由于歐盟各國(guó)之間意見不一致,伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射計(jì)劃進(jìn)展緩慢。盡管如此,中國(guó)北斗人秉承合作共贏的愿望,與歐盟伽利略攜起手來(lái),解決頻率共享難題。
中國(guó)北斗、歐盟伽利略,既是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,更應(yīng)該成為合作伙伴。
在中國(guó)即將發(fā)射第二顆北斗二號(hào)衛(wèi)星的前夕,歐盟火速組成頻率專家代表團(tuán)來(lái)到北京,主動(dòng)與我方協(xié)商頻率問(wèn)題。
歐盟代表自信地說(shuō):“我們的頻率信號(hào)體制,你們永遠(yuǎn)繞不開。”
中國(guó)代表說(shuō):“要相信人類的智慧。我們中國(guó)有句老話:辦法總比困難多。”
“無(wú)法繞開的頻率”,的確擋不住北斗人前進(jìn)的步伐。經(jīng)過(guò)深入研究、反復(fù)試驗(yàn),北斗頻率工作者終于摸索出一套新的信號(hào)體制理論,得到了絕大部分國(guó)際專家的認(rèn)同。
在此期間,中國(guó)頻率工作者一次次主動(dòng)前往歐盟,與之協(xié)商頻率合作問(wèn)題,終于達(dá)成了雙方共用這一頻率的初步協(xié)議。對(duì)方提出,中國(guó)要把頻率計(jì)算結(jié)果交給他們。中國(guó)代表為表達(dá)合作誠(chéng)意,同意了,同時(shí)也要求對(duì)方把頻率計(jì)算結(jié)果交給我方。只是不知何故,對(duì)方遲遲沒有提交計(jì)算結(jié)果。
歐盟代表團(tuán)仔細(xì)研究北斗頻率計(jì)算結(jié)果后,發(fā)現(xiàn)無(wú)懈可擊。加之北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球組網(wǎng)將很快展開,在此形勢(shì)下,他們?cè)俅窝?qǐng)中國(guó)頻率工作代表團(tuán)于2015年元月前往歐盟,繼續(xù)協(xié)商頻率問(wèn)題。
雙方圍著談判桌一坐下,歐盟代表團(tuán)團(tuán)長(zhǎng)便就頻率計(jì)算結(jié)果一直沒有提交給中方一事表達(dá)歉意,并解釋說(shuō):“我們之所以沒能把計(jì)算結(jié)果交給你們,是我們的衛(wèi)星出問(wèn)題了。”
中方代表們一笑而過(guò)。
歐盟代表團(tuán)終于同意中國(guó)制定的頻率使用規(guī)則,但附加了一個(gè)條件,伽利略系統(tǒng)組網(wǎng)衛(wèi)星數(shù)量從24顆增加到35顆。中國(guó)代表團(tuán)通過(guò)深入分析驗(yàn)證,認(rèn)為歐盟這一要求不會(huì)給北斗系統(tǒng)帶來(lái)實(shí)質(zhì)性影響,原則上同意了。雙方商定,協(xié)議文件由中方起草。
協(xié)議完成草稿,雙方又經(jīng)多次討論、反復(fù)修改,正式形成協(xié)議文件。協(xié)議完全體現(xiàn)公平、公正、合理原則。歐盟代表團(tuán)正式從法理上接受了中國(guó)提出的頻率共用理念,同意在國(guó)際電聯(lián)框架下完成衛(wèi)星導(dǎo)航頻率的協(xié)調(diào)工作。同時(shí),經(jīng)中國(guó)代表團(tuán)提議,雙方將就S頻率使用問(wèn)題繼續(xù)展開洽談與合作,并正式寫入?yún)f(xié)議條款。
在商量協(xié)議簽字地點(diǎn)時(shí),中方代表團(tuán)提出:“過(guò)去協(xié)商,我們大多來(lái)歐洲談,這次簽字儀式,就請(qǐng)你們到中國(guó)做客吧。”
歐盟代表團(tuán)欣然應(yīng)邀:“好,我們?nèi)ブ袊?guó)北京,故地重游。”
雙方代表團(tuán)團(tuán)長(zhǎng)鄭重地在協(xié)議上簽上各自的名字,中歐衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)就L頻率長(zhǎng)達(dá)8年之久的協(xié)調(diào)工作圓滿結(jié)束。
中國(guó)北斗、歐盟伽利略在頻率問(wèn)題上的密切合作,創(chuàng)造了“只能容下一個(gè)人的小房子容下了兩個(gè)人”的科學(xué)奇跡,堪稱世界重大科技工程領(lǐng)域合作共贏的典范。
作者簡(jiǎn)介:
龔盛輝,1959年3月生于湖南江永,中國(guó)作家協(xié)會(huì)會(huì)員、湖南省報(bào)告文學(xué)學(xué)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)。1994年開始文學(xué)創(chuàng)作,創(chuàng)作出版《鑄劍》《決戰(zhàn)崛起》《中國(guó)北斗》等長(zhǎng)篇報(bào)告文學(xué)8部,長(zhǎng)篇小說(shuō)1部,中篇小說(shuō)9篇。曾獲中宣部“五個(gè)一工程獎(jiǎng)”、中華優(yōu)秀出版物獎(jiǎng)等多種獎(jiǎng)項(xiàng)。
責(zé)任編輯/魏建軍