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“牧星人”李济生

2020-08-17许然

老年博览·上半月 2020年8期
关键词:通信卫星测控精度

许然

作为人造卫星轨道动力学和卫星测控专家、中科院院士,李济生先后参与了40多颗卫星的测控任务,将自己的一生献给了航天事业。2019年7月28日,李济生因病在北京逝世,享年76岁。

辞官当好“牧星人”

20世纪60年代末,在巴丹吉林沙漠深处,中国第一颗人造卫星“东方红一号”上天。当时,李济生和同事们用简陋的设备,成功预报了“东方红一号”卫星经过世界244个城市上空的时间。

正当大家沉浸在成功的喜悦中时,一位老专家的话点醒了李济生:“咱们的卫星上天了,可轨道精度是多少,谁能说得准?”对此,大家都沉默不语。

限于当时的技术和装备水平,测控系统只要求计算出卫星的运行轨道,对轨道精度并没有具体要求。但一个航天器从发射升空到“寿终正寝”,需要一直被测量与控制,尤其在发生故障时,要及时抢修,以保障其正常运转。测定轨道的精度越高,就意味着对卫星的控制水平越高。当时,李济生就暗下决心:一定要制订出中国的卫星精密轨道计算方案。

从2千米到1米,李济生把卫星像风筝一样拽在手中,测控就是他手中牵动风筝的那根线。他努力寻求最佳的计算方法,为中国卫星铺设一条最精密的轨道。

1971年,李济生开发出了用卫星轨道“预报误差”的方法来确定轨道精度。用这种方法测定的轨道精度为2~5千米,中国卫星定轨的精度首次有了数量概念。但这与发达国家当时已达到的百米级精度仍相差甚远。

“从那以后,我就开始了从千米级到百米级精度的艰难历程。”1983年,李济生研究出“微分轨道改进和摄动星历表计算”定轨方案,使卫星定轨精度达到了200米,随后又将这一数字缩小到了100米内。

此后,中国与发达国家的卫星定轨精度赛跑一直在持续。当李济生得知美国和苏联的卫星定轨精度已达到米级时,他坐不住了。

1984年,李济生短暂告别西安卫星测控中心,到国外潜心进修,用两年时间学完了原本要学4年的课程,并在学习结束后的摸底测验中成绩名列前茅。

回国后,李济生做的第一件事就是构思新的精度方案。其中还有个小插曲,就是在1990年,西安卫星测控中心免去了他软件室副主任的职务。

当时同事们还以为李济生出了什么问题,后来才得知,这是他自己再三请辞的结果。李济生很清楚,要进一步提高卫星定轨精度,就必须把自己从烦琐的管理事务中解脱出来,集中精力将在国外学习掌握的先进理论应用于中国的精密定轨计算中。

又是5年的漫长苦战。在他的带领下,课题组开发出了中国的人造卫星精密定轨理论和技术方案,使定轨精度由原来的百米级提高到了米级,赶上了世界发达国家的先进水平,把中国的航天测控事业推向了一个新的高度。

“许多人说我是‘牧星人,星是那么好‘牧的吗?不过,我的确有过牧羊人遇到狂风暴雪时的那种挣扎。那是一种什么样的经历啊!有时真是往事不堪回首。”回忆起航天测控事业起步时的艰难,李济生这样感慨。

硬件不行,软件来顶

虽然有国外研学经历,但李济生把自主创新看得很重。为了突破国外的技术封锁,他大胆假设,小心求证,依靠老机器成功编制出通信卫星测控软件调度程序。如今,在西安卫星测控中心的老机房里,仍能看到一台陈旧的老式计算机。在这台320计算机里,储存着一段段李济生和同事们并肩作战的经历。

1983年,中国首颗地球同步轨道试验通信卫星发射准备工作进入冲刺阶段。对地球同步轨道通信卫星的测控,是当时中国航天测控领域的难题。而西安卫星测控中心能用于卫星测控计算的,只有两台性能落后的320计算机。

“用这样的设备完成卫星回收已经相当了不起了,还要测控通信卫星,那是绝对不可能的。”当时一位参观中国卫星测控装置的外国专家断言。在李济生向其请教技术难题时,这位专家傲慢地说:“对不起,我没带笔记本,想了解的话请到我们国家去。”

“硬件不行,用软件弥补。”航天测控专家、原西安卫星测控中心主任郝岩把李济生等人找来,提出用科学的测控计划、灵巧的总联程序、精密的软件设计来弥补计算机处理速度不够和内存不足的缺陷,并从宏观上谈了构想。

李济生面临的挑战,就好比只有100张床,却要安排500个人睡觉,还要保证每个人都有一张床可睡。为此,李济生废寝忘食,将所有时间都用在了攻克这个难题上。几个月下来,他的双眼深深凹陷,原本瘦弱的身体显得更加瘦弱。

最后,团队成功使中国第一颗地球同步轨道试验通信卫星定点于离地球3.6万千米的赤道上空,李济生设计的测控软件也因此被称为中国卫星测控史上的“经典之作”。

后来李济生在国外参加学术会议时,与当时那位專家不期而遇。当他听说李济生正是用那台“不可能的”计算机完成了测控时,惊讶得睁大了眼睛,直呼“奇迹”。“只有在那时,才能真正体会到什么是自豪和尊严。”回想起这一幕,李济生曾直言。

甘当“人梯”

在西安卫星测控中心,李济生的严谨是出了名的。翻开他几十年来的工作笔记,尽管有的已经泛黄褪色,但字迹工整,标点符号一清二楚;设计的各种技术方案思路新颖、格式整齐。李济生就是用这种严谨的科研作风,感染着身边的青年科技人员。

深谙“后继无人是科学家最大的悲哀”,1992年,从未有过假期的李济生硬着头皮向组织提出了休假申请。休假期间,他带着青年科技人员一同编著出了中国首部理论与实践相结合的专著《人造卫星精密轨道确定》,并借此机会帮助他们掌握了天体力学理论和卫星精密定轨技术。

“我是踩着众人的肩膀一步步上来的。航天测控事业要赢得新世纪,就要培养一大批青年人才。我愿当‘人梯,让更多的人踩着我的肩膀进步。”1997年年底,在西安卫星测控中心为李济生当选中科院院士举行的庆贺会上,李济生说。

一次,在发射一颗新型返回式卫星时,测控中心让刚参加工作不久的博士黄福铭负责制订变轨控制方案。稳妥起见,李济生也设计了一套方案。3个月后,两套方案都出炉了。经反复验证,虽然两人的设计方案不同,但结果完全一致。

“一边是技术权威,一边是岗位新人,用谁的方案更合适?”正当测控中心的领导左右为难时,李济生不假思索地说:“黄福铭是个年轻人,就用他的方案。”在他看来,对于年轻人,既要给机会,也要多鼓励。

最后,按黄福铭的方案,卫星测控顺利完成。

在李济生的培养下,一大批青年专家迅速成长起来,担负起了航天测控的任务。1999年6月12日铱星补网发射中的卫星轨道计算,便是由李济生亲手培养的一批年轻人主持完成的。

奋斗一生,李济生实现了50年前他初到西北航天实验基地时立下的誓言,为航天测控的后继者打下了坚实的基础。

(摘自《廉政瞭望》2019年第8期,郭旺启荐)

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