中国航天测控通信系统总设计师于志坚: 美、俄建网模式不能照搬

于志坚测控通信系统总设计师 根据国情建成“天网”

-年龄在七大系统的总师中属“小字辈”

于志坚是位年轻的“老”总师。论“老”,那是因为资格老,他从最初的立项阶段就参加了载人航天工程,当时的职务是测控通信系统的副总设计师;说年轻,是因为身为专业硕士的他今年只有43岁,在七大系统的总师中属“小字辈”。

“老”总师于志坚一副无边眼镜,满脸文质彬彬的书生气,说起话来也完全没有老气横秋的样子,简单几句就把测控通信系统的工作解释得既生动又明白。

“这可以用放风筝来打个比方,”于志坚说,“航天器相当于风筝,而测控系统就相当于放风筝的线和放风筝的人。航天器上天以后,只有靠测控系统这一渠道传递信息,如果线断了,恐怕风筝在哪儿都不知道。地面的指挥控制中心就像放风筝的人,对风筝的高低等状态进行控制。”

从字面上解释,测控通信系统就是测量、控制和通信。从火箭一点火开始,测控系统就要开始忙碌,一直工作到飞船结束任务返回为止。他们的测控对象不仅有运载火箭、飞船,还有航天员和其它一些载荷。

-美、俄建网模式不能照搬

于志坚说,在载人航天领域,通信的概念已经远远拓宽。原来卫星发射时也有通信,一般指的是地面通信系统———测控站、测控船等等把信息汇集到指挥中心,中心再把指令通过测控站发到卫星上去。而载人航天除了这些任务,还增加了天地语音通话和电视图像的功能,使航天员和地面可以“面对面”地交流。

因此,测控系统的工作还可以比作远程医疗诊断。天上的航天员无论遇到什么难题,都可以由地面的众多专家“会诊”。

要实现天地的沟通,首先要建一张航天测控通信网。建“天网”的重任,就落在了年轻的总师于志坚和他率领的团队身上。

于志坚他们首先研究了美、俄两家的建网模式。

美国早就建立起一张专用的载人航天测控网。它利用自己的政治经济大国的优势地位,在全球布下20多个测控站。但这样一个庞大的网,操作管理非常复杂,经费投入也相当多。于志坚说,据估算,仅每年的操作管理费就要消耗掉3.5亿美元。对中国来说,全球布站不可能,这么庞大的支出也承担不起。

俄罗斯建网的特点,是充分利用了当时前苏联较宽的经度覆盖和较高的纬度优势。美、俄还都拥有不少测量飞机和测量船,俄罗斯的测量船最多时达到了11艘。这些优势,我们也没法比。

于志坚说:“美国模式和俄罗斯模式都不能照搬,我们定下的方案设计原则是:根据中国的国情,确保关键段,兼顾其它段。”

哪些是关键段?于志坚说,一个是上升段,一个是返回段,必须百分之百确保。因为从以前各国的经验来看,出事往往在这两个阶段较多。另外,飞船每绕地球一圈需时90分钟左右,每一圈都要求能与航天员有通话时间,这一点也要在设计布站时考虑进去。

-仅用13个站点成功布成“天网”

从A4纸大小的世界地图上看,这两段的运行轨迹就像一个“八”字,而每一个测控点的覆盖范围,就是像一枚贰分硬币那么大的一个圆圈。在设计测控站点布局的那些日子里,为了把这“八”字的两笔包住,于志坚他们几乎天天用小圆圈在图上比划来比划去,力争用最少最合理的“圆圈”做到最完美的衔接与覆盖。

最终,他们仅仅用了13个站点就成功完成了布网。

于志坚有几分骄傲地补充说,他

们建起的这个新型测控网,系统不但能满足载人航天的要求,还可以支持卫星发射等其他的后续航天任务,做到“一网打尽”。

“神五”发射前夕,于志坚说,自己是“既激动又紧张”。“十几年的时间,我们大家在一起拼搏奋斗,也尝了不少的酸甜苦辣,现在终于要实现载人飞行了,当然很激动;同时也很紧张,因为虽然充分准备,也进行了多次演练,但毕竟人上去是第一次,总有些压力”,这次的感觉和“神舟”一号发射时差不多,开始都有些担心,但飞船上天绕了几圈,根本没问题,一下就踏实了。