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神舟十五號航天員即將首次出艙,飛控中心如何備戰?
最近幾天,北京航天飛行控制中心的飛控團隊,正在為神舟十五號航天員的首次出艙活動做準備。
這樣的“首次”有許多個——10年來,中國航天由大向強的腳步越來越快:首次實現月球軟著陸和巡視探測、首次實現推進劑在軌補加、世界首次月背軟著陸和巡視探測、首次地外天體點火起飛、首次攜帶月球樣品以第二宇宙速度返回……
從“嫦娥”探月到“天問”探火,再到建成中國人自己的“太空家園”,這群平均年齡不到35歲的年輕人,用一次次精準的控制、驚艷的突破,連奪22次“國字號”重大航天任務全勝,標注著中國航天從跟跑、并跑到超越的創新足跡。
一句指令要練千遍
2022年11月29日23時08分,長征二號F運載火箭托舉神舟十五號載人飛船,在酒泉衛星發射中心騰空而起,直刺蒼穹。
1700公里外的首都北京,北京航天飛行控制中心飛控大廳里,燈火通明。
“北京明白!”
坐在調度臺前的北京總調度高健,發出一道道堅定而洪亮的指令。在他的調度指揮下,各系統各崗位通力協作,約7小時后,飛船采用自主快速交會對接模式,經過多次自主變軌,成功對接中國空間站。
“一句要練千遍,千遍只為一句。‘我是北京’字字如山。”高健今年28歲,在多次重大任務中擔任總調度。他說:“只有真正懂得,才能真正明白,因為我的身后是中國航天。”
鮑碩,飛控中心首位女調度,與高健同為“90后”。
月面采樣,難度極大。48小時內,航天器不僅要完成一系列規定動作,還要定時定點實施月面起飛,每一個動作,都需要地球和月球38萬公里之間的連線互動。
為順利完成任務,鮑碩提前一個月就開始調整作息時間,抓住一切可以利用的時間學習狀態、推演流程、模擬故障、練習口令,壓力大到頂不住時,就用跑步來調整。
2020年12月1日,嫦娥五號落月后,她從搭檔手里接過采樣的接力棒,指揮機械臂準確完成每個動作,千余條指令從她口中喊出,近萬句調度交互無一錯漏。最終,表取采樣封裝任務完成時間比預計整整提前了7個小時。
一屏數據、一支話筒、一個操作臺,是“北京明白”的標配。航天器在浩瀚太空中的每一次機動變軌、每一次姿態調整,在地外星體上的每一個動作、攜帶儀器的每一次操作,都是通過遙控發令崗位來完成。
10年前,于天一給神舟十號飛船發送指令,僅用1秒鐘就能送達到位。如今,已是深空探測任務團隊副指揮的他,帶領更多的青年完成更為復雜的飛控任務:一邊突破38萬公里導航“玉兔”巡游月背,一邊克服單程通信時延20多分鐘等難題,穿越億萬公里牽引“祝融”巡視火面,用智慧和汗水創造驚艷世界的成績。
創造快速交會對接世界紀錄
中國航天每一次追趕都在突破,每一次突破都在加速。
若干年前,國際空間站將中國拒之門外,技術封鎖,沒有外援。而今,中國進入空間站時代,云頂之上神舟穿梭、天和遨游,中國人自己獨立建造、自主運營的太空家園已從藍圖變為現實。
2021年5月,天舟二號貨運飛船發射經歷了中國航天史上首次“三次加注、兩次泄回推進劑”的非常考驗。
5月20日,當聽到第二次推遲發射的消息時,已經連續數日沒合眼的總體主任設計師姜萍一下懵了,原本滿滿地期待,瞬間變成了又一場兩地同步與時間賽跑的艱難鏖戰:文昌,參試各方緊鑼密鼓排除火箭技術故障;北京,姜萍帶領團隊爭分奪秒為天舟重新構建飛控方案。
5日5夜不眠不休,他們將此前數月準備的方案一字一句重新梳理設計,拿出了成熟可靠的方案,并連夜開展相關聯調驗證,為5月29日實施發射奠定了堅實基礎。
在他們的精心護航下,天舟二號任務后續飛控節點均是“穩穩的成功”。探索永無止境,登攀永不停歇。經過他們的反復演練和實踐驗證,終于在天舟五號任務中,創造了貨運飛船與空間站2小時快速交會對接的世界紀錄。
航天器太空交會對接是世界航天領域內公認的最復雜、最難攻關的技術之一,世界上僅美、俄和中國掌握并成功實施該項技術,其中徑向交會對接的難度更大。
2021年10月16日6時56分,神舟十三號載人飛船與空間站組合體完成自主快速交會對接,標志著首次徑向交會對接圓滿成功。
“整個對接過程是高動態的,神舟十三號飛船飛到空間站下方后,由于軌道不同,兩個航天器保持對接所需要的相對位置和姿態是很難的。”載人飛船任務型號團隊指揮喬宗濤說,“我們需要精準控制飛船逐漸調整位置、速度和姿態,在安全的空間走廊內逐步與空間站完成對接。”
為此,喬宗濤帶領團隊積累了數萬個組合體軌道及姿態的仿真數據,進行了上百次的聯調聯試驗證,參與設計約2500個故障預案,攻克空間站組合體遮擋太陽能帆板、持續控制飛船大幅度的姿態調整和軌道維持、測控條件變差、地面狀態監測和應急處置難度增大等諸多難關。
400米、200米、19米……神舟十三號載人飛船緩緩向天宮空間站平移靠攏,伴隨著“對接鎖緊完成”的口令,廣袤太空中,神舟十三號與天和核心艙組合為一體。
10年間,朝霞為鄰,晚星作伴,一行行代碼仿佛有了生命,述說著中國空間站從“一”字構型到“L”字構型、“T”字構型的變遷,也生動記錄下這群年輕人在建設航天強國征程上奮斗的青春。
一邊看飛行狀態一邊撕預案
星河璀璨,征途漫漫,逐夢九天從來就不是一路坦途。
183天,神舟十三號乘組創造了中國航天員在軌時長紀錄。這背后,離不開“大管家”胡國林所在的航天器運控及長管團隊的日夜陪伴和悉心保障。
航天員長時間駐留、空間站多目標協同、任務關鍵節點多和重要控制難,對飛控系統的安全性、可靠性及應急能力提出更高要求。
6個月的時間里,他們并行管理空間站組合體、“玉兔”號和“祝融”號巡視器等多個航天器,無時無刻不在監視著航天器和航天員的實時狀態:當遇到碎片碰撞的風險時,他們需要改變組合體的軌道高度實施規避;當航天員要實施艙外行走、太空授課等重要任務時,他們提前細致核對每一個關鍵節點;當需要批量上注指令時,他們慎之又慎、接力協作,確保每一幀注入數據準確無誤……
伴隨著神舟十三號載人飛船返回艙穩穩降落在東風著陸場,已在太空出差半年的翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員安全返回闊別已久的祖國大地,胡國林和團隊也出色地完成了使命任務。
如今,神舟十五號航天員乘組已進駐空間站2個多月,各項在軌任務順利推進。在嚴密緊張的工作外,胡國林和團隊每天還會把電視新聞直播畫面實時推送到空間站上,讓航天員即使身處太空,也能及時了解地面發生的新鮮事。任務間隙,航天員也能通過在軌撥號給地面打電話,與家人暖心交流,嘮嘮家常。
“在我們眼里,正確率百分之九十九不行,必須百分之百。每天都是第一天,每圈都是第一圈,每條都是第一條,大家時刻保持著最佳狀態和飽滿熱情,每當聽到‘北京,我是神舟十五號’,我們就第一時間響應。”胡國林說。
任務中,中心核心艙總體副主任設計師李達飛和同事工位面前,總是放著一堆比字典還厚的A4紙。仔細翻看,上面全是密密麻麻的文字,這些都是打印出來的部分關鍵預案和目錄,而更多的預案都存儲在他們的腦子里。
“我們一邊看飛行狀態一邊撕預案。在它成功入軌后,每個崗位都扔出來很多嶄新的文件。有人可能覺得浪費,但這恰好說明航天器沒有故障,整個飛控任務一切順利。隨著預案越撕越薄,我們離成功也越來越近。”李達飛說。
心至蒼穹外,目盡星河遠。
未來,這群年輕人還會創造更多的“首次”——建設國際月球科研站、火星采樣返回探測、木星系及行星際穿越探測、太陽系邊際探測……他們探索太空的腳步會邁得更穩更遠。
(記者 李祺瑤 王海欣 通訊員 趙金龍 王玉磊 奉青玲)
標簽 航空航天- 原標題:神舟十五號航天員即將首次出艙,飛控中心如何備戰?劇透
- 責任編輯: 王濛 
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