中國團隊拿出火星探測初步方案 已通過專家審核

把創新的旗幟插上太空

——感受北京航天飛行控制中心科研人員的創新觀

■記者 鄒維榮 通訊員 姜寧 祁登峯

“觀念改變之後，創新並不難。”經過20年的艱苦努力，北京航天飛行控制中心(北京飛控中心)在激烈競爭的科技前沿中拼搏進取，取得了突出成就和不凡創新成果。在採訪中，記者強烈感受到的不僅是一代代“飛控人”創新的勇敢氣魄，還有他們與眾不同的創新觀。

創新者總是快人一步

“中國有可能在2020年發射火星探測器。”在今年兩會上，全國政協委員、嫦娥一號衞星系統總指揮兼總設計師葉培建院士在接受本報記者採訪時説。火星探測項目是我國繼神舟載人航天工程、嫦娥探月工程之後又一個重大太空探索項目。對此，北京飛控中心科研團隊早已提前3到5年儲備下了專業人才、提前組織技術預研，如今已經拿出了火星探測軌道精度計算的模型和初步方案，並通過了專家審核。

“創新者總是快人一步。”北京飛控中心主任陳宏敏經歷了歷次載人航天飛控任務，他的感觸比常人更深：從神五到神十，從一人到兩人，從一天到多天……看上去似乎只是數字的變化，而它所代表的，卻是載人航天事業的一大步。正是他們自主創新的勇敢氣魄，使載人航天工程從一開始就佔據了高的起點。

一代一代“飛控人”清醒地認識到，在落後美國、俄羅斯幾十年後搞載人航天，正視差距的同時，唯有自主創新，才能儘快迎頭趕上。

在工程論證、立項時，他們大膽提出技術大跨越的思路，跨過美俄從單艙到多艙的四十年曆程，直接研製國際上第三代飛船，拿出了獨具中國特色的三艙方案——帶有軌道艙的三艙飛船，既可大大改善艙內的舒適性，在增加對接機構後，又可使之成為空間站與地面之間的天地往返運輸工具，為載人航天的下一步發展打下基礎。飛船完成在軌運行任務後，軌道艙繼續留在軌道上運行，這樣，在無人飛行試驗階段，就可以利用軌道艙開展大量的空間科學實驗，其作用相當於一顆應用衞星，為科學實驗獲得了額外的空間應用效益。

通過建立月面信息大數據庫，建立月球三維地理信息圖;通過研發遙操作平台，提前摸索探測器登陸月球后操作控制的適用技術，不僅為登陸月球背面做好了充分的技術準備，而且為將來登陸火星甚至更遠的地外天體奠定了技術基礎。

創新者無一不是走在眾人的前面、敢為人先的。亦步亦趨者永遠不可能獲得創新的成果。跑在隊伍的前列，永遠搶先一步，這就是創新者成功的原因。“在關鍵領域，如果我們一味地模仿、跟蹤就永遠趕不上外國人。”陳宏敏主任用了非常形象的一句話來形容，模仿、跟蹤最好的研究成果也不過是外國花盆裏的一朵花。

作為集中了眾多高新技術的領域，載人航天從來都是國家智慧的重要制高點。從神舟一號到神舟十號，從嫦娥一號到繞月探測返回，中心組建20年來，以一次次完美表現，不斷刷新我國航天飛控新高度。然而，在組建之初，他們面臨的困難超乎想象。

“要人沒人，要技術沒技術，要裝備沒有裝備。特別缺的就是辦公微機，當初大家要編寫程序編寫方案，連微機都沒有。”北京航天飛行控制中心第一任主任夏長法説。而此時，距離神舟一號發射只有3年時間。沒有一行可用的軟件代碼，沒有一套完整的飛控方案，他們用借來的計算機，設計着複雜的軟件和軌道。

此後的10年裏，中心圓滿完成了4次無人飛行和3次載人飛行，他們創新運用多項新技術，使飛船定軌精度優於百米量級，取得我國近地航天器定軌30年來的重大突破。三次交會對接任務，他們突破了遠距離導引最優策略及軌道重構技術，精度高出指標1個量級，再次刷新航天飛控的“中國精度”。四次繞月探測，他們自主開發的可視化系統，使遠在太空的飛行器和月球表面的探測器近在眼前。

陳宏敏主任介紹説，中心成立的20年可以分為五個階段，從艱苦奮鬥、創建起步到完善功能、實現突破，從開闢領域、使命拓展到攻堅克難、全面提高，再到現在的面向未來、創新發展，每一階段都伴隨着創新，取得的每一點進步和成就都離不開創新。據統計，中心成立20年來，創新突破了“高精度軌道控制、交會對接控制、地月轉移控制”等22項具有自主知識產權的關鍵技術，一次次創造中國航天飛控新高度。面對今年我國載人航天新型號新任務，中心創新團隊又開始了逐夢太空的新徵程。

在失敗中尋找創新之門

任務成功不等於成熟，每一次任務的執行更不是前一次任務的簡單重複，因此飛控人面對的不只是鮮花和掌聲，更是考驗與危機。

1999年11月21日，由於對“點頻”問題認識不清和軟件設計的缺陷，導致神舟一號第15圈返回時的控制參數注入失敗。“我們在返回前對飛船進行數據發送，那是一幀負責返回控制的一組數據，我們在預定的跟蹤區域內沒有送上去!” 陳宏敏主任説。

科技人員們迅速行動起來，查找問題原因，商討應急措施，抓住補註機會進行補救，確保首飛任務取得了圓滿成功。但正是這次教訓，讓“嚴慎細實、精益求精”幾個大字從此融入每一行軟件代碼、每一個飛控方案和每一個飛控人的血脈。

危中有機，敗中求變。在失敗中尋求創新，在失敗中獲得轉機。

2013年6月17日，在神舟十號太空授課演練中，飛控大廳突然出現了圖像話音中斷問題。此刻，距正式太空授課只有最後三天時間，如果解決不了問題，將導致太空授課推遲或無法實施，會造成極其負面的政治影響。中心科研人員頂住了壓力，兩天兩夜不眠不休查清了問題，成功保障了太空授課40分鐘的全球直播。

“嫦娥三號”是全新的挑戰，沒有現成的可借鑑，沒有資料供參考，哪怕是前人失敗的教訓都找不到!用嫦娥三號總體主任設計師席露華的話來説，嫦娥三號是全新的挑戰，簡直就是“如履薄冰”。

一切從零開始。她把自己當成了一名小學生，給自己定了兩條原則：只要是有關嫦娥的會，無論大小她都要參加;只要是有關嫦娥的文件，不分系統她都要認真研究。遙操作控制是嫦娥三號任務的難點所在，在月球車路徑規劃的一個細節上遇到了問題。一連幾天席露華徹夜未眠，反覆思考該採取怎樣的路線。一個全新的構想浮現在眼前，“再晚也要把大家叫起來”，她迅速召集攻關小組成員揭起一場頭腦風暴，連續幾晝夜的攻關終於取得了突破。

載人交會對接任務軌道控制精度要求高，需要留給測軌計算更長的時間，神舟九號多次變軌數據注入頻度高，但留給上行數據驗證的時間只有50分鐘，多次試驗結果顯示，時間一拖長，變軌就不能按計劃實施。

舊系統的注入數據驗證時間需要120分鐘，怎麼辦？

從120分鐘縮減到50分鐘——注入數據快速會籤驗證系統應時而生，這項創新極大地提高了任務規劃的時效性和安全性。

歷史的教訓是最好的教科書，也是最好的清醒劑。陳宏敏説，“失敗使我們變得更聰明，印象最深刻了，刻骨銘心!”

在飛控中心，追根問底，決不放過任何一個疑點，是大家共有的工作態度。每個人都對數據異常敏感，在平時的聯調、合練和測試中，常常為了小數點後6位數和零點幾毫米的差別爭得面紅耳赤。即使太空中只有1%發生問題的可能性，地面準備工作也要朝着“零故障、零缺陷”的目標做百分之百的準備。

為強化質量管控在科研試驗任務中的生命線作用，2015年，中心創新質量管控“雙向透明”方法，按照“梳理業務、制定流程、識別控點、對應標準、明確證據、細化內容”6步法，形成了質量管控一張表，實現了“讓乾的人明明白白保質量，讓查的人清清楚楚查質量”的管控目標，促進了體系要求與具體工作的結合融合。

為適應高密度、高強度、高難度任務新要求，近年來，中心認真總結歷年來組織實施載人航天任務的成功做法和寶貴經驗，編制完成了《載人航天任務飛控工作流程規範》和《載人航天任務長期管理飛控工作流程規範》，大幅提升了任務準備和實施的規範化和標準化管理水平，在中心、型號和操作三個層面嚴格審查、嚴格放行、嚴格流程，有力推動了科研試驗任務從策劃、設計、對外協調到系統聯試的順利開展。

創新並非遙不可及

記者過去在基層採訪經常發現，一些人對創新還存在認識誤區，例如，把創新的門檻看得太高，望而卻步;還有人認為，創新是專業科研人員的事情，事不關己。然而在北京飛控中心，創新並不神秘，人人處處可為。

北京飛控中心對創新的理解有其獨到之處，概括起來就是兩句話:一是改善就是創新;二是全員創新。

陳宏敏主任説，有些改善沒有什麼了不起的技術突破，但小改進解決大問題。在中心，這都是創新，都要進行獎勵。當微小的創新積累到一定程度，就會變成重大的創新成果。中心多位科研人員向記者反映，目前在中心比得最多的不是收入多少，而是中心頒發的創新證書這個“小本本”有多少。在這種氛圍下，一些科研創新“成癮”，整天琢磨着弄點新東西出來。

20年來，中心從零起步，先後自主研發了兩代飛控軟件系統，以載人航天、探月工程飛控軟件為主體，共計360餘萬行代碼，目前正在瞄準世界最前沿，研製第三代軟件系統。這些軟件已經引起國際同行的關注，有單位要花大價錢來買，而這都是中心幾代飛控人通過一點一點改善、一代一代更新，由創新量變發展到質變得來的。

創新不僅僅是專業研發人員的事情，而是全體人員的事情，這北京飛控中心的另一個創新觀。

近年來，隨着我國航天事業的迅猛發展，中心科研試驗任務日益呈現頻度高、型號新、難度大的特點。以往“萬人一杆槍”的任務備戰模式耗時、耗力，已無法適應多任務並行常態化的趨勢。怎麼辦？

“我們在組織、管理模式上進行了創新，現在一共成立了3個任務團隊，負責5個型號。我們把人員相對分開，改變以往“萬人一杆槍”的局面，不同的團隊去負責執行不同的任務，給舞台，壓擔子，充分發揮主觀能動性，充分施展大家的智慧和才華。”陳宏敏主任介紹。

全員執行任務激發創新熱情，自主創新能力水平不斷提高。2013年12月14日，當“玉兔”踏上月面並順利展開巡視勘察，也鐫刻下中國飛控的新座標。他們自主創新的可視化系統，使遠在太空的飛行器和月球表面的探測器近在眼前。

“很多外國專家都在看我們的直播，他們不明白是怎麼落下去的，反覆多看幾遍，你會明白。我們叫做自主避障的軟着陸，採取這種避障方式在世界上是第一次。”中國科學院院士葉培建説。

“眼睛就裝在‘玉兔’巡視器上，我們通過它的眼睛，看到月面的地形，而(遙控)車在我們這個遙操作廳，真正駕駛是在這邊進行的。”中心總工程師周建亮介紹。

暗灰色的月面，凹凸不平的撞擊坑，大小不一的隕石……遙操作廳大屏幕上，一幅月球地形圖立體地展現在大家面前，讓人身臨其境。“這就像是我們平時開車需要使用電子地圖一樣，月球車在月球上行駛，同樣需要‘地圖’。”説這話的是中心軟件室的李立春博士。他就是那個為月球車畫“地圖”的人。和他一樣，由數十人組成的這個團組多次創造了驚“天”之舉，而平均年齡只有34歲。

創新不是炫技，也不是製造一時的熱點爆款，而是對解決問題腳踏實地的堅持與執着。深邃的太空，廣袤無垠，期待着更多的航天愛好者和工作者擔負起建設航天強國的歷史責任，把創新的旗幟插上太空……