驚心動魄 你不知道的北斗衞星發射幕後故事
原標題:北斗發射背後原來這麼“驚險”
11月5日,北斗三號雙星在西昌衞星發射中心發射成功,邁出了北斗衞星導航系統全球組網的第一步。短暫慶祝後,中心歸於平靜,投入到後續任務準備中。在接下來一年多里,還有十多顆北斗衞星要從這裏走向太空。
北斗衞星導航星座由中圓軌道、傾斜地球軌道和地球靜止軌道衞星組成,都屬於中高軌道。“目前中高軌道衞星主要由長征三號甲系列火箭發射,該系列火箭只能在西昌衞星發射中心實施發射。另外,作為我國較低緯度的發射場,在西昌發射效費比很高。”西昌中心人力資源部主任林玉南表示。
因此,西昌與北斗結下了不解之緣。17年來,該中心共執行25次北斗發射任務,成功發射包括4顆試驗衞星在內的29顆北斗衞星,成功率達到100%。在這座聞名世界的“北斗港”,科技日報記者聽到了北斗發射幕後鮮為人知的故事。
發還是不發,這需要擔當
2000年10月31日和12月21日,前後不到兩個月,西昌衞星發射中心連續成功發射兩顆北斗一號靜止軌道試驗衞星。我國首次使用雙星定位技術組成“北斗”區域衞星導航系統。
但接下來的發射並不那麼順利。2003年5月24日晚,長三甲火箭託舉着第三顆北斗試驗衞星等待飛天一刻,天降大雨。
21時許,控制系統報告:給箭上三級火工品和電磁閥等設備供電的關鍵線路——M3母線漏電。此時距預定發射時間不足3小時,發射“窗口”也只有短短51分鐘。如果堅持發射,故障可能造成箭上火工品誤爆或不起爆,導致發射失敗;如果中斷髮射,低温推進劑已加註完畢,損失難以估量,還會留下重大事故隱患。一時間,指揮中心陷入兩難。
中心火箭控制系統團隊站了出來。他們在塔架爬上爬下,仔細檢測分析後得出結論:漏電現象是由於環境濕度較大,部分接插件結霜引起,不會影響母線供電電壓,可以發射。
5月25日零時34分,衞星發射升空,成功進入預定軌道。
“關門”前一刻擠進“導航俱樂部”
1994年,我國決定啓動北斗一號工程,進行衞星導航試驗探索。
當時,美國GPS、俄羅斯格洛納斯各發射了20多顆衞星,已完成全球組網,並佔用了最適合衞星導航的黃金頻段。中國與正在建設伽利略衞星導航系統的歐盟,推動國際電聯從航空導航頻段中最大限度地擠出一小段以供使用。2000年4月18日,北斗和伽利略系統同時申報。按照國際電聯規則,必須在7年內成功發射導航衞星,併成功發射和接收相應頻率信號,才能獲得該軌道位置和頻率資源,否則將無法取得合法地位。
2005年,歐盟發射了首顆伽利略導航衞星。此時,我國雖已發射三顆北斗試驗衞星,但其不具備主動發射下行信號的能力。符合國際電聯規則的北斗二號衞星仍在研製,但時間很緊迫。
北斗人背水一戰,倒排工期,將研製週期大大縮短。同時,西昌衞星發射中心也攻克了首次使用新改建發射工位、首次使用遠控模式、首次發射中圓軌道衞星等多項挑戰,針對此次任務分析風險、制定措施、把控節點,紮實做好了各項準備。
2007年4月14日4時11分,這顆肩負着重要使命的北斗衞星起飛,於4月17日20時許傳回了信號。此時,距離國際電聯的“七年之限”只剩不到4個小時。
摸着老天爺脾氣找“戰機”
在全球十大航天發射場中,西昌衞星發射中心的氣候條件較為複雜,發射窗口氣象保障難度很大。
雨中發射,對該中心來説已是家常便飯。但在2011年一次北斗發射任務中,他們創造了極端惡劣條件下發射成功的紀錄。
2011年7月27日凌晨3時,距發射窗口還剩2個半小時,天空中突然雲團湧動,越過山峯向場區上空聚攏,不久便電閃雷鳴、暴雨傾盆。
發射前半小時,天氣沒有絲毫好轉。中心氣象團隊每隔10分鐘,就向任務指揮部預報場區未來10分鐘的天氣情況,幾次預報結果都一樣:8公里範圍內有強雷暴。
5時30分,已經到了窗口時間。指揮部要求氣象系統拿出5點35分至45分之間的最後會商結果。氣象團隊仔細分析,憑藉豐富的經驗,發現雷雨將出現一個短暫間隙。他們將這一“戰機”上報後,指揮部當即下達了準備口令。
5時44分28秒,長三甲火箭噴出烈焰,鑽入稠密的雲層。不久後喜訊傳來:第九顆北斗導航衞星準確入軌。
王玉磊 梁珂巖 本報記者 付毅飛