“广寒宫”里做功课：———长四丙火箭发射遥感卫星八号和希望

【出版日期】2009.12.16

【版次】第2版(专题报道)

【入库时间】20110412

【全文】

玉树掩映下的太原卫星发射中心本版图片摄影马骥

火箭吊装

希望一号科普卫星正在测试

汽车踏着冰雪驶进太原卫星发射中心时已到晚间，白茫茫的晋北高原上，航天协作楼灯火辉煌，不远处矗立在塔架上的火箭正在静候发射时刻的到来。尽管发射场火箭、卫星的测试工作已经全部结束，在岗的测试人员丝毫没有放松，依然还在就技术问题进行探讨。对他们而言，只要没点火，“双想”、“复查”就不会停止……

长四丙火箭不惧低温托举双星完美入轨

当记者敲开长四丙火箭总指挥翁伟樑的房门时，笑眯眯的翁伟樑在与记者打过招呼后，有些不好意思地告诉记者：半个小时后，他还有一个会议。尽管火箭技术状态已经冻结了，但是从书桌上堆满的资料来看，这位总指挥依然在忙碌着。

“这是长四丙火箭本年度唯一一次任务。此次长四丙火箭射程是太阳同步轨道里历次发射中最高的一次———1200公里，加上是‘一箭双星’，所以这次发射至关重要，大家都铆足了劲，力争为全年工作画上一个圆满句号，同时也为紧接而来的下一次发射任务奠定扎实基础。”翁伟樑告诉记者，执行此次发射任务的长四丙火箭将面临两大重要“考验”。

第一大考验就是低温。虽然长四丙火箭有过多次“踏雪出征”的成功记录，但是每一次冬季发射还是让“两总”感到“战战兢兢”。“我们这一次特意留出了3天左右的富余量，就是为了把低温发射的工作做得再细一些。”翁伟樑告诉记者，针对寒冷天气可能对火箭发射带来不确定因素的情况，试验队应对“低温发射”，做了不少准备工作。

尽管做了足够的思想准备，但是在11月17日当火箭发射试验队到达太原卫星发射中心时，摄氏零下26度的低温还是让试验队队员们“倒吸了一口冷气”。火箭能不能经受住低温的考验，成为火箭发射试验队队员最担心的事情。

针对火箭一级、二级发动机“怕冷”的问题，设计师们特意为发动机加上了“保暖衣”，这一层特殊的“保温材料”能够确保发动机的工作正常进行；三级发动机更“娇贵”，为了让它在温暖的环境下作业，设计师们将在发射前40分钟，为三级发动机输送热风，“供暖”过程将会一直持续到临射前一分钟；以往装在火箭箭体外面的反推火箭不具备耐低温的条件，这次设计师们特意为反推火箭进行“改良”———选用了耐低温的反推火箭，以便火箭能够正常工作。

12月1日凌晨4点，“两总”系统带领大家做了一次验证温度试验，测试在寒冷环境中，三级发动机能否在使用空调的情况下保持设定的温度。当看到在摄氏零下12度时，三级发动机在切断送热风的环境下依然满足发射条件时，大家悬着的心踏实了许多。

“除了这些改良，我们还做了大量的验证试验，这些保障条件能够确保长四丙火箭在摄氏零下20度以上的环境下发射。发射当日，如果满足摄氏零下不低于20度的发射条件，长四丙火箭就能够在发射窗口实现升空。”长四丙火箭总设计师樊宏湍信心满满地告诉记者。

第二大考验是技术状态更改带来的不可控风险增加。按照最初的设计，这一枚长四丙火箭只需搭乘一位“乘客”———遥感卫星八号。火箭所有的技术状态都是围绕这位乘客设计的。今年3月，火箭“两总”得到新的指示：长四丙火箭要搭载一颗“辅星”———希望一号科普卫星。当时火箭已经做完全部的测试，加一位“乘客”，这意味着火箭需要在硬件和软件两方面做出大量的适应性修改。

“搞型号的人都知道，‘技术状态更改’是一个特别严肃和谨慎的事情。针对新乘客，火箭做了6项较大技术状态的更改。为了避免出问题，我们花了几个月的时间做了设计、分析、验证和一次全面的集成综合试验，确保万无一失。”据翁伟樑介绍，此次主星重量为1040公斤，辅星重量为60公斤，“体重”相差较大，辅星将在主星脱离箭体后40秒实施“星箭分离”。这意味着两星将在太空中实施“连环表演”，“我们的目标不仅是成功把乘客送入太空，更要保证两颗卫星在太空中‘和谐’生存，不要产生任何‘摩擦’。”翁伟樑幽默地说到。

这位“老总”说到兴头上，忍不住拿床头上的台灯作比喻，“三级发动机实现二级点火后，工作100秒，经过‘低头’的动作后，主星会首先在这个位置上分离。”他的手指向的是台灯的头部，“然后，箭体‘抬头’，将辅星从这个位置上弹出。”他的手又指向了台灯的尾部。“如果说哪一个环节让我最揪心，我觉得还是三级发动机的二次点火，但是从各项数据来看，还是比较满意的。”说到自己的“担心”，翁伟樑也是微笑着的。

遥感卫星八号吃透技术如履薄冰把握关键

在太原卫星发射中心，遥感卫星八号总指挥周伟敏有个习惯，他总会在吃完饭后，坐在队员中间，很轻松地和队员随意攀谈，但仔细一听，看似随意聊天但内容其实还是关于发射场各项工作的。

“这样的聊天能够让我掌握队伍的状态以及他们对技术的把握程度。”在距发射不到48小时的时间里，遥感卫星八号的“两总”系统还在一起开会到后半夜。这位细心的总指挥告诉记者，如果说哪个环节让自己“放心不下”，他还是最担心卫星的技术状态还有没吃透的“死角”。

“这颗卫星太复杂了，采用了很多新的技术。在4年的研制过程中，我们一直都是处于技术攻关中。”为了把握好技术状态，“两总”系统花了大力气来狠抓管理。据遥感卫星八号总设计师侯建文介绍，此次卫星研制管理有四大特色。一是“表格化”管理细化流程，此次遥感卫星八号的每一步大型操作都是严格按照表格形式来操作，每一个研制人员都要认真对照流程进行操作；二是做好产品“数据包”工作。“数据包”就像是型号的“档案库”，每一个重大节点都能在“数据包”里找到对应的文档和图像，以备在研制过程中被追溯；四是严格预案工作。“针对卫星在轨可能出现的不可控因素，我们制定了168项预案，这些预案是所有研制人员思想的结晶。这样让我们遇到突发性事件时，能够有效应对。”此外，对研制过程中的关键控制点，“两总”系统倾注了更多的关注，加大了对关键节点的关注，做好“大系统和小系统”的管理。

这位看上去和蔼的“老总”坦言也有发火的时候，“看到有的年轻人不按测试细则来操作，违背了管理守则，这就让我觉得不能容忍。”周伟敏笑着说，“不过4年时间证明，这支年轻团队还是经得起考验的。”

工程“大总师”王礼恒院士曾经对遥感卫星八号研制团队说过这样一番话：“这颗卫星技术很复杂，‘两总’要吃透技术，同时要认真做好技术‘归零’工作，要把问题看得更复杂和更深刻一些，提前谋划好与各个系统的接口关系。”这番话促使这支团队始终有很强的忧患意识和反思意识。“现在看来，正是这种‘如履薄冰’的心态，才让我们在较短的时间内打造出了一颗高质量的卫星。进场后，卫星测试没有出现任何质量问题，这让我们特别欣慰。”两位“老总”告诉记者。

希望一号科普卫星八个月里马不停蹄赶“班车”

在太原卫星发射中心见到希望一号科普卫星总指挥兼总设计师张晓敏是在射前动员会之后的一个深夜。白天忙碌了一天，这位总指挥脸上看不到丝毫疲倦，谈到希望一号科普卫星，他依然神采奕奕。

“希望一号科普卫星运行在高度1200公里的太阳同步轨道，绕地球运行一圈109分钟。这是一颗遵守时间的小卫星，当卫星飞越地球上任何一个地方，当地时间都是上午9点半。”

“对于搭载星而言，只有确定了轨道和火箭，卫星才能真正转入正样设计和研制阶段。我们卫星研制团队是在今年3月份正式确定了这两个条件，瞄准10月底出厂的目标展开研制的。”张晓敏告诉记者，8个月的时间研制出一颗卫星，这对所有的研制人员而言，将面临重要的考验。

张晓敏所提到的“考验”并非空谈。在此之前，卫星研制工作也在有条不紊地进行，但是围绕的是另一个搭载状态和约束条件来设计的。“举例来说，之前我们为这颗星设计的是‘晨昏轨道’，即卫星经过某一个地区，正好是早上和晚上，这意味着卫星有足够的机会捕获能量；为了适应这次搭载要求，我们把卫星的轨道做了调整，卫星有四分之一的时间在阴影区，我们需要对卫星的能源系统做出调整，以便能够为卫星工作供应充足的能量。”

更改的不仅是轨道参数，卫星所有的技术参数都要做出调整。面对时间“吃紧”的局面，设计团队按照“一步到正样”的研制思路展开工作，即卫星正样研制和技术验证工作同步进行。

对卫星研制工作来讲，没有一颗试验星会直接进入正样星研制阶段。这个过程需要成熟的技术支撑和娴熟的工艺支持。张晓敏和卫星研制团队更是提出了“精确到0.1毫米”的要求。

采访中，张晓敏多次提到研制团队，“这支以‘80后’为主体的团队，工作细致认真，同时能吃苦、能够经受高压状态的考验，是一支能打硬仗的队伍。”

“针对整个卫星研制过程，我们的进度表以天、半天为单位来安排工作。到了后两个月，我们的工作表更是以小时为单位。在整个研制过程中，我们经历了‘五一’、‘十一’两个假期。在这两个假期内，我们卫星研制团队也是把时间排得满满的，没有一个人休息。”张晓敏告诉记者，正是由于这种“马不停蹄”的工作作风，才让后续工作比较从容。

希望一号科普卫星是一颗为青少年设计的科普卫星，上天后将执行3项飞行任务，为了让青少年更好地了解卫星的工作状态，达到较好的互动效果，设计师们没少在细节上下工夫。

张晓敏向记者形象地举了几个例子。此次卫星采用了大广角的CMOS相机。为了让青少年看到从星上拍摄到的地球照片，研制人员采用了宽视角的CMOS相机。该相机视场将达到140度，像素为100万，采用该相机拍下的一幅照片就有可能拍下整个地球全景，能够看到黑色星空下的地球，以及地球的边缘和明暗变化。

卫星“打开翅膀”是让“两总”们最担心的一个环节。为了让卫星在空中更安全更可靠，设计师们为卫星减少了一个“展开太阳能帆板”的环节，此次研制人员为卫星装上了体装式电池阵，也就是为卫星披上“盔甲”———在卫星表面贴上蓝色电池片，以便在太空中实现光能向太阳能的转变。值得一提的是，此次卫星的能量转化率达到了26.8%，这个数字在卫星的能量转换中属于“高效”了。

“希望一号科普卫星不仅是中国第一颗科普卫星，同时也是CAST100平台的首发星。所以希望一号卫星还担负着验证CAST100平台的重要作用”。张晓敏告诉记者，这个平台由于集成化程度更高，在市场上颇受用户青睐，已经有几颗小卫星研制将采用该平台。

谈到自己的期待，张晓敏说：“我希望在星箭分离时，卫星能够以一个最稳定的姿态、最安全的速度飞出去。我相信，有这么多的‘关爱’倾注在这颗卫星上，希望一号科普卫星会给我们的青少年呈现最精彩的表演。”