在北京航天飞行控制中心指控大厅的旁边,有一个不到30平米的小房间,一台台计算机高速运转。这里就是精密控制牵引嫦娥奔月赴约的地方——北京航天飞行控制中心轨道室的技术保障机房。目前,嫦娥三号已经在100公里的环月轨道上飞行4天,将于今晚进行15公里降轨控制。为了了解嫦娥轨道控制的秘密,记者带着一种景仰之情和好奇之心走进了这个神秘的殿堂,聆听他们太空接力领航嫦娥的故事。
精确定轨——太空接力第一棒
“精确定轨是我们一切工作的基础。通俗的说就是精准的计算出航天器在某一时刻的飞行路线,是椭圆轨道还是圆轨道或者其他形状。”该室主任谢剑锋给记者介绍说,“如果轨道确定出错,或者精度不高,后续一切工作都将会出现问题,就像飞机上天后找不到目标机场的位置和自己的飞行路线了,那它就不知道该往哪飞了,或者是该飞到A市它却飞到了相隔几百公里的B市去了。”
那么他们是如何做到精确定轨,不出差错的呢?谢主任带记者走到该组组长张宇的机位前,指着张宇正在操作的一套软件说:“我们有自主研发的高精度定轨软件,可以大幅度提高我们定轨的速度和精度。目前,它的精度最高可以达到10米量级,在世界范围内也是处于领先水平的。”
随后,张宇给记者演示了一下他们精确定轨的全过程。随着张宇手指噼里啪啦的在键盘上敲动,一个个计算进程像士兵似的先后被调动起来。从参数设置到数据处理,到初轨确定再到最后轨道选优,整个定轨过程入行云流水,一气呵成。
记者从描述定轨误差的曲线图上清楚地看到定轨误差很小,最大处也只有几十米。
张宇告诉记者说:“我们平时工作可不像今天演示这么轻松顺利,可能会碰到各种复杂的情况,譬如数据质量不高,空间环境剧烈波动等,都会影响定轨的速度和精度。”
“那么你们是如何解决这些问题从而不影响定轨精度的呢?”记者问张宇。
“一是靠平日成百上千次针对各种情况的演练和故障预案,二是靠历次任务积累的大量的经验和数据,这点是最重要的。”张宇介绍说,“通过经验数据的分析可以有效改进轨道方程,降低误差,提高精度。”
预报和控制——九天之上放风筝
坐在轨道室机房最里面的是控制组,据谢剑锋主任介绍,控制组的工作是实现太空接力领航嫦娥的关键。该组在任务中分为预报和控制两个岗位。
“我们的工作就是计算出每一秒钟嫦娥三号探测器在太空中的位置。就好比是一只飞在天空的风筝,轨道岗位告诉了我现在风筝的准确位置,我就能告诉你们后面每一刻风筝会往哪里飞”,预报岗位主岗颜华跟记者这样描述任务中他们的工作。
根据颜华的描述,记者了解到他们预报岗位的工作除了对飞行器的位置进行预报外,还要做测站预报、飞行器姿态预报以及星下点预报等。就像是人体的五脏六腑,每一个都必不可少,任何一个出现问题都会整个测控系统造成极大危害。