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5月15日7時18分，在太空飛了295天的天問一號火(huo)星探測器順利(li)著陸在火(huo)星烏(wu)托(tuo)邦平原南部(bu)預選著陸區(qu)，實(shi)現了中(zhong)國首次地外行星著陸。

對于(yu)天問一號(hao)火(huo)星探測器飛控試驗隊員來說，成功的消(xiao)息是(shi)最好的獎勵，所(suo)有辛(xin)苦的付出(chu)在這一刻都化為大家激(ji)動的歡呼(hu)聲。

他們(men)是“天問一號”的地面“舵手”，精準操控著“天問一號”每個(ge)飛行動作的完成。

“雖然我們在(zai)前期準備很充分(fen)，但(dan)沒有(you)飛過(guo)(guo)火(huo)(huo)星軌道，沒有(you)經(jing)驗可以借鑒(jian)，真(zhen)是(shi)(shi)(shi)(shi)一點(dian)都不敢松(song)懈。”飛控試(shi)驗隊負責總體工(gong)作的(de)董捷說。團隊的(de)主要任(ren)務是(shi)(shi)(shi)(shi)對(dui)火(huo)(huo)星探測器(qi)在(zai)飛行(xing)和著陸后進行(xing)控制。在(zai)探測器(qi)奔向火(huo)(huo)星的(de)過(guo)(guo)程中，飛控試(shi)驗隊既(ji)是(shi)(shi)(shi)(shi)引(yin)路人(ren)，又是(shi)(shi)(shi)(shi)守護(hu)者，一直陪伴和守護(hu)著探測器(qi)，直到它平安順利(li)地(di)降落在(zai)火(huo)(huo)星表(biao)面。

奔火前行，絕對不能掉以輕心

在(zai)奔火路上，飛(fei)控團(tuan)隊全(quan)力(li)保駕(jia)護航。

從“天問一(yi)號”發射成功開始，測控的狀態(tai)(tai)、接收信號的強(qiang)弱等，都(dou)處于動態(tai)(tai)變化中(zhong)。地面飛(fei)控試驗隊要做的就(jiu)是(shi)監測探(tan)(tan)測器(qi)上產品狀態(tai)(tai)是(shi)否(fou)符合(he)預期，是(shi)否(fou)一(yi)切正常，每(mei)(mei)時每(mei)(mei)刻都(dou)不(bu)能掉以(yi)輕心(xin)(xin)。在“天問一(yi)號”發射升(sheng)空(kong)后的半年時間里，他們心(xin)(xin)中(zhong)只有一(yi)個念頭：讓探(tan)(tan)測器(qi)按預定軌道飛(fei)行，保證(zheng)它在正確的時間順(shun)利被火星引力場(chang)捕獲(huo)。

今(jin)年2月初，飛控試驗隊便進入了24小(xiao)時不間斷監測的(de)工作模式，所有崗位的(de)隊員每隔12小(xiao)時進行一次換(huan)班。

“由于‘天問一號’上的(de)很(hen)多(duo)產品都是新(xin)研制(zhi)的(de)，實行(xing)的(de)是自(zi)主控制(zhi)和自(zi)主管理，所以從(cong)設(she)計(ji)(ji)到(dao)實施再到(dao)任(ren)務執行(xing)，過程還是比較復雜的(de)。”數管分(fen)系統主任(ren)設(she)計(ji)(ji)師趙蕾坦言(yan)，因為地球與探測器的(de)距離很(hen)遠(yuan)，要處置很(hen)多(duo)新(xin)問題。

雖然已經到(dao)(dao)了(le)(le)退休的(de)年齡，但為(wei)了(le)(le)此次探(tan)火任務，趙蕾帶領年輕的(de)技術骨干再次沖在(zai)飛控一(yi)線。通俗來(lai)講，數管分系(xi)統就是(shi)星載計算機，相當于“天問一(yi)號(hao)”的(de)“大腦”。“因為(wei)探(tan)測器(qi)(qi)離地球很(hen)遠，我們發個指令(ling)上去(qu)，到(dao)(dao)探(tan)測器(qi)(qi)接收，再到(dao)(dao)傳回地面指控中心(xin)，最長(chang)約(yue)40分鐘。”趙蕾說，這對飛行程(cheng)序及指令(ling)計劃的(de)監測工作是(shi)嚴峻考驗(yan)。

從2月3日開(kai)始，整個(ge)數管(guan)團隊(dui)實行(xing)倒班(ban)制(zhi)，對接(jie)收到的數據進行(xing)反復校核，迎接(jie)近(jin)火(huo)捕獲的關鍵時刻。

“此次探火(huo)任(ren)(ren)務(wu)意義重大，包括我(wo)們(men)數管(guan)(guan)分系統在內，大家都提前(qian)對可(ke)能(neng)出現的情況(kuang)進行預案處理，保證不出現任(ren)(ren)何(he)差錯。”數管(guan)(guan)分系統副主(zhu)任(ren)(ren)設計師蘭天這樣形容他們(men)的工作狀(zhuang)態：探測(ce)器(qi)在哪個時間(jian)點要做什么動(dong)作，必須倒背(bei)如流，快速識別可(ke)能(neng)威脅到探測(ce)任(ren)(ren)務(wu)的任(ren)(ren)何(he)可(ke)疑現象，然后判斷探測(ce)器(qi)飛(fei)行是(shi)否正常。

同樣是因(yin)為通信時間延長，天問一號著陸巡視器熱控(kong)(kong)分系(xi)(xi)統(tong)(tong)主任設計師向艷超帶領(ling)的(de)熱控(kong)(kong)分系(xi)(xi)統(tong)(tong)團隊，要根(gen)據(ju)已有的(de)熱控(kong)(kong)數據(ju)提前做判(pan)斷，保證(zheng)后(hou)續動(dong)作(zuo)有“據(ju)”可(ke)依(yi)。

“體溫(wen)是判斷人體健康水平的(de)標志之一，同樣，我(wo)的(de)工(gong)作(zuo)(zuo)就(jiu)像給(gei)‘天問(wen)一號’量體溫(wen)。”向艷超(chao)說，熱控(kong)系統通過遙測數據監測，判斷器上溫(wen)度環境是否滿足設計(ji)需(xu)求，設備能(neng)否在當前環境溫(wen)度下正常工(gong)作(zuo)(zuo)。

在(zai)-20℃到(dao)55℃范圍內(nei)，“天(tian)問一(yi)號(hao)”都能(neng)正常工作(zuo)。“天(tian)問一(yi)號(hao)”剛發射入軌(gui)時，距(ju)離(li)太(tai)陽還比(bi)較近(jin)，接受到(dao)的(de)太(tai)陽輻照強(qiang)(qiang)度比(bi)較大，約1367瓦/平(ping)(ping)方(fang)米(mi)。隨著“天(tian)問一(yi)號(hao)”向火星(xing)高(gao)速(su)(su)奔馳、越(yue)飛(fei)越(yue)遠，到(dao)達火星(xing)附近(jin)的(de)探測器能(neng)夠接受到(dao)的(de)太(tai)陽輻照強(qiang)(qiang)度急(ji)速(su)(su)下降，僅有500瓦/平(ping)(ping)方(fang)米(mi)。

“這時，外(wai)熱(re)(re)流能量差異約3倍，給著(zhu)陸巡視器的(de)熱(re)(re)控(kong)帶來了(le)很大難題。為此，熱(re)(re)控(kong)分系(xi)統團隊通(tong)過控(kong)制巡視器表面熱(re)(re)控(kong)涂層的(de)熱(re)(re)輻射特性，盡量降低在近地段的(de)大外(wai)熱(re)(re)流條(tiao)件下的(de)整器溫度(du)。”向艷超介紹說。

深空探測，每個指令都要準確

“因為距(ju)離太(tai)遠，‘天問一號’如(ru)果(guo)出(chu)現突發狀(zhuang)況(kuang)，要(yao)靠地面飛控試(shi)驗(yan)隊來緊急(ji)處置是(shi)根本(ben)來不(bu)及的。所以(yi)，我們(men)要(yao)求(qiu)每個分系統確保每一步操(cao)作(zuo)、每一個指令都萬無(wu)一失(shi)。”董捷(jie)說。

每當“天問(wen)一號(hao)”到變軌或成像等關(guan)鍵動(dong)作節點時(shi)，探測(ce)器的(de)(de)飛行姿(zi)態變化較大，飛控監(jian)測(ce)強(qiang)度隨之增大。軌道是(shi)航天器在太(tai)空中的(de)(de)生(sheng)命線(xian)，而牢牢掌(zhang)握(wo)這條生(sheng)命線(xian)的(de)(de)就(jiu)是(shi)飛控試驗隊的(de)(de)軌道崗。

與監(jian)視(shi)星上狀態(tai)任務(wu)不同，“天問一號”飛控的(de)軌(gui)道崗要在關(guan)鍵動作時進行(xing)具體分(fen)析(xi)、在變(bian)軌(gui)時做(zuo)軌(gui)道復核，以此來(lai)確(que)認參數正確(que)性、變(bian)軌(gui)期(qi)間點火的(de)姿態(tai)等(deng)。

“‘天問一(yi)號’在一(yi)系(xi)列關鍵的(de)(de)姿態和軌道機動時，稍有不慎就可(ke)能被(bei)火星(xing)引力拉向火星(xing)表面，而由于通訊時延(yan)問題，我們無法實時獲知探測器(qi)的(de)(de)狀態并(bing)對(dui)異(yi)常情(qing)況進(jin)行干預。”環繞(rao)器(qi)副總設(she)計師朱慶華說道，“可(ke)以說，器(qi)器(qi)分離的(de)(de)過程是對(dui)我們控制(zhi)算法精(jing)度(du)、產品工作可(ke)靠性、故(gu)障預案周(zhou)密性等最充(chong)分的(de)(de)考(kao)驗。”

實際上，明確了著(zhu)陸器準確的著(zhu)陸點后，探(tan)測(ce)器的一系列(lie)機(ji)動也就隨之確定下來(lai)。

前(qian)幾天，“天問(wen)一號”任務迎來了極為關(guan)鍵的降(jiang)軌(gui)控(kong)制，探測(ce)器在無實時監控(kong)的情(qing)況下自主實施降(jiang)軌(gui)、分(fen)(fen)離和大氣進入(ru)。為此，軌(gui)道(dao)崗人員需要在控(kong)前(qian)進行大量的軌(gui)道(dao)分(fen)(fen)析和應急軌(gui)控(kong)策略準備工作。

由(you)于軌(gui)(gui)控(kong)時間臨(lin)近(jin)“五一”假(jia)期，不可避(bi)免地需要(yao)在節假(jia)日加班(ban)加點(dian)，“天問(wen)一號(hao)”軌(gui)(gui)道負責人周文艷心(xin)里有點(dian)打(da)鼓。她試探地詢問(wen)團隊(dui)里有誰節假(jia)日愿意參(can)加飛(fei)控(kong)任(ren)務(wu)，沒想到大家積極響應并踴躍報(bao)名。在團隊(dui)成員的齊心(xin)協力下，軌(gui)(gui)道崗人員為降軌(gui)(gui)控(kong)制開展了(le)詳盡(jin)的誤差和故(gu)障(zhang)工況分析，確定了(le)關鍵參(can)數及閾值，為火星探測任(ren)務(wu)的軌(gui)(gui)道設計(ji)和保證飛(fei)控(kong)任(ren)務(wu)的順利完成保駕(jia)護航。

其實，這些隊員不需要長時(shi)間待(dai)在崗位上，但他們每天(tian)(tian)都自發地來到(dao)飛控中心，主動(dong)做(zuo)數據(ju)復核確認工作，制定故障應(ying)對策略，確保“天(tian)(tian)問一(yi)(yi)號”在不同的故障下都能從容(rong)應(ying)對。看到(dao)這一(yi)(yi)幕，董捷很感慨。

在(zai)“天問(wen)一號”著陸關鍵動作(zuo)到(dao)來前，飛控試驗(yan)隊(dui)員們密切注(zhu)視(shi)著不斷變化的(de)數(shu)據和(he)眾多曲線(xian)，有(you)些崗位經常要(yao)(yao)(yao)在(zai)深夜凌晨(chen)開展(zhan)監測工作(zuo)。有(you)隊(dui)員說，值班是(shi)個考(kao)驗(yan)，不但需要(yao)(yao)(yao)一直保持充沛的(de)身體狀態，而且(qie)還要(yao)(yao)(yao)有(you)堅強的(de)毅(yi)力。著陸巡視(shi)器降落到(dao)火星(xing)表(biao)面是(shi)個很大考(kao)驗(yan)，向艷超表(biao)示，“天問(wen)一號”進入火星(xing)大氣(qi)層時，熱控系統將面臨外部氣(qi)動加熱、內部設備全體開機工作(zuo)的(de)雙重(zhong)壓力，要(yao)(yao)(yao)應對(dui)上千攝氏(shi)度的(de)高溫考(kao)驗(yan)。

盡管團隊對“天問一號”的(de)各個分(fen)系統都做了故(gu)障預案，但(dan)到目前一項故(gu)障都沒有(you)發生，設計的(de)可靠性得到了驗證。

“天(tian)問(wen)一(yi)(yi)號”在著(zhu)陸火星表(biao)面前約(yue)一(yi)(yi)個月，飛控中(zhong)心(xin)的(de)集中(zhong)準備工(gong)作已經(jing)正(zheng)式開始，由(you)各(ge)研制單位技術骨干組成的(de)“天(tian)問(wen)一(yi)(yi)號”飛控試驗隊緊鑼密鼓地進行著(zhu)飛控實施文(wen)件(jian)(jian)的(de)制定(ding)與完善。飛控實施文(wen)件(jian)(jian)是“天(tian)問(wen)一(yi)(yi)號”在軌(gui)飛行動作的(de)腳本(ben)，凝結了全體人員(yuan)的(de)智(zhi)慧，容不得一(yi)(yi)絲一(yi)(yi)毫的(de)錯誤。

作為(wei)火(huo)星(xing)環繞器(qi)總體副主任設計師的杜洋(yang)，主要負責“天(tian)問(wen)一(yi)號(hao)”的飛(fei)行程序(xu)、飛(fei)控實施文件中(zhong)(zhong)環繞器(qi)部分的制(zhi)定(ding)。他介紹(shao)，“安全著(zhu)陸火(huo)星(xing)是(shi)‘天(tian)問(wen)一(yi)號(hao)’全體試驗隊員最為(wei)重(zhong)要的任務，制(zhi)定(ding)精(jing)準嚴密的飛(fei)行實施文件是(shi)取得成功的必要保障。天(tian)問(wen)一(yi)號(hao)環繞器(qi)在本次(ci)著(zhu)陸火(huo)星(xing)過程中(zhong)(zhong)，需(xu)要完成兩次(ci)變軌、五次(ci)姿態(tai)(tai)機動、多次(ci)通信狀態(tai)(tai)切(qie)換、與(yu)著(zhu)陸巡視(shi)器(qi)安全可靠(kao)的分離、實時中(zhong)(zhong)繼轉發著(zhu)陸巡視(shi)器(qi)的數據，動作復(fu)雜程度(du)不亞于火(huo)星(xing)捕獲(huo)。”

在(zai)順(shun)利完(wan)成發射、火(huo)星捕(bu)獲(huo)兩個階段(duan)的飛控(kong)準(zhun)備及(ji)在(zai)軌實(shi)施(shi)(shi)任(ren)(ren)務后，為保(bao)證任(ren)(ren)務成功，必須確保(bao)策略合理可行、飛行實(shi)施(shi)(shi)文件絕對精準(zhun)。“著陸火(huo)星飛行實(shi)施(shi)(shi)文件中約3000行操作，是火(huo)星捕(bu)獲(huo)飛行操作數(shu)量的3倍，這對我(wo)們提出了極(ji)高要求。”杜洋說，在(zai)經(jing)歷了五輪次的審查(cha)與(yu)完(wan)善后，試驗隊(dui)才完(wan)成最終版本飛控(kong)實(shi)施(shi)(shi)文件的確認與(yu)會簽。

嚴格把控，以高標準要求自己

火星飛(fei)控與以往型號的飛(fei)控都不一(yi)樣，“一(yi)邊飛(fei)控、一(yi)邊設計(ji)、一(yi)邊優化(hua)”是(shi)火星飛(fei)控最(zui)(zui)大(da)的特點。在近1年的飛(fei)控工作中，隨著著陸區(qu)域(yu)成像預探測的開(kai)展，設計(ji)師對火星的認識也(ye)更加充分。“我們在著陸點選擇、進入、下降、著陸各階段的策略和(he)軌(gui)道(dao)設計(ji)上都做了很多優化(hua)工作，確保任務可以更好地(di)適應最(zui)(zui)新的認識和(he)需求。”負責總體的繆遠明坦言，這也(ye)是(shi)整個飛(fei)控工作中最(zui)(zui)重(zhong)要和(he)最(zui)(zui)辛苦的工作。

為保證(zheng)著陸效果，火星(xing)環繞器研(yan)制團隊設計(ji)的環火停泊軌(gui)道(dao)為回歸軌(gui)道(dao)，即每圈(quan)軌(gui)道(dao)的近火點(dian)均(jun)位于首選著陸區的正上方，這種軌(gui)道(dao)設計(ji)可(ke)以(yi)使探測器每次運行到近火點(dian)時均(jun)可(ke)以(yi)對著陸區進(jin)行詳(xiang)查(cha)。

“天問一號”進(jin)入(ru)下降、著陸各階(jie)段開始前的一段時間里(li)，負責總(zong)體的幾名人員的工作異(yi)常繁重(zhong)，加班到(dao)凌晨三四(si)點是常態。為(wei)保(bao)證型號成(cheng)功，他們克服家里(li)的諸多困難，克服身體健康問題，專心地投入(ru)到(dao)工作中，摳實(shi)施文(wen)件(jian)的細(xi)節，摳演練的覆蓋性，摳故障預案(an)的可實(shi)施性。

隊員譚(tan)志云第一次經(jing)歷(li)這(zhe)么長時(shi)間的(de)(de)飛控任(ren)務，從(cong)2020年6月初開始集中飛控準(zhun)備到(dao)(dao)現今(jin)全面完成(cheng)“天問(wen)(wen)(wen)一號”進(jin)入下降、著(zhu)陸過程(cheng)。譚(tan)志云說(shuo)，時(shi)間并沒有最初想象那(nei)么漫長，更多的(de)(de)是充實(shi)和(he)忙碌。讓他印象最深的(de)(de)是試(shi)驗隊集眾(zhong)所長，針對(dui)各(ge)(ge)關鍵(jian)動作特點，開展故(gu)障冥想和(he)對(dui)策分析，一次次豐(feng)富和(he)完善(shan)了(le)各(ge)(ge)階段故(gu)障預案。譚(tan)志云激動地說(shuo)，這(zhe)其中讓我(wo)更明白了(le)一點，沒有找不(bu)(bu)到(dao)(dao)的(de)(de)方法，只有想不(bu)(bu)到(dao)(dao)的(de)(de)問(wen)(wen)(wen)題(ti)，方法總比問(wen)(wen)(wen)題(ti)多，航(hang)天人是不(bu)(bu)怕問(wen)(wen)(wen)題(ti)和(he)困難的(de)(de)。

航天(tian)工(gong)(gong)程是極其復雜的系(xi)統工(gong)(gong)程，每(mei)(mei)一個崗位職責(ze)明確落實，每(mei)(mei)一條指令清(qing)晰無誤，是保證整(zheng)個系(xi)統工(gong)(gong)程有(you)條不紊、有(you)序(xu)流轉的重中之重，試驗隊在崗人員(yuan)均(jun)以極高的標(biao)準要(yao)求自己，嚴(yan)格把控(kong)，認真操作，細致判讀，確保圓滿完成(cheng)火星探測器(qi)飛行控(kong)制任(ren)務。

巨大電子(zi)屏幕上，清(qing)晰(xi)地(di)顯(xian)示著(zhu)“天(tian)問(wen)一號”的各類(lei)參(can)數，大屏幕上方，飛(fei)行時(shi)間等(deng)數據正(zheng)不間斷地(di)跳躍變化著(zhu)。飛(fei)控工(gong)作(zuo)(zuo)的每一次動作(zuo)(zuo)調整都有著(zhu)工(gong)作(zuo)(zuo)模式復雜、動作(zuo)(zuo)時(shi)序(xu)性強(qiang)的特點(dian)。在飛(fei)控隊(dui)員看來，作(zuo)(zuo)為一名航(hang)天(tian)人，能夠為創造新(xin)的航(hang)天(tian)歷史貢獻一份力量(liang)無(wu)比榮耀。

【責任編輯：家正】