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风云四号卫星总设计师董瑶海:行至天穹处 坐看云起时

    来源:中国航天网   发布时间:2019-01-03

2016年12月,风云四号卫星首发星成功发射,并在轨稳定运行,在我国高轨高精度定量遥感卫星发展历程中具有开创性的意义。与欧美相比,风云四号在世界上首次具备了单颗卫星上同时实现成像观测和大气垂直探测的能力,单星具备了欧美双星才能达到的功能,实现了我国静止轨道气象卫星的跨越式发展,为我国气象卫星的发展作出了突出的贡献。用户评价风云四号气象卫星:“达到世界先进水平,是航天大国向航天强国迈进的又一重要标志。”

人生的“变轨”

在北京市的西郊马连洼有个中国气象局东北旺地球接收站,这里是接受卫星下发数据的地方,风云三号数据接收在房间左边,风云四号数据接受在右边。有一次,董瑶海到北京去出差,正好遇到风云三号飞过来,风云四号一直在我们国家头顶,两个卫星都在下数据,董瑶海自豪地拉着同事们讲:“风云三号首发星我是总设计师,风云四号首发星我还是总设计师!”

谈及职业生涯从“低轨”到“高轨”的变轨,董瑶海当时还是很矛盾的。2008年5月27日,我国新一代极轨气象卫星风云三号A星成功发射,董瑶海作为风云三号A星的总设计师,在工程实践中实现了从单一遥感成像到地球环境综合探测、从光学遥感到微波遥感、从公里级分辨率到百米级分辨率、从国内接收到极地接收的四大技术新突破,攻克了高精度、高灵敏度、宽视场、光学与微波综合遥感探测卫星总体技术,为我国极轨气象卫星的升级换代作出了突出贡献。

此时的董瑶海已算功成名就了,仅仅过了一年后,2009年5月,领导想调他到风云四号,组建团队启动研制任务。刚开始的时候,他很犹豫,风云三号8年的研制,日以继夜的攻关,没有假期,废寝忘食的工作,让他患上了严重的焦虑症,最初的时候他自己也不知道,就是感觉睡不着,年轻时候就扛过去了,也没有看医生,很晚才知道是焦虑症。从内心讲,他不太想再去从事新型号研制了,实在太辛苦。当他看到风云四号要求的指标,当时就打退堂鼓了。中国气象局的要求就是全世界最先进指标,对标美国、欧洲,把世界上最先进指标作为要求下发的。最终,他还是服从大局,接受挑战,从“低轨”变为“高轨”,扛起了风云四号研制的大旗。

让“不可能”成为“可能”

董瑶海到了风云四号型号战线以后,看到风云四号卫星要求的指标,觉得真不可能搞出来。比如要求卫星从36000公里的上空看地球,指向地球的精度偏差不能超过一公里到两公里,就好像架个三脚架,上面固定个激光笔,一百米开外有个靶标,瞄准靶心, 一百米指着不动,一年以后,无论日晒雨淋,这个激光笔的光斑离那个靶心,不能偏离五毫米。当时董瑶海就感觉到根本做不出来,在地球上三脚架用螺钉拧死,一年下来也会偏离目标。

当时,连高精度测角的仪器都没有,那怎么搞?董瑶海一筹莫展的时候,带领团队到欧洲考察,。当时,欧洲也在研制与风云四号类似的气象卫星,到现在还没发射,与风云四号同步开始研制的。欧洲将转角测量叫角编码器,作为核心技术,他们开玩笑的对董瑶海一行讲,可以卖给你们的,5000万欧元怎么样?当时相当于5亿人民币。实际上是肯定不卖的。

在风云四号刚开始研制的一年半时间里,由于好多核心技术没有攻克,董瑶海和研制团队饱受质疑与批评。国内外同行都觉得难度太大,不可能实现的,甚至有人当面告诉董瑶海:“我根本就不相信你们做得出来。”

董瑶海带领团队忍辱负重,攻坚克难,将各种各样的质疑与批评转化为前进的动力。通过5年的不懈努力,持续奋斗,他组织和带领队伍先后攻克了高精度扫描、高精度姿态控制、高精度星敏感器测量及热控、高稳定结构等一系列关键技术,尤其是首次完成了星上实时补偿的高精度图像导航配准,实现了从36000公里上空像元级的图像定位与配准,这是气象卫星定量遥感数据质量提升的一大技术革命;他首次引入了微振动测量与抑制的设计理念,创新地提出了敏感载荷隔振和振源隔振的双级隔振方法,实现了星上0.1mg以下的微振动控制,成功打造了我国新一代高轨高精度超静遥感卫星平台。

细节决定成败

成功的背后源于对细节的执着,把简单的事情做得不简单,把每一件小事做到位。董瑶海在团队常被戏言称为抠细节魔头,用一个词形容就是执着,三个字就是强迫症。在会上问倒设计师的问题,第二次开会接着问,还不会,第三次开会再问,直到把问题解释清楚,做到心里有底。每天试验结束,董瑶海都会一个人快速地把数据看一遍,找问题,几年如一日地坚持。在他看来这是一种态度,更是一种求知的体现,就好比大伙儿经常调侃他为什么总是爱P图,还专一于一种图,他的回答除了源于对技术的着迷与探索,那就是对细节的注重了。

“董总对测试的要求几近苛刻,对主任设计师直接采取的就是现场考核。这不得不让我和我的团队要把测试软件、测试文件等一遍一遍的反复升级、细化。就拿遥测显示终端软件以及遥测事后处理软件的更改来说,已不下15个版本。发射场测试细则就有1500页之多,正样星以来的测试手册就直接用厚度衡量。为了提高工作效率,硬是开发出了射频自动化测试软件,实现了流程的优化,可以把2周的工作量压缩到2天完成。”风云四号综合测试主任设计师周军揭秘测试背后的秘密。

多年来,董瑶海还规划了气象与环境卫星系列后续发展,制定对地全要素综合探测目标,使气象与环境领域卫星的探测手段更加丰富、观测要素更加全面,涵盖了云、温度、湿度、风场、气压、成分等方面。同时也通过一系列关键技术攻关提升了我国在气象与环境领域卫星的综合研制实力。