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南方日报:让“天神”跳起太空“双人舞”
2011-11-01

  天宫一号任务的核心是交会对接。为检验我国在该领域内的技术水平,在接下来的半个月里,天宫一号目标飞行器将与神舟八号飞船进行两次交会对接试验。
  天宫一号对接任务给我国航天飞行控制技术带来的最大挑战在于“多目标协同测控”。形象地说,以前的测控都是让飞行器在太空“独舞”;这次则是让两个飞行器在太空跳“双人舞”。
  “太空双人舞”任务,使北京航天飞行控制中心旧有的软件平台全部过时,因为它们无法适用于多任务、多目标协同测控的需要。
  如今,北京航天飞行控制中心已经有了一套全新的、安全稳定高效的软件系统平台,可以满足多目标协同测控的任务要求。
  该系统平台的性能将在两次交会对接任务中得到验证。

  “双人舞”挑战
  51岁的童斌,是北京航天飞行控制中心总工程师,交会对接任务测控通信系统技术总负责人。
  他说,进入21世纪,世界主要国家都在大力发展航天科技,宇宙空间已经成为国力竞争的“新边疆”。
  作为我国载人航天和深空探测飞行的神经中枢,北京航天飞行控制中心必须具备多任务并行、多目标协同测控的能力。
  童斌说:“飞行器就像提线木偶,地面指挥人员通过看不见的那根线,牵着它在太空活动。过去是‘独舞’,现在是‘双人舞’,不但两个人都要跳好,还得配合舞伴一起跳好。”
  可见,如果没有一套安全稳定高效的软件系统平台作保障,再高的测控水平、再精密的测控精度、再完美的控制方案都毫无意义。
  为了这个平台,童斌和他的团队整整忙了4个年头。

  四年科技攻关
  打破常规、推陈出新,谈何容易?
  对童斌和同事们来说,研制出一套全新的软件平台,至少要预测到我国航天发展10年乃至20年测控任务需求。这个需求看不见、摸不着,但又要想方设法实现它,更是难上加难。
  童斌和他的同事们开始了艰苦的攻关。
  搞软件的人都知道,需求不明确,无法开展应用软件的开发工作。
  因此,4年前,童斌和他的团队首先深入各个系统调研,用大半年时间分析需求。
  童斌的严谨是出了名的。
  他说:“软件开发是一项非常大的系统工程,没有任何环节可以马虎过去。我们做工作就要抓两头,一是抓顶层,再则是抓细节。
  作为总工程师,每一个模块从设计开发到测试、评测,童斌都要亲自把关。
  对于关键性数据、关键性结论,不仅要看、要问、要审,有的还要查看原始数据。只要事关质量,他不管别人是否接受,绝不通融,绝不含糊。
  在一次任务前的软件第三方评测过程中,测试人员通过强度容错测试发现了一个小问题。有技术人员觉得,这只是一个小问题,不会对任务产生影响。
  童斌有些恼怒地说:“要让飞行器在太空安全运行,我们提供的每一个数据,每一份报告,都必须经得起推敲和考验!”
  他要求技术人员针对这个问题进行修改,还得出据详细的归零报告,他还要求参试人员从这件事中举一反三。
  此刻,童斌就像一个不讲情面的机器人,成为软件平台开发最过硬、最严密的“质量关卡”。

  协同测控平台
  四个寒来暑往,功夫不负有心人,工作人员不分白天黑夜地干,最终研制出了具有上千个模块和200万行源程序的飞控软件系统。
  他们不但设计了双服务器单数据库的监控显示架构,实现了多任务支持功能,提供了多样化的实时显示、实时查询和实时分析功能,还设计了以数据库为核心的数据管理模式,实现了数据实时入库、实时分析和实时查询,使测控应用软件成为一种全新类型的任务平台,支持多型号、多目标和各层次人员的各类任务需求,为飞行器铺设了一条安全、畅通、高效的信息高速公路。
  童斌说:“可以这样通俗地理解现在的新平台:以前,是一群人在一个房间里,测控一个飞行器;现在,是两群人在两个房间里,协同测控两个飞行器。”
  谈及即将到来的交会对接任务,童斌说,事实将证明,为该任务研制的测控应用二代软件系统能够经受住实战的考验,能够为我国航天多任务、多目标飞控提供稳定可靠的保障。
  昨晚,在神舟八号发射前夕,这位身经百战的老航天再次来到飞控大厅。
  在年轻人敬佩的目光中,童斌盯着大屏幕,仿佛已经看到了我国航天事业即将迎来的那个新的辉煌时刻。

  天宫神八淡定迎风雨 构建天地大回路飞行控制验证体制
  一般人出门前都要查查天气预报,以便未雨绸缪。
  天宫、神八要进入太空,它们可能遇上的天气状况,比我们一般的地面旅行不知要复杂多少倍。
  用参试人员的行话来说,就是“飞行器要经受复杂空间环境和数十次飞控变轨的考验”。而且,“一旦出现问题,后果不堪设想”。
  如果在地面上,就能够发现并解决航天飞行中可能出现的问题,该有多好。
  也就是说,让飞行器在地面模拟的太空环境中经风雨、见世面,成功应对所有可以预见到的问题,“上天赶考”将更有把握。
  为了在地面上解决太空问题,北京航天飞行控制中心提出了构建“天地大回路飞行控制验证体制”的设想,研发测试飞控模拟器,是该验证体制的重要环节。
  该中心总体室科研人员汪广洪博士,就承担了这个“在地面上解决太空问题”的重任。
  这个戴眼镜的大个子,说话办事慢条斯理、四平八稳。可能就是这种稳健的性格,让他成为担当交会对接任务飞控模拟器研发测试重任的人物。
  我国首次空间交会对接任务,将第一次实施高密度、高精度频繁轨道控制,第一次实施真正意义上的两个目标协同控制,实施难度前所未有,关注程度前所未有,容不得有半点闪失。
  汪广洪博士必须做到,在半年时间内,对天宫一号和神舟八号的工作机理了如指掌。在此基础上,快速拿出满足任务需求的设计方案,然后才谈得上研制模拟器。
  接到任务后,汪广洪立刻带着他的小背包出发了。
  天宫一号和神舟八号两个飞行器,拥有十几个分系统,其工作原理、工作模式、计算机需求、相互逻辑更是复杂繁琐。
  汪广洪一趟又一趟,跑遍了所有分系统承制单位。半年后,他与协作单位完成了飞控模拟器的研发。
  此时,距离交会对接任务第一次联调联试仅有半个月了,得赶紧对飞控模拟器进行测试。
  这是飞模首次连接成为系统,需要现场协调解决的问题不计其数。
  汪广洪面对的是9个分系统,20余台设备,1000条遥控指令,300多个重要飞控事件,以及五花八门的各系统接口、标准,涉及的数据成千上万。
  哗,听到这里,很多人头都要大了。
  汪广洪的头没大,因为他别无退路,只能“顶硬上”。
  在一个星期时间里,汪广洪主持解决了大量的接口匹配问题。在高强度测试中,发现、解决了遥控指令不执行、部分重要事件不响应等200多个问题,最终飞模实现了全系统联通,通过了测试,确保了联试工作的有序进行。
  在此后的十余次交会对接任务演练中,汪广洪参与研制的飞控模拟器真正派上了用场:验证了各类实施方案、飞控流程和程序,经受了“地面上的太空”所能想到的全部严峻考验。
  如今,真正的天宫一号正在太空经受汪广洪们早已模拟测试过的“严峻天气”的考验,神舟八号也即将飞上太空,经受同样的考验。
  汪广洪说:“测试飞控模拟器,就像一个探路者,它披荆斩棘经受了一切。这样,真正的飞行器对可能遇上的问题,才能了然于胸、应对自如。可以说,此刻的天宫和神八完全可以很淡定。”

  神八发射前5个小时,本报专访飞控中心刘清华书记
  任务前夜保证 所有人都休
  今天零时许,笔者走出北京航天飞行控制中心一号飞控大厅,遇上了该中心党委书记、交会对接任务测控通信指挥部副指挥长刘清华。
  此刻,距神舟八号发射还有5个多小时,笔者对刘清华作了专访。刘清华透露,北京航天飞行控制中心有10余项技术达到世界领先水平。

  南方日报:刘书记,现在零时刚过,已经是11月1日了。一号飞控大厅里,怎么一个人也没有?
  刘清华:是的,我也正要进去看看呢。这会儿,我们的参试人员都在休息。这是一项纪律,任务前夕,大家都得待在屋里好好休息,不准“乱说乱动”。到时候,所有人都得精神饱满地到这儿来,认认真真、没日没夜地干一场。哈哈!

  南方日报:10月30日,中心出版了最新一期《飞控报》,您与中心主任陈宏敏都担任这份报纸的总顾问。在任务如此紧张的时刻,这份内部报纸有什么作用?
  刘清华:这就是我们振奋人心、凝聚力量的绝活了。航天事业风险大,任务中,给人带来的心理压力也大。作为党委书记,我们得重视思想工作在科研试验中的作用啊!
  思想工作实际上就是让大家心往一处想,劲往一处使,明确目标,激发热情,坚定信心。
  你看这个《飞控报》,上面既有领导视察工作的消息,也有一线工作人员的动态,图片拍得也不错,大家都喜欢看。通过思想发动,大家的干劲在潜移默化中鼓起来了,我们中心的核心价值观“使命、创新、求实、奉献”也就落到了实处,对完成任务大有好处。

  南方日报:听说北京航天飞行控制中心高学历人才多?
  刘清华:没错,这是我们最感到骄傲的地方。中心成立以来,党委班子换了几届,但都致力于打造一流航天飞控人才队伍。有了人才,事情就好办。
  现在,我们中心有研究员22人,高级工程师86人,博士后3人,博士28人,硕士191人,共取得了科技成果奖180多项,堪称人才济济,硕果累累。
  正是因为有了这么一支人才队伍,我们中心才会有百分之百的测控率,才会取得今天的成就和辉煌。比如,在历次神舟系列载人航天飞行和两次月球探测任务中,我们相继攻克了载人航天工程、深空探测近20项关键飞控技术。其中高精度实时定轨、精确返回控制、应急救生控制、姿控力精确补偿定轨、直接地月转移轨道重构等10余项技术达到世界领先水平。

  南方日报:备战交会对接任务,工作繁忙,你们是怎么运作的?
  刘清华:我们这里的工作是“白加黑”、“五加二”。就是夜以继日地工作,周末也工作,大家都很辛苦。
  有的夫妻两个人都在中心忙任务,孩子只能托付给老人照顾。有的小两口刚结婚,聚少离多。还有不少女专家,全身心投入到任务中来,很令人感动。都说奉献精神,我觉得,这就是奉献精神。
  现在,我得进去看看了,要保证所有人都在好好休息。谢谢你的来访,也祝你工作顺利。再见!

  来源:南方日报

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