揭秘中国探月工程设计师:这里的战场“静悄悄” 

04.11.2014  10:27

  11月1日晨,中国探月三期再入返回试验器“小嫦娥”成功返回地球。图为北京航天城飞行控制中心返回器降落打开降落伞的模拟画面。本报记者 邱晨辉摄

在工作现场的“嫦娥”。北京航天飞行控制中心供图

  10月24日凌晨,被称作“小嫦娥”的探月三期飞行试验器入轨那一刻,坐在北京航天城飞行控制大厅总体主任设计师岗位上的席露华明白,自己的第四次探月征程开始了。

  7年前,同样是在这一天,同样是在这个大厅里,她作为中心总体计划和国际联网岗位负责人,参加了我国第一次绕月探测任务——嫦娥一号。如果从2004年我国探月工程立项算起,她从事嫦娥任务飞控工作已整整十年。

  十年,对于中华民族的千年奔月梦想,不过是刹那瞬间,而对于席露华和她身边的女同事,却是人生一段不可再生的青春年华。她们中有在改革开放大潮中成长的70后,有在物欲横流的时代却选择守望星空的80后,在航天城,她们被身边的同事称作托举“嫦娥”奔月的嫦娥们“飞控一姐”以及中国探月的“美丽封面”。

   向外国专家叫板

  此次再入返回飞行试验任务,席露华担任的是飞控总体主任设计师一职。对这份工作,她打了一个形象的比喻:飞控总体就像桥梁,连接测控系统和飞行试验器系统,她要做的就是思考如何将这座桥设计完美,搭建牢固。

  这是一项极具风险和挑战的工作。按她的说法,机理原理不吃透,就像建桥缺少混凝土;设计考虑不周全,大桥缺腿断臂易塌陷;方案观点不准确,势必千里之堤溃自蚁穴。

  为此,她必须要吃透飞行试验器系统二三十套,多达几十万字的各类方案。这还不是简单的“拿来主义”,最关键的工作还在于要结合测控系统实际特点,制定飞控需求,明确飞控该做什么,该怎么做,由谁来做,什么时间做等一系列问题。

  任务前,她每天都会做三件事:查资料、参加联试和分析问题。常常是找到一个分系统的专家,就是一大串问题,常常为了一个问题,一坐就是好几个钟头。

  在航天城,有个关于她的故事流传颇广。

  那是在嫦娥一号任务备战时,在一次与欧空局国际联网的测试中,有个国外站总是跟踪不上卫星。欧空局的专家们向担任国际联网北京中心负责人的席露华提出质疑:“应该是你们的方案和数据出了问题!

  席露华却和这些国际专家“叫板”:“我们的方案经过了严密论证,我们的数据经过无数次测试,问题绝不在我们。”后来,经过排故,最终得出是由于国外测站测试方法出现了偏差,导致失误产生。这件事让老外竖起了大拇指。

  2013年,在距嫦娥三号任务还剩下最后两个月的时候,巡视器系统将十几本临时状态更动的方案放在了席露华面前。新的状态更改,意味着飞控需求、系统接口、软件状态等一系列工作都要重新做。

  作为巡视器“玉兔”遥操作总体主任设计师,席露华“压力山大”。此刻,究竟是按照对方状态变化需求简单地进行方案和软硬件系统调整,还是全面深入分析论证,按任务备战流程重新来做?

  席露华选择了后者。她说,从嫦娥一号到嫦娥三号,每一次任务都像一次难题重重却又输不起的大考。

  十年前,席露华20多岁,那时的她爱说爱笑、充满活力,如今她是同事眼中经验丰富、成熟稳重的“飞控一姐”。她说自己不是一个喜欢做梦的人,然而,十年探月,她却用敏思慧心织就了3个美丽的星月梦想。

   隔空给嫦娥把脉

  在《西游记》里,孙悟空悬丝把脉,隔空便能诊断出朱紫国国王患有“双鸟失群”之症。

  在北京航天飞行控制中心,有人说张祖丽比孙悟空还要“”,她无需悬丝,就能为远在万里之外奔月返回轨道上的“嫦娥”把脉。

  张祖丽是飞控中心再入返回飞行试验任务遥测岗位的主管设计师,被称作该中心遥测岗位“一姐”。

  “嫦娥”遨游在奔月返回的轨道上,最远处距地球足足有42万公里。它的飞行状况如何,是否按照地面飞控人员的指令准确实施预定动作,各系统是否工作正常?获悉这一切,都要靠飞行器下传的数据来判断。张祖丽所在的遥测岗位,每天的主要工作就是与这些下传数据打交道。

  打开监控显示页面,数传、热控、电源……17个飞行试验器分系统的监显页面依次呈现在眼前,每个分系统都包含成百上千个遥测参数。在张祖丽眼里,这些分系统就如同“嫦娥”的一个个器官,那些遥测参数就像是组成器官的一个个细胞。而她,就要像一个医生一样,时刻把脉“嫦娥”,关注、呵护这些器官和细胞的健康。

  “飞行器通过无线电波下传的数据是一堆由0和1组成的源码。我们要破译这些源码,通过复杂的公式计算和曲线拟合等方式,将它们变成一个个准确的遥测数据,实时呈现在监控显示页面上。”张祖丽告诉记者。

  工欲善其事,必先利其器。与之前任务相比,再入返回飞行试验任务的遥测数据种类更多,格式更为复杂。要想有效把脉“嫦娥”,必须得有“利器”,得靠高超的手段。

  “就像医生技术越高超、医疗设备越先进,检查结果就越准确,治病效果就越好一样。”张祖丽告诉记者,她们岗位最累、最难的工作就是在任务前积累好自身,打磨好“利器”。

  这次任务,张祖丽带着遥测团队,为把脉“嫦娥”量身打造了三大“利器”:遥测数据快速处理、故障快速诊断和信息快速监控。此外,另有一项工作在她眼中至关重要——遥测信息的抽象化描述和归一化处理。

  就像铸剑师事先打造出剑模一样,不论是铸铁剑还是铜剑,只要把相应材料熔化浇铸到剑模里就行。她们完成的这项工作就是为探月工程打造遥测模具。以后不论任务怎么变,只要把配置信息改为对应任务的配置,她们的遥测处理软件就能很快完成任务自适应。

  这对提高任务备战效率有不小的意义。如今,我国第四次探月任务征程方启,地月之行万里路,作为“嫦娥”姑娘的把脉人,张祖丽说:“我们遥测岗位的任务备战效率从工业化时代迈进了信息化时代。

   这里的战场“静悄悄

  这个秋天,梁爽再次成为“千军万马”的一名女指挥。然而,她的身边却感受不到丝毫“沙场秋点兵”的气势——

  指挥席不过是三尺机台、方寸荧屏,“千军万马”也只是成百上千条指令构成的“数字大军”,而嘹亮的战鼓和号角声则是噼里啪啦的键盘声。

  这里的战场“静悄悄”,却也有着生死一线的紧张。

  此刻,梁爽正检阅着她“排兵布阵”的新作——任务全过程程遥控制的统一计划。作为探月三期再入返回飞行试验任务规划计划岗位主管设计师,梁爽担负着生成、检查、修改任务中各类计划的重任。

  曾有人把计划比作是推动任务进程的驱动器,把生成计划比作是太空“排兵布阵”——“小嫦娥”什么时候该做什么动作、地面什么时候发送什么指令、测站跟踪何时开始何时结束全靠计划指引。

  这是一件极易出错的工作,梁爽甚至用“站在悬崖边”的比喻来形容她高度紧张的精神。

  7年前,当嫦娥一号卫星发射升空时,梁爽就坐在了这个岗位上。

  天地如棋局,指令如棋子。她喜欢天地间“排兵布阵”般的感觉:一条条计划指令在她手里如同一个个军令有序生成,发往遍布五大洲四大洋的测量站、船,引导它们开展测量跟踪,发往远在奔月轨道上的飞行试验器,指引“嫦娥”再入返回征程。

  2007年,嫦娥一号任务备战,那是梁爽第一次接触任务规划计划工作,便设计开发了“任务计划可视化分析平台”,这个平台至今仍在使用。7年时间,经梁爽的手生成的计划指令达两万多条。这两万多条指令编排在一起,就如同一队旌旗猎猎、联通地月的数字大军。

  在外人看来,排满屏幕密密麻麻指令,可能会有种“头大”的感觉。但就像数学家感觉欧拉公式美妙绝伦一样,梁爽能从自己的工作中找到美感与美的享受。

  “当你懂得了这些计划指令的逻辑规则和理论依据后,就不会觉得乱了;当你努力剔除错误、解决冲突,让整个计划和谐有序、浑然一体时,就会有种美的感觉。”梁爽说。

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