3月20日8时31分,探月工程四期鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空。

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新华社记者 杨冠宇 摄

探月工程四期开展着陆探测和采样的地点主要在月球南极和月球背面。在星体运转中,月球始终有一面背对地球,这一面被称为月球的暗面,着陆在月球暗面的探测器无法直接实现与地球的测控通信和数据传输。

为此,科研人员多番探索、艰辛攻关,得以让中继通信站——鹊桥二号,作为连接起月球背面探测器与地球的桥梁,为正在运行的嫦娥四号和即将开展的嫦娥六号、嫦娥七号、嫦娥八号及后续国内外月球探测任务等提供中继通信服务。而它的成功发射,离不开每个为此付出的科研人员。

张俊新:地球是人的摇篮,人不能永远活在摇篮里

作为文昌航天发射场总体工程师,工作多年的张俊新见证了文昌航天发射场上的数个重要时刻。

对于场下观众而言,每一次的成功发射都印证着中国航天事业的一帆风顺。但在张俊新眼里,哪怕是工作几十年、参与上百发任务的老专家,在面临新的任务时,依然会万分紧张。

鹊桥二号成功发射后,张俊新并未松懈。后续,鹊桥二号将在地面测控支持下,经过中途修正、近月制动,最终进入环月使命轨道,成为继“鹊桥”中继星之后世界上第二颗在地球轨道以外的专用中继星。

任何卫星的发射都不是孤立的项目,而是与整个航天事业都密切联系的其中一环。鹊桥二号不但接力“鹊桥一号”中继星为嫦娥四号提供中继通信服务,还将为嫦娥六号月球采样任务提供支持。它的发射,不代表着最终的成功,而是为后续的长期计划做好积累。

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发射塔架上的长征八号遥三运载火箭

中国航天事业的成功离不开前人的开拓,当下的进取同样是为了未来更长远的目标。张俊新提到,他们计划在2030年前登月,还要发射天问2号、天问3号,将丈量宇宙的脚步从月球一路迈到火星。

依据文昌航天发射场的规划蓝图,这里未来将出现载人工位、重型工位,为已经论证成功的载人火箭和正在论证中的重型火箭作准备。

除了规模的提升,先进技术的投入也是未来极为显著的变化。张俊新介绍说,未来的火箭,将更加自动化、智慧化。“就是人和机器一起工作,这是现在国际航天的发展趋势,不但能提高安全性,也能更有助于科研人员的判断。”

张俊新偶尔也会和朋友畅想,会否有一天,自己这样的普通人也能有登上火箭、在太空里遨游的可能。

这并非不切实际的遐想。张俊新说:“第一代航天员的要求主要是在体能测试上,但随着科技的进步,目标的变化,第二代航天员的选择会更多瞄准科学家,需要他们运用专业能力做一些研究。当科技发展,成本降低,也许真的有一天,身体素质一般的老百姓也能上太空。”

张俊新回想起最早提出航天学理论的科学家齐奥尔科夫斯基的一句话:“地球是人的摇篮,但人不能永远在摇篮里。”它暗含着人不能永远停在舒适区,而是要不断探索新天地的寓意。这不仅是张俊新的工作指引,也贯穿着中国航天事业不断向外探索的信心。

杨文 :中国航天永远值得期待

鹊桥二号的成功发射,离不开每个环节的精确配合。文昌航天发射场测发系统高级工程师杨文负责的测发系统,是发射场的五大系统之一,也是其中与火箭、卫星等产品直接打交道的最核心的一环。

当火箭抵达机场或码头的那一刻,任务就正式开始了。杨文和其他测发系统的成员们,要先负责将火箭监运到发射场,为它升空前的最后一公里保驾护航。接着到厂区的车厂房里对产品进行吊装、拆解,逐步检查、测试,确保中间不会有任何环节出错。

之后,杨文和伙伴们会将它运输到发射塔架,组装、加注,直至火箭最终发射升空。步骤听起来简单,但却极为考验科研人的专业素养。

杨文解释,在监测环节,他们要利用数据科学的知识和人工智能的技术,再结合具体的发射任务,对火箭、卫星进行数据分析,判断它是否满足发射要求,一旦检测出异样,就要凭借专业知识及时调整。每一次发射任务的成功,都建立在这样复杂的流程以及测发系统的成员们的一丝不苟之上。

杨文介绍说,为了对整个发射场的状态有更全面的掌握和了解,测发系统早早就建立了一套地勤网系统。第一代时,测发系统实现了地勤网的网络化和数字化,第二代时,又实现了它的信息化,使得这张大网织得更严密,感知到的信息也更全面。如今是第三代,杨文计划推动它往智能化的方向转型,让它获取系统数据,通过对数据的洞察,来捕捉到系统的状态,以此辅助操作人员作出更精准的判断。

为了实现这个计划,在工作之余,杨文始终坚持在学术领域的探索,不断用最新颖、最精进的知识来武装头脑。

杨文的学术知识从来不是纸上谈兵,而是能切实为工作提供良方。杨文介绍,每当在工程中遇到问题,他就会借助学术的力量,进行研究,得出解决方案后,又会立刻在实际工作中运用、检验,形成一种学术与实际互为辅助、良性循环的闭环。

在一次次的探索中,杨文见证了那些高屋建瓴的理论一次次落地为现实,见证了中国航天的迅猛发展和无限的可能性,他由衷感叹:中国航天事业和国家命运紧密相连,它永远值得期待。

刘健 :想投身航天事业,好好学习是最简单的事

发射场的五大系统中,有两个看上去名字极为相像的系统:测控系统和测发系统,工作内容却截然不同。文昌航天发射场数据处理系统工程师刘健打比方说:“如果说测控系统是一张网,数据处理系统,就是这个网络的中心。”

刘健的任务,就是在火箭上升的过程中,跟踪测量光学设备、雷达设备、遥测设备的相关数据,并且与北京中心、西安中心的数据信息进行交换汇总。

每一个数据都至关重要。比如观众们了解最多的:火箭分离后,掉落的助推器残骸。具体掉落方位,其实就是数据处理系统监测数据后预报的。

和长征二号、长征三号发射时期相比,现在的数据监测工作有了进一步的发展。刘健介绍道,针对每个新型火箭,他们都会编写软件,有针对性地处理。在收集大量数据、对比分析的基础上,数据处理系统还建立起了一个数据库。而这样通用化的设计和针对性的处理相结合,大幅提高了事后处理的效率。刘健有些自豪地说:“以前可能一两个小时,现在可能三五分钟。”

集体的努力,带来的不只是速度的提升,还有数据的精准,而数据的精准程度,对火箭、卫星的发射、对接有着举足轻重的影响。刘健认为,成功是一步一步累积的,初始轨道定轨的精度越高,后续的设备跟踪就越顺利,也能为后续的姿态调整、快速对接提供更有力的基础支持。

对于刘健来说,如今他在专业领域的成就,也是从小一步步积累的。刘健记得,2003年,他刚上初中,杨利伟乘坐中国第一艘载人航天飞船“神舟五号”进入太空的消息给他带来一种极大的震撼。而这种澎湃的心情也让刘健从那时开始就谨记,每个宏大的目标,都要从小事做起。

赵小平:追随新时代,砥砺前行,不负韶华

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火箭的发射,容易受到“天时地利人和”等元素的制约,而文昌航天发射场中就有一个重要系统,能够帮助发射任务最大化减少外力的干扰。

气象系统工程师赵小平负责的就是这样一份工作——通过探测发射场周围的气象,作出天气预报以及危险天气的预警,并在发射过程中开展保障工作,使航天发射任务能规避危险天气,让其顺利进行。

在多年的实践中,发射场陆续建设起了一套齐全的从地面到高空的观探测设备:多普勒天气雷达可以观测云,闪电定位系统和地面大气电场探测系统可以综合观测雷电。在海南岛,气象系统共建设了8套闪电定位探测系统,通过组网来确定某个闪电发生的具体位置和闪电的强度,并由此探测闪电将来的移动趋势,判断会不会对发射场产生影响。

天气的多变决定了这份工作的灵活,而发射场位置的不同,也极为考验气象系统的探测和应变能力。西昌发射场位于我国西南部高原地区,是典型的是高原山地气候特征,但海南的文昌发射场则是热带海洋性季风气候,有着高温、高湿、高盐雾和强台风、强降水、强雷暴的三高三强特征。

鹊桥二号发射升空

过去的经验不再适用,赵小平就具体问题具体分析,将在文昌发射场的保障重点,放在会对发射产生影响的降水、雷电和台风上。

赵小平对2017年“天舟一号”发射前的天气预报任务记忆犹新。当天,南海上空盘旋着热带低压,持续给场区带来降雨和雷电天气,气象系统的各位成员集思广益、共同抉择,判断出了在正午前后雷电和降雨会终止,发射任务得以顺利进行。

赵小平说“南海的气候很复杂,短时间内就会有剧烈变化,所以你必须要抓住那个关键时期,确保任务规避极端天气。”

在诸多的不确定因素中找到“最稳定”的关键时刻,是赵小平十多年来始终坚持的工作,也是中国航天事业一直坚持的方向。赵小平说:“中国航天事业现在正处于一个蓬勃发展的阶段,追随当下的新时代,砥砺前行,才能不负韶华。”

本文来源:中国科协之声

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