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揭秘航天發射最高等級測量保障部隊

來源:南方周末       更新時間:2011-9-24 10:50:57
 

  作者: 南方周末記者 方可成 特約撰稿 夏群良

  測繪工作既是一項體力活,也是一項腦力活。很多時候,測繪隊員像棋子一樣遍撒神州大地的雪山、草地、江河、林海,“雙腳走天涯”。

  對于精度要求極高的航天工程而言,再復雜的技術都指向同一個簡單的目標——“只有測得準,才能打得準。”

  邊境線上,國界測量不容毫厘之差,否則將是國土之失。

  “點火!”

  燃料以每秒5噸的速度迅速燃燒,幾百噸的火箭以十倍于子彈的速度直插云霄,不過幾分鐘的時間就消失在云際。

  為了能讓它準確入軌,測量保障工作在幾個月乃至幾年前就已開始。而人們對飛天背后忙碌的測量保障者,幾乎一無所知。

  “有了我們這雙眼睛,‘神舟六號’們才能找到發射點,才能知道向哪兒發射,才能準確進入預定軌道。”總參第一測繪大隊總工程師朱漢泉對南方周末記者說。

  要擦亮這雙眼睛,不“近視”、不“散光”,將飛天之路看得清清楚楚,并非易事。其測繪工作既是一項體力活,需要大量野外作業,闖蕩“生命禁區”的經歷并不鮮見;它也是一項腦力活,需要大量高新技術的研發,數字化和智能化已是這個年代里做測繪的基本要求。

  從1995年起,總參第一測繪大隊這支保障航天發射的最高等級測量部隊,先后成功為“神舟”、“嫦娥”、“北斗”保駕護航,他們下一個保障目標,是蓄勢待發的“天宮一號”。

  為了保證“天宮一號”按預定路線飛行,飛行器需要在技術廠房進行上天之前的測試,這一測試離不開測繪大隊提供的數據。

  “失之毫厘,謬以千里”

  航天發射的“眼睛”看到的是一組組數據,這些數據構成了一個龐大的網狀坐標體系。搭建這張網非常繁復,尤其是在載人航天工程的起步階段。為了實現“神舟一號”發射時首次全面運用航天大地控制網,上世紀90年代,總參第一測繪大隊成立的9人課題組,歷時9年才最終完成航天大地控制網的測繪。

  所需時間如此之長,歸因于全球各地的測控站基準并不統一。在酒泉衛星發射中心,原來的基地大地控制網始建于上世紀五六十年代,其精度已經不能滿足載人航天的要求。而遠離我國的境外測控站非常分散,且基準不盡相同。要將這些子網的數據統一,大隊的工程師們需要攻克許多技術難題。

  在一般人眼中,從電視里看到的火箭發射場景幾乎總是一模一樣,在測繪人眼里,每一次的發射都千差萬別,發射點的位置即是一例。

  “我們需要提供的是衛星發射時的中心位置,即便幾次發射是在同一個發射架上,這個位置也會不同,因為幾百噸的火箭是通過鐵軌移動到發射架上的,不可能總是恰好安放在同一點上,每一次都需要重新測量。”大隊高級工程師王俊勤說,“火箭的‘高矮胖瘦’形狀不同也會影響這個點的位置。”對于精度要求極高的航天工程而言,發射點的數據需要非常精確。

  這張覆蓋全球的網,托舉著“天宮一號”等飛行器的火箭才能在上面找到自己發射的那個點。有了這個點的數據,發射和飛行的各種參數才可能被計算和控制。

  “這個點的測量并不容易,因為發射架下面是個‘虛點’,不可能鉆到架子下面進行測量。”總參測繪局副局長申慧群提醒。

  另一個需要解決的問題是,火箭朝哪個方向發射?

  與肉眼的直觀所見不同,火箭發射并非垂直向上,而是要在達到一定高度后“拐個彎”。由于發射時間和軌道高度各異,每一次的發射角度都千差萬別。測繪大隊要做的,就是保障這個角度的實現。

  “這是真正的失之毫厘,謬以千里,距離越遠偏得越多。例如,角度偏差了1秒(1度的3600分之一),在2000公里的距離后就能相差100米左右。”朱漢泉說,這個角度的精度要求之高

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