2020年7月31日,中国宣布全面建成的北斗三号全球卫星导航系统,这是过去十年中,中国航天最为耀眼的成就之一。这项由中国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统,在维护国家安全,服务经济社会发展方面发挥了不可替代的作用。从1994年正式启动至2020年全面建成,北斗卫星导航系统耗时26年,共组织了44次北斗发射任务,先后将59颗北斗卫星送入预定轨道,任务成功率达到100%!
举世瞩目的成就背后,除了性能卓越的星与箭,还有一支神秘的“牧星”团队时刻守护着这座中国迄今为止规模最大的星座系统。 特别是在2020年3月北斗三号GEO-2卫星组网部署任务中,这支团队克服新冠疫情等种种不利因素,在卫星突发故障,面临失控的局面下,凭借过硬本领,发扬担当精神,成功将这颗卫星救回并送入预定轨道,确保北斗三号全球卫星导航系统在当年如期顺利建成。作为中国太空资产的守卫者,这支默默无闻的团队也在一次次力挽狂澜中,践行着“把光辉融进祖国星座”的伟大精神。
然而在西安卫星测控中心,发射成功的大红屏却昭示着中国“牧星人”后续更加繁重任务的开始。 按照计划,北斗三号GEO-2卫星在进入大椭圆轨道后,将实施5次变轨,逐步抬升卫星轨道近地点的高度,降低轨道倾角。最终目标是让卫星进入距离地球3万6千余公里的地球静止轨道。
通常而言,每一次发射任务,在西安卫星测控中心的指挥大厅内,会有中心的飞控团队和卫星研制方的技术团队共同执行早期的测控任务,以便更好的掌握卫星的相关情况和状态。但是2020年的3月正值新冠疫情肆虐全国,卫星研制方的技术团队虽然也在西安卫星测控中心,但出于疫情防控的要求,两支团队只能分散于两个工作厅内执行此次任务,在卫星突发故障的危急时刻无法面对面分享数据,交流想法,只能通过电话和调度人员商讨解决措施,在那个千钧一发的时刻,这无疑给应急处置增添了难度。
面对大红屏上显示卫星干扰力矩数据持续加大的危险局面,地面飞控人员通过研判后决定为卫星设置一个临界参数,一旦卫星姿态异变的参数达到了这个值,地面人员就必须立马发送指令紧急关闭卫星的主发动机,确保卫星的安全。“当时的情况是,如果卫星姿态异变参数超过这个临界点,卫星就有可能会失联、失控,在那之前如果我们还没有实施主发动机关机,那么卫星就再也无法接受指令实施关机了,最终卫星处于什么状态,飞到了哪个地方我们都无法知道。” 王鑫介绍称,因为当时卫星的动力系统中只有主发动机在工作,因此大家初步研判应该是卫星的主发动机出现了问题才导致卫星姿态的异变,一旦关闭了主发动机,卫星的姿态应该能够稳住。
此外,按照北斗三号全球卫星导航系统的整体规划,自2017年11月开始,要在两年多的时间内通过高密度的18次发射完成30颗北斗三号卫星的部署,从而实现北斗三号卫星的全球组网。王鑫介绍称,这个组网计划十分饱满,且环环相扣,对于整个大工程的各大系统来说,都很难有“余量”在预定的时间内补发一颗卫星补缺。“作为系统全面建成前的倒数第二颗组网卫星,北斗三号GEO-2卫星如果未能正常投入运行,至少还需再等上一年时间才能完成‘替补’卫星的发射, 这意味着2020年完成组网的预期目标将难以实现,全面建成北斗三号全球卫星导航系统的相关计划都将推迟。”
3月28日,在耗时近20天,实施了近20次精确变轨后,北斗三号GEO-2卫星最终依靠星上十余台姿轨控推力器,实现了持续抬升轨道高度,逐渐压低轨道倾角,顺利定点于离地3万6千余公里的地球静止。
上世纪七十年代,中国的航天测控网开始建设,一批具有高超学识的青年科技人员参与其中,踏上了我国航天测控事业轰轰烈烈的建设之路。他们俯身筑国基,妙手织星座,牧星耘天,制胜太空的故事曾是必须深藏的秘密,不可言说,于是被他们奉献精神所感染的人只能将这份情怀书写成了一首名为《祖国不会忘记》的歌曲,歌中的那句“不需要你歌颂我,不渴望你报答我,我把光辉融进祖国的星座。”就是许多中国“牧星人”一生的真实写照。