西安衛(wèi)星測控中心神舟十一號搜索回收任務(wù)演練場景。西安衛(wèi)星測控中心供圖

  過去一個月里,，中國航天幾乎是在全球公眾面前上演了一場“反轉(zhuǎn)劇”：6月19日,，傳來火箭發(fā)射異常的消息,，中星9A衛(wèi)星未能進入預(yù)定軌道,；7月5日,，航天人通過軌道調(diào)整,，又將這顆衛(wèi)星從半空中“救出”,，送入預(yù)定軌道,。

  消息公開后，一個充滿神秘色彩的單位再次走進公眾視線：中國西安衛(wèi)星測控中心——我國組建最早,、規(guī)模最大,、功能最全的航天器測控與管理中心。正是該中心主導(dǎo)了這次天地之間的“營救”事件,。

  鮮為人知的是,，在此之前，這里就曾成功搶救過10余顆重大故障衛(wèi)星,，并長期管理著我國幾乎所有的航天器——目前已超過100多顆衛(wèi)星,。也因此，這個中心被稱作“中國衛(wèi)星大管家”,。

  近日,，中國青年報·中青在線記者走進中國西安衛(wèi)星測控中心，試著了解這些太空“牧星人”,，以及衛(wèi)星發(fā)生故障時,，這里上演的一場場起死回生、力挽狂瀾的“天地大營救”,。

“拯救”中星9A,，比常規(guī)搶救節(jié)省100公斤燃料

  盡管已經(jīng)過去半個多月，但說起中星9A,，牽頭負責(zé)“營救”工作的西安衛(wèi)星測控中心測控技術(shù)部副總工程師楊永安仍有些激動：“這次應(yīng)急處置技術(shù)難度大,、風(fēng)險高、過程復(fù)雜,，有很多不確定因素,，遇到的技術(shù)難題和最后采用的搶救方案，都是前所未有的,?！?

  6月19日0時11分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭發(fā)射中星9A廣播電視直播衛(wèi)星,，發(fā)射過程中出現(xiàn)異常,，衛(wèi)星未能進入預(yù)定軌道。

  西安衛(wèi)星測控中心技術(shù)部負責(zé)軌道控制的工程師孫守明告訴中國青年報·中青在線記者,，中星9A的預(yù)定初始軌道遠地點高度為4.2萬公里,，而衛(wèi)星實際入軌后初始軌道遠地點高度只有1.6萬公里,，相差了2.6萬公里，“如此大的入軌偏差,，以前很少遇到”,。

  不過這在孫守明看來并非“真正意義上的失敗”。包括他在內(nèi)的“牧星人”可以在地面控制衛(wèi)星,，利用衛(wèi)星自身攜帶的推進劑實施變軌控制,，使衛(wèi)星最終進入同步軌道。

  但棘手的是,，如何通過測控手段,，讓茫茫太空中的衛(wèi)星，回到它原本要去的“位置”,。

  如果按照預(yù)案中的措施進行搶救,，衛(wèi)星遠地點軌道高度至少要高于2萬公里，而中星9A的遠地點高度僅有1.6萬公里,。孫守明說,，“雖然大家積累了不少衛(wèi)星搶救、應(yīng)急變軌的經(jīng)驗,，但這種情況在歷史上尚屬首次,，操作起來有許多新難題?！?

  “牧星人”最終的選擇是,，通過衛(wèi)星自帶的發(fā)動機在近地點點火，盡量抬高遠地點高度到同步軌道“實現(xiàn)自救”,，以完成三級火箭“未竟的事業(yè)”,。

  值得一提的是,，在這個新方案中,，“牧星人”選擇了一種最省燃料的變軌策略。按照楊永安的說法,，如果在整個變軌過程中,，衛(wèi)星燃料耗盡，那么就算把衛(wèi)星送到定點位置,，也會成為一顆“死星”,。

  “我們要做的，不僅是要把衛(wèi)星送到預(yù)定位置,，還要讓它盡可能地‘活下去’,。”他說,。

  7月5日21時,，經(jīng)過西安衛(wèi)星測控中心16天的搶救,，在實施10次軌道調(diào)整、6次定點捕獲后,，中星9A成功定點于東經(jīng)101.4度赤道上空的預(yù)定軌道——搶救工作成功,。

  楊永安說，這次搶救首次實現(xiàn)了我國地球同步衛(wèi)星轉(zhuǎn)移軌道段的近地點變軌,，大大提高了對衛(wèi)星異常情況下變軌控制的能力,。

  他還透露，在整個應(yīng)急變軌控制過程中,，衛(wèi)星推進劑實際消耗量遠遠低于預(yù)期,。測控中心工作人員提出的搶救方案與常規(guī)搶救方法相比，為衛(wèi)星節(jié)省約100公斤燃料,。

衛(wèi)星一旦出事,，救不回來就淪為太空垃圾

  這只是“牧星人”拯救衛(wèi)星的一個縮影。

  根據(jù)西安衛(wèi)星測控中心披露的數(shù)據(jù),，迄今為止,，該中心先后參與搶救了10余顆重大故障衛(wèi)星。

  熟悉航天的人都知道,，對任何一顆衛(wèi)星來說,，點火發(fā)射只是拉開了其飛天使命的“帷幕”。每當(dāng)烈焰飛騰,、大地震顫,、直刺青天的景象過后，衛(wèi)星還要在地面測控系統(tǒng)的跟蹤,、測量與控制下,，進入預(yù)定軌道，此后,，這顆衛(wèi)星才真正開始工作,。

  相應(yīng)地，衛(wèi)星在軌運行管理“大戲”上演,，“牧星人”開始擔(dān)任主角,。衛(wèi)星在軌運行，短則一兩天,，長則10年以上,，運行時間較長的衛(wèi)星被稱為長期在軌衛(wèi)星。時間越長,，對地上“牧星人”的考驗也就越大,。

  西安衛(wèi)星測控中心航天器長期管理部主任劉軍給出一個形象的說法：地球周圍環(huán)繞著電視轉(zhuǎn)播、氣象預(yù)報等大量衛(wèi)星和太空碎片，在這些擁擠不堪的太空軌道上,，一旦發(fā)生碰撞后果很難想象,。加之航天器運行速度是高鐵的幾十倍，即使撞上很小的物體,，也很可能粉身碎骨,。

  這就需要長期管理人員，“每分每秒”盯著這些衛(wèi)星,，“如果衛(wèi)星發(fā)生異常,，不能有效注入控制指令，衛(wèi)星無法轉(zhuǎn)入正常運行姿態(tài),，造價不斐的衛(wèi)星,，就將淪為毫無用處的太空垃圾”。

  至今,，西安衛(wèi)星測控中心技術(shù)部高級工程師韓忠民還記得,，2006年10月23日深夜，自己剛躺下不久,，家里的電話突然響了：我國一顆遙感衛(wèi)星出問題了——姿態(tài)失控,，下行信號時有時無，地面發(fā)送的遙控指令衛(wèi)星基本不執(zhí)行,。

  彼時,，這顆衛(wèi)星已經(jīng)在軌運行了180天——已經(jīng)不是一顆“新星”了。只是突然之間,，衛(wèi)星就像斷了線的風(fēng)箏,，“失聯(lián)”了！

  包括韓忠民在內(nèi)的“牧星人”,，足足花了69天,，才把這顆衛(wèi)星搶救過來。

  讓人沒想到的是,，這場戰(zhàn)役剛剛結(jié)束,，另一場戰(zhàn)役又隨即打響。2007年2月3日,，剛發(fā)射不久的一顆北斗衛(wèi)星也跟著出現(xiàn)故障,。

  與上一顆衛(wèi)星搶救有所不同,，這顆星壓根兒就沒有下行信號,，連衛(wèi)星到底在哪兒都不知道。當(dāng)時不少業(yè)內(nèi)人士認為,，這顆衛(wèi)星已經(jīng)徹底失控,，起死回生的可能性微乎其微。

  “牧星人”不愿放棄,。又一個60天,，搶救工作得以成功,。

  韓忠民說，這兩次搶救任務(wù)間隔時間短,、持續(xù)時間長,、技術(shù)難度大，都創(chuàng)造了我國航天歷史之最,。

  “很多”衛(wèi)星在超期服役,，給國家節(jié)省資金上億元

  當(dāng)然，一個不可避免的問題是,，拯救衛(wèi)星需要消耗燃料,，一旦燃料耗盡，衛(wèi)星就會因失去軌道修正能力,，逐漸報廢,。“牧星人”則會變著法地節(jié)省燃料,，讓衛(wèi)星“延年益壽”,。

  工程師李方正至今記得，2009年9月9日,，他所在的西安衛(wèi)星測控中心過了一個別開生面的生日會：桌上擺放的生日蛋糕,，由藍色奶油雕琢的地球，黃色檸檬勾勒的中國版圖,，巧克力制作的太陽能帆板,，鑲嵌在白色衛(wèi)星上——生日的主角是實踐六號A/B雙星。

  這一天,，這兩顆正在萬里高空翱翔的“壽星”年滿五周歲——而衛(wèi)星原本設(shè)計壽命只有兩年,。如今這對衛(wèi)星已超期服役10多年，是名副其實的“老壽星”,。

  這也并非個案,。中國青年報·中青在線記者從西安衛(wèi)星測控中心了解到，目前還有“很多衛(wèi)星”都在超期服役,。

  按照劉軍的說法,，衛(wèi)星超期服役就相當(dāng)于一顆衛(wèi)星干了多顆衛(wèi)星的工作，由于衛(wèi)星制造,、發(fā)射成本高,，測控人員的“精測妙控”相當(dāng)于給國家節(jié)省大量資金，如果再算上搶救來的10多顆衛(wèi)星,，就已經(jīng)為國家挽回了數(shù)十億元的經(jīng)濟損失,。

  就在去年6月，中國衛(wèi)通公司一行3人專程來到西安衛(wèi)星測控中心，贈送錦旗,，對后者消除某衛(wèi)星通信轉(zhuǎn)發(fā)器干擾問題表示感謝,。

  劉軍還記得，當(dāng)時衛(wèi)通公司一位負責(zé)人提到,，消除干擾的任務(wù)完成后,，受影響的衛(wèi)星十幾兆珍貴的通信帶寬資源得以釋放，直接經(jīng)濟效益上千萬元,。

  “我們誰都不能否認,，航天事業(yè)具有高風(fēng)險、高投入的特性,。受空間環(huán)境干擾與設(shè)備,、器件壽命等因素影響，在軌衛(wèi)星故障時有發(fā)生,，保護這些寶貴的國家太空資產(chǎn),，是我們這些‘牧星人’的使命?！眲④娬f,。

  事實上，隨著我國在軌衛(wèi)星數(shù)量的不斷增多,，衛(wèi)星故障率也隨之增加,，迫切需要提高衛(wèi)星遠程診斷維修能力。

  西安衛(wèi)星測控中心航天器長期管理部高級工程師李衛(wèi)平說,，“牧星人”專門按照信息化,、可視化、快速化三個步驟攻堅,，獲取了衛(wèi)星診斷維修的“行醫(yī)資格證”,。

  幾年前，西安衛(wèi)星測控中心管理衛(wèi)星約為80多顆,，衛(wèi)星故障率為每天2.7次,；按照該中心最新披露的數(shù)據(jù)，2017年,，衛(wèi)星數(shù)量大幅增加,，故障率卻下降了50%。

  李衛(wèi)平告訴中國青年報·中青在線記者,，近幾年為適應(yīng)建設(shè)航天強國的形勢要求,，該中心利用人才資源優(yōu)勢加強相關(guān)研究，這其中專門收集整理國內(nèi)外千余次故障案例,，建立10多萬條診斷知識,，自主研發(fā)了一套航天器故障診斷專家系統(tǒng)。據(jù)他透露,，這套系統(tǒng)運行以來,，累計發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星各類故障幾百余起。

    相應(yīng)的是,，幾百余起衛(wèi)星故障被消滅在萌芽狀態(tài),。

（編輯：白）