太空營救——“中星9A”絕處逢生的幕后故事

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最近,，中國航天在太空中上演了一部“拯救大兵”大片,，原本受關(guān)注度并不高的“中星9A”廣播電視直播衛(wèi)星竟成為主角，受到全球矚目,。

6月19日凌晨，“中星9A”在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心由長征三號乙運載火箭發(fā)射升空，因火箭出現(xiàn)異常,，遠離預(yù)定軌道，幾乎陷入絕境,。然而經(jīng)過航天人16天全力搶救,，最終讓它絕處逢生。

中國西安衛(wèi)星測控中心,，聽親歷者講述了這次太空營救的幕后故事,。

“希望渺茫”,，故障出現(xiàn)時,，西安控制中心測控技術(shù)部副總工程師楊永安腦海中閃現(xiàn)出這個詞,。

負責(zé)軌道控制的工程師孫守明介紹，“中星9A”的預(yù)定初始軌道遠地點高度為41991公里,，而實際入軌后遠地點高度只有16420公里,，誤差超過2.5萬公里。

有時候,，沒有入軌并不代表任務(wù)失敗,。孫守明說，地面可以控制衛(wèi)星用自身推進器實施變軌,，抬高軌道實現(xiàn)“自救”,。此前，該中心有多次成功處置太空險情的經(jīng)驗,，曾使十余顆重大故障衛(wèi)星“起死回生”,。

然而這次入軌偏差如此之大，在國際同步衛(wèi)星發(fā)射歷史上極為罕見,，形勢相當(dāng)嚴峻,。

“對于高軌衛(wèi)星來說，如果初始軌道的遠地點在2萬公里以下,，通常就沒救了,。”楊永安說,。一時間,，大家心里都沒了底。不過他們清楚,，衛(wèi)星軌道還會下降,，當(dāng)務(wù)之急是迅速判斷衛(wèi)星是否有救，制定并實施搶救措施,。

中心與衛(wèi)星研制方中國航天科技集團公司五院密切配合,，對衛(wèi)星工作狀態(tài)進行了測試。楊永安說,，首先要看星敏感器,，如果它不能工作，變軌動作就無法實施,。該設(shè)備的正常工作高度是21000公里,，這也是通常把衛(wèi)星搶救“門檻”定為2萬公里左右的原因。經(jīng)測試,，“中星9A”星敏感器的設(shè)計余量較大,，在14000公里高度就能運行。

接下來,，工作人員又完成了星載陀螺儀檢測,、太陽翼展開等工作。當(dāng)“衛(wèi)星工況正�,！笨诹铐懫饡r,，大家稍稍放心了一些：能救。

接下來的問題是怎么救,。選擇最省燃料的變軌策略是重中之重,。如果衛(wèi)星燃料消耗過多，就算進入定點位置,，也會很快成為一顆“死星”,。“不僅要把衛(wèi)星送回去,，還要盡量讓它‘活’得更久,。”楊永安說,。

按照常規(guī)軌道策略,，首先要將衛(wèi)星近地點軌道高度升至5000公里，但這將直接導(dǎo)致衛(wèi)星燃料耗盡,。楊永安說,，工作人員將原有方案推倒，分析了7種應(yīng)急策略,，分別是先將近地點高度升到200公里,、500公里、1000公里等,。一方面,，抬得越高，衛(wèi)星燃料消耗越多,，3000公里是極限,；另一方面，衛(wèi)星變軌要滿足至少25分鐘的測控條件,，弧段太低在時間上不允許,。綜合考慮后，工作人員選擇了實施條件極為苛刻,，但能盡量節(jié)省燃料的1000公里方案,。

第一次變軌很快完成，誤差只有幾十米,，這為后續(xù)動作順利實施奠定了基礎(chǔ),。經(jīng)討論，大家決定共實施5次近地點變軌,，將遠地點抬高到36000公里,，再通過5次遠地點變軌,，將近地點抬高到36000公里，最后完成衛(wèi)星定點捕獲,。

這樣的變軌在我國前所未有,。鑒于衛(wèi)星所處的特殊軌道，西安測控中心緊急啟用了相關(guān)陸基測控站,，調(diào)用了遠望五號,、六號、七號測量船,，在數(shù)小時內(nèi)完成了信息連通和狀態(tài)設(shè)置,，為搶救工作提供了測控通信保障。

為確保方案可行,，中心僅用半天時間搭建了一套仿真測試驗證系統(tǒng),，建立了與任務(wù)狀態(tài)一致的測試環(huán)境，利用五院提供的衛(wèi)星模擬器,，將所有方案,、預(yù)案進行了演習(xí)，對暴露出的問題做了調(diào)整,。

前兩次近地點變軌順利完成,，第三次變軌時，衛(wèi)星姿態(tài)出現(xiàn)了較大偏差,。工作人員發(fā)現(xiàn),，衛(wèi)星主發(fā)動機點火時，姿控發(fā)動機在不停噴氣,。此時如果停止變軌,，勢必影響后續(xù)動作。好在問題很快查明,，原來在同時進行的另一分支操作中,，太陽能帆板產(chǎn)生了共振。工作人員立即終止該分支操作,，很快讓衛(wèi)星姿態(tài)穩(wěn)定下來,。

多方配合下，西安測控中心準(zhǔn)確實施了10次軌道調(diào)整,、6次定點捕獲,，終于在7月5日21時，讓衛(wèi)星成功定點于東經(jīng)101.4度赤道上空的預(yù)定軌道,。楊永安介紹,，在應(yīng)急變軌控制過程中，衛(wèi)星推進劑實際消耗量比預(yù)期節(jié)省了大約100公斤,，這足夠支撐它多運行2年左右,。

目前,，“中星9A”各系統(tǒng)工作正常，轉(zhuǎn)發(fā)器已開通,，正在開展在軌測試工作,。

鑫森淼炎垚

外人很難知道實情,。

只有快樂

想想都很NB,，這個技能是不是可以用來搞別人的衛(wèi)星

機床迷

影響使用年限吧，縮短了