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院庆•故事 “风云变幻” 千里营救

时间:2018年04月02日 信息来源:中国空间技术研究院官方微信 点击: 字体:

早在20世纪70年代我国第一颗人造地球卫星发射成功后,周恩来总理就代表中央提出研制气象卫星的要求。于是,中国空间技术研究院开始了在气象卫星研制领域新的跋涉。

在风云一号气象卫星研制的日日夜夜里,研究院科技人员克服了难以想象的困难,攻克了道道技术难关,取得了我国气象卫星研制技术的新突破。

1988年9月7日,太原卫星发射中心烈焰升腾,我国风云一号气象卫星的发射成功,带来了中国卫星气象事业划时代意义的革命。

风云一号卫星的发射,填补了我国应用气象卫星的空白,标志着我国空间技术与气象现代化建设向前迈出了新的一步。

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风云一号模拟图

航天事业是一项高风险的事业,由于太空环境恶劣之极,在轨运行的卫星出现这样或那样的问题,也就在所难免。1991年初春,在风云一号卫星02星身上,中国航天人便演绎了一场惊心动魄的千里卫星大营救的传奇故事。

1991年2月14日,正是中国传统的节日――春节。就在人们合家团圆欢度除夕夜的时候,通过巨大的光屏,西安卫星测控中心的专家发现,1990年9月3日发射升空的我国风云一号气象卫星02星发回的卫星云图突然扭曲,顷刻间信号消失了。此刻,专家们清醒地认识到:风云一号卫星的控制系统发生了故障,三轴稳定控制系统已无法对地面进行控制,卫星正在以每分钟9.82转的速率自旋。

如果故障不能及时排除,卫星就将报废,中央电视台新闻联播后的天气预报就无法使用我国的卫星云图了。眼下,风云一号02星才正常工作160多天的时间。卫星故障,牵动着各级领导和专家的心。一时间,国防科工委、航空航天部、研究院的领导和专家相继赶到西安。西安卫星控制中心,几乎云集了我国所有知名航天专家。

远在千里之外的太空“打摆子”的卫星,看不见,摸不到,怎么救治,不仅我国从未有过,即使是在美国和前苏联这样的航天大国,也很少见过报道。 

西安卫星控制中心的测试大厅内,在座的领导和专家心情非常沉重。一些领导和专家纷纷发表见解和意见,到底怎么办,意见难以统一。

卫星专家徐福祥认为,抢救在轨道上失控的卫星,首先必须明白目前卫星的运动规律是什么,建立卫星的动力学和运动学基本模型,这样可以为确定下一步的抢救工作奠定理论基础,然后寻找新的消旋力矩、进动力矩和章动阻尼力矩,因此,当务之急是摸清卫星翻滚的规律,然后确定从何处入手,将没故障的部分重新组合起来,使卫星产生和恢复正常的力矩。

经过总设计师、在场的领导和专家补充后,一个凝聚着众多领导和专家心血、人们寄托厚望的完整的太空抢险计划出台了。

按照领导批准的抢险方案,整个抢险工作将分三步走:第一步,由控制中心遥控启动卫星上的备份大飞轮,以减小卫星自旋轴的章动角,使卫星的太阳帆板指向太阳,为卫星提供足够的电源。第二步,对重组的卫星姿态控制计算机遥控注入指令数据,使星载计算机程序正常工作,同时,修正各器件的零位,构成新的卫星消旋、进动控制模式。第三步,编制流程,建立卫星新的运行姿态,使其稳定对准地面。

风云一号是一颗太阳同步轨道气象卫星,每昼夜沿着子午线飞行14圈,每天早晨和晚上只有4次从我国上空路过,而抢救工作只能在卫星路过我国上空的时候才能进行。

终于,卫星飞临我国控制区域的上空了。“发指令”!随着指挥员的一声令下,技术人员发出了启动大飞轮的指令。可是,卫星毫无反应,人们期待的结果并没有出现。

孟执中、徐福祥和其他在场专家经过紧张的工作,终于找出了原因。在卫星第二次飞临我国上空的时候,他们再次发出指令,卫星终于缓缓启动了飞轮,随着卫星章动角的减小,卫星太阳帆板缓缓地指向了太阳,开始向星上各系统供电。同时,经过5个昼夜的太空飞行,人们发现,卫星翻跟头的速度稍微得到了缓解。经过20天的紧张战斗,风云一号卫星的自旋和俯仰偏离都得到了控制,卫星的状态得到了改善。

然而,4月13日晚上,卫星突然开始剧烈地摇摆起来,遥测数据表明,卫星太阳帆板已经偏离了太阳,输出电压陡然降低。专家们明白,这种情况如果不尽快加以控制,几十天来的一切努力都将化为乌有。专家们立刻分析出原因,及时消除了险情,卫星终于化险为夷。为了确保卫星对地三轴稳定,技术人员进行了三次试验,终于将卫星状态稳稳地保持了对地定向。

经过75个惊心动魄的日日夜夜,在太空中“跳芭蕾”的风云一号02星终于安静下来。5月2日,卫星重新传回了久违的图像。而在此后的日子里,这颗卫星为抗洪抢险和经济建设立下了丰功伟绩。





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