除夕,神舟十五号乘组从“天宫”向全国人民发来了新年祝福。
从拜年视频中可以看到,航天员们在空间中里贴春联、吃年饭、看春晚…..即使在离地400公里的外太空,也感受到年味十足。
同一时空下,北京航天飞行控制中心,一群青年科技人正为航天员乘组保驾护航。
这个平均年龄不超过35岁的年轻团队,出色完成了17次载人航天、4次探月工程、中国首次火星探测等任务,填补了50余项国际国内空白,攻克了30余项深空探测飞控技术难题。
所有的指令都从这里发出,所有的数据都在这里汇聚,所有的信息都从这里传输。如果说航天器是太空的“风筝”,那他们就是“放风筝的人”。
“北京明白”
2021年神舟十二号乘组太空出舱时,北京航天飞行控制中心大厅里,总调度高健正和前辈乐天一起执行任务。
“我是北京,状态确认正常,后续按正常计划打开出舱门,开始出舱活动”。一个个调度指令从这里发出,清晰沉稳的“北京明白”,让公众记住了这位外形俊朗的90后小伙。
任务结束后,高健才知道自己上了热搜,他激动地打电话给父母。随着慢慢冷静下来,他意识到,总调度岗位受关注高,而自己只是恰巧坐在了那里。
北京航天飞控中心总调度 “北京明白”高健(北京航天飞控中心/图)
高健告诉南方周末,事实上当时那条口令是由乐天发出的。“在每次航天员出舱的过程中,一些关键的节点,我们都会组织全系统确认状态,并且收集全系统的准备情况。”
在航天测控领域,总调度是一个统领全局的岗位,负责指挥布设全球的陆海天基所有测控网,接收、分析处理数据、有序指挥、发送指令,遥控天上的飞行器。
总调度指令需要及时准确地送达到航天器,一点失误都可能造成严重的后果。高健说:“最紧急的时候,一条命令的反应时间甚至只有十几秒。”
在高健执行任务时,飞控中心首位女性总调度鲍硕正在另外一个任务厅作为备岗执行任务。
“如果一厅这边出现什么问题的话,我在另一个厅也能够随时顶得上。”鲍硕说,“我们永远都有备用方案。”
“其实也没有想过分工不同,就是完成好自己的本职工作,”鲍硕这样描述在重要的历史时刻,作为备岗执勤的心理状态,“让我去当备岗,我就把我的备岗当好。”
鲍硕是2020年9月第一次作为总调度执行火星勘探任务,也是那一次任务,让公众记住了这个带点儿娃娃音的女性总调度。
第一位女性总调度 鲍硕(北京航天飞控中心/图)
鲍硕告诉南方周末,现在中心有一套比较完备清晰的决策流程来应对各种状况。
但是,这样完善的决策流程,在乔宗涛担任总调度时却还不完善。
乔宗涛2007年参加工作,现任载人飞船任务型号团队指挥。他是“北京明白”岗位的“初代网红”,曾经担任过中心北京调度团队负责人,神舟八号、神舟九号、神舟十号任务北京总调度,负责过嫦娥四号、嫦娥五号、火星探测、载人飞船、梦天实验舱等5个任务的型号飞控调度等工作。
载人飞船任务型号团队指挥 乔宗涛(左一)(北京航天飞控中心/图)
回忆起29岁时坐在“北京明白”主岗时的感受,乔宗涛说“当时完全是在黑暗中摸索”。神舟八号和天宫一号模拟实验成功对接时,在场的工作人员都激动得热泪盈眶,因为这个意味着他们摸索出的调度方案是可行的。
乔宗涛也是个“很会带学生”的人,在鲍硕眼里,他脑子里好似装了几百个闹铃,到每一个节点都会按时响起。他总是会在合适的时候出现在鲍硕面前,询问某某节点准备得怎么样。如果鲍硕不知道,他会让她准备好了再汇报;如果鲍硕已经知道,他会提醒还应该注意些什么。
鲍硕告诉南方周末,她也将乔宗涛视为自己的职业偶像。
“直接上天”的指令代码
“2021年的时候我们已经转到后台了。”飞控中心软件团队负责人刘晓辉回忆起看到神舟十二号出舱作业时这样说,“这种心情其实还是不一样的。虽然我们(软件团队)不在大厅,但是我们心里面也是无比地骄傲和自豪。”
刘晓辉对比的是2008年中国航天员的第一次出舱作业。
“当时我们就在飞控大厅后面的机房里面见证了历史时刻,当时心情是非常地激动,因为这是这些年来中国航天事业快速发展的一个缩影。”
彼时的刘晓辉刚刚参加工作,第二代测控软件系统还在草创。他参与了第二代和第三代测控软件的全部开发过程。
北京航天飞控中心软件团队负责人 刘晓辉(北京航天飞控中心/图)
航天测控无法用市场软件满足任务需求,所有的适配软件必须自己开发自己研制。许多技术创新和进步就体现在测控软件上。
刘晓辉回忆2019年自己参与研发第三代测控软件时说:“我们这个团队大概有40人,40多名同志在那段时间里面,基本上都是‘5+2’‘白加黑’的工作状态,去突破这些核心的关键技术。”
刘晓辉的同校师兄、飞控中心遥操作团队副总工程师、深空探测任务团队副指挥于天一这样形容航天测控软件的特点:要求要正确,时间要精确,性能要可靠。
嫦娥二号任务时,操作程序指令繁多复杂。上行控制中,于天一圆满完成了1425帧上行注入数据,发送遥控指令2421条,上行操控精确无误,保证了嫦娥二号的各种变轨和科学试验,被誉为遥控发令“金手指”。
飞控中心遥操作团队副总工程师 于天一(北京航天飞控中心/图)
他说:“上行控制软件所生成发送的指令代码是直接上天的,直接是面向航天器的,所以没有其他人再替这个软件把关了。”
于天一2002年来到飞控中心,彼时中国尚未实现载人航天,初代测控系统也还在完善阶段。他完整参与了第二代测控系统的建设,之后参与了三代系统前期的论证。
于天一回忆说,“我刚来中心的时候觉得自己就是个小伙子,然后感觉干着干着原来仰望的好多同志可能就退休了,离开了。而很多时候我自己带出来的一些年轻同志,他们也已经顶大梁了。其实航天事业,很多时候就是这样一代一代地传承。”
空间站机械臂背后的推手
“听到航天员刘伯明出舱后‘太空吟诗’,我才觉得心一下子落到了实处。”
谢圆是北京航天飞行控制中心工程师。这位机械臂遥操作专家,曾带队编写了神舟十二号、神舟十三号、神舟十四号任务航天员出舱活动飞控实施方案,圆满完成了历次出舱活动和实验舱机械臂的联试工作。
北京航天飞行控制中心工程师 谢圆(北京航天飞控中心/图)
从2020年核心舱发射入轨以来,空间站机械臂在空间站建造以及平时巡检出舱的任务中都发挥了极其重要的作用。
谢圆在中国科技大学攻读博士学位时,恰逢月球车落月技术攻关紧张进行。她坚持“航天事业需要什么就研究什么”,冒着课题失败、无法毕业的风险,坚定地将“非结构化环境月球车遥操作”作为课题研究方向。
中国工程院院士、探月工程总设计师吴伟仁曾评价说:“这一课题成果不仅填补了国内空白,也为嫦娥三号‘落月’技术方案提供了基础。”
舱外作业过程中,一名航天员是由机械臂带着移动到舱外需要工作的各个位置,然后来实现舱外作业;另外一名航天员是自己通过扶手自主转移到作业位置。两名航天员通过机械臂支持配合来完成各项常规作业。“在任务之初,我们并没有预想到空间站机械臂能够发挥这么大的作用。” 谢圆说。
神舟十二号任务前一个月,谢圆牵头完善各类方案,开展多轮次桌面推演,认真检查地面仿真系统,完善各项监控手段。机械臂在轨测试那几天,为全面检验机械臂在轨服务能力,他们铆在飞控大厅,成功实施爬行、在轨辨识和末端捕获作业,让空间站机械臂顺利通过了测试,正式“上岗”,飞控人有了空间站建造最有力的“臂膀”。
“过去,我们在厅里大屏里看到的图像还不太清楚。神舟十二号乘组那次出舱时,大屏上的高清图像,就给人一种看大片的感觉。而你是大片的制作者,你就会感到特别欣慰。”谢圆说。
“天地对话”
“那是中国空间站的首次出舱,我记得航天员刘伯明出舱后甚至还不舍得回去,还想多看一看外面的景色。”回忆起神舟十二号出舱任务时,飞控中心天地通信岗位的助理工程师邓满琪这样说道。
北京航天飞控中心助理工程师 邓满琪(廉秀宇/图)
天地通信主要负责航天器和地面的通讯工作。振奋人心的航天员出舱时刻、太空俯瞰蔚蓝地球等画面,都是从邓满琪所在的团队直播给公众。
1991年出生的邓满琪还有另外一重身份,就是神舟十五号乘组航天员邓清明的女儿。
邓满琪小时候特别喜欢听爸爸邓清明讲解物理知识,这最终将她引入了中国航天事业当中。
有一次邓清明给女儿讲解一道天体物理题,然而邓满琪没能答出来。那道题后来又原原本本地出现在了邓满琪的研究生课堂上。“当时好多人都答错了,正确率特别低。而我就会想起我小时候爸爸给我讲过这道题。”
父亲的影响不止于此。看着五十多岁的父亲每天高强度的训练,作为女儿邓满琪十分心疼。“比如说水下训练,一整就是六个小时在水里头,不能上来,不能吃东西。还要克服水下训练服的压力。每次上来累得手都是抖的。”
2022年11月29日,邓清明终于在25年的坚持之后,实现了自己的飞天梦想。他和航天员费俊龙、张陆一道乘坐神舟十五号开始了为期6个月的空间站驻留任务。
邓满琪曾经幻想,在天地通信这个岗位可以更方便地联系父亲,但是事实上地面呼叫航天员有着严格的纪律约束。
“大家的通话次数和频率是一样的。除了任务,我们地面是不能随意去喊天上的航天员的,所以我只有等到我爸爸忙完工作有空时,再给家人打电话。” 邓满琪说。
好在,空间站有实时画面传输给地面。“我每天上班,只要抬头看着屏幕,就能看到我爸爸在做什么。”
如今的邓满琪已经是一个两岁半孩子的妈妈。她最期待的就是带着小宝宝和远在空间站的外公“天地对话”。
南方周末特约撰稿 廉秀宇
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