北斗發(fā)射背后原來這么“驚險”
11月5日,北斗三號雙星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功,邁出了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球組網(wǎng)的第一步。短暫慶祝后,中心歸于平靜,投入到后續(xù)任務(wù)準備中。在接下來一年多里,還有十多顆北斗衛(wèi)星要從這里走向太空。
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航星座由中圓軌道、傾斜地球軌道和地球靜止軌道衛(wèi)星組成,都屬于中高軌道!澳壳爸懈哕壍佬l(wèi)星主要由長征三號甲系列火箭發(fā)射,該系列火箭只能在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心實施發(fā)射。另外,作為我國較低緯度的發(fā)射場,在西昌發(fā)射效費比很高!蔽鞑行娜肆Y源部主任林玉南表示。
因此,西昌與北斗結(jié)下了不解之緣。17年來,該中心共執(zhí)行25次北斗發(fā)射任務(wù),成功發(fā)射包括4顆試驗衛(wèi)星在內(nèi)的29顆北斗衛(wèi)星,成功率達到100%。在這座聞名世界的“北斗港”,科技日報記者聽到了北斗發(fā)射幕后鮮為人知的故事。
2000年10月31日和12月21日,前后不到兩個月,西昌衛(wèi)星發(fā)射中心連續(xù)成功發(fā)射兩顆北斗一號靜止軌道試驗衛(wèi)星。我國首次使用雙星定位技術(shù)組成“北斗”區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。
發(fā)還是不發(fā),這需要擔(dān)當(dāng)
但接下來的發(fā)射并不那么順利。2003年5月24日晚,長三甲火箭托舉著第三顆北斗試驗衛(wèi)星等待飛天一刻,天降大雨。
21時許,控制系統(tǒng)報告:給箭上三級火工品和電磁閥等設(shè)備供電的關(guān)鍵線路——M3母線漏電。此時距預(yù)定發(fā)射時間不足3小時,發(fā)射“窗口”也只有短短51分鐘。如果堅持發(fā)射,故障可能造成箭上火工品誤爆或不起爆,導(dǎo)致發(fā)射失;如果中斷發(fā)射,低溫推進劑已加注完畢,損失難以估量,還會留下重大事故隱患。一時間,指揮中心陷入兩難。
中心火箭控制系統(tǒng)團隊站了出來。他們在塔架爬上爬下,仔細檢測分析后得出結(jié)論:漏電現(xiàn)象是由于環(huán)境濕度較大,部分接插件結(jié)霜引起,不會影響母線供電電壓,可以發(fā)射。
5月25日零時34分,衛(wèi)星發(fā)射升空,成功進入預(yù)定軌道。
“關(guān)門”前一刻擠進“導(dǎo)航俱樂部”
1994年,我國決定啟動北斗一號工程,進行衛(wèi)星導(dǎo)航試驗探索。
當(dāng)時,美國GPS、俄羅斯格洛納斯各發(fā)射了20多顆衛(wèi)星,已完成全球組網(wǎng),并占用了最適合衛(wèi)星導(dǎo)航的黃金頻段。中國與正在建設(shè)伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的歐盟,推動國際電聯(lián)從航空導(dǎo)航頻段中最大限度地擠出一小段以供使用。2000年4月18日,北斗和伽利略系統(tǒng)同時申報。按照國際電聯(lián)規(guī)則,必須在7年內(nèi)成功發(fā)射導(dǎo)航衛(wèi)星,并成功發(fā)射和接收相應(yīng)頻率信號,才能獲得該軌道位置和頻率資源,否則將無法取得合法地位。
2005年,歐盟發(fā)射了首顆伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星。此時,我國雖已發(fā)射三顆北斗試驗衛(wèi)星,但其不具備主動發(fā)射下行信號的能力。符合國際電聯(lián)規(guī)則的北斗二號衛(wèi)星仍在研制,但時間很緊迫。
北斗人背水一戰(zhàn),倒排工期,將研制周期大大縮短。同時,西昌衛(wèi)星發(fā)射中心也攻克了首次使用新改建發(fā)射工位、首次使用遠控模式、首次發(fā)射中圓軌道衛(wèi)星等多項挑戰(zhàn),針對此次任務(wù)分析風(fēng)險、制定措施、把控節(jié)點,扎實做好了各項準備。
2007年4月14日4時11分,這顆肩負著重要使命的北斗衛(wèi)星起飛,于4月17日20時許傳回了信號。此時,距離國際電聯(lián)的“七年之限”只剩不到4個小時。
摸著老天爺脾氣找“戰(zhàn)機”
在全球十大航天發(fā)射場中,西昌衛(wèi)星發(fā)射中心的氣候條件較為復(fù)雜,發(fā)射窗口氣象保障難度很大。
雨中發(fā)射,對該中心來說已是家常便飯。但在2011年一次北斗發(fā)射任務(wù)中,他們創(chuàng)造了極端惡劣條件下發(fā)射成功的紀錄。
2011年7月27日凌晨3時,距發(fā)射窗口還剩2個半小時,天空中突然云團涌動,越過山峰向場區(qū)上空聚攏,不久便電閃雷鳴、暴雨傾盆。
發(fā)射前半小時,天氣沒有絲毫好轉(zhuǎn)。中心氣象團隊每隔10分鐘,就向任務(wù)指揮部預(yù)報場區(qū)未來10分鐘的天氣情況,幾次預(yù)報結(jié)果都一樣:8公里范圍內(nèi)有強雷暴。
5時30分,已經(jīng)到了窗口時間。指揮部要求氣象系統(tǒng)拿出5點35分至45分之間的最后會商結(jié)果。氣象團隊仔細分析,憑借豐富的經(jīng)驗,發(fā)現(xiàn)雷雨將出現(xiàn)一個短暫間隙。他們將這一“戰(zhàn)機”上報后,指揮部當(dāng)即下達了準備口令。
5時44分28秒,長三甲火箭噴出烈焰,鉆入稠密的云層。不久后喜訊傳來:第九顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星準確入軌。
王玉磊 梁珂巖 本報記者 付毅飛