
和往年相比,一个略显“安静”的中国春节悄然而至。
除夕前夜,北京航天城里灯火通明,很多人也在安静地等待中国首次火星探测任务的一个重大节点到来。
“一切都在按计划进行”——这是航天人经常挂在嘴上的一句话,也是他们爱听的一句话。
2月10日19时52分,在太空飞了半年多的天问一号火星探测器,顺利实施制动,被火星引力场捕获,开始环绕火星飞行,与原定的飞行时序一天不差。
节点和节日交汇,但对于航天科技集团天问一号火星探测器飞控试验队员来说,喜悦只持续了片刻。他们是天问一号的地面“舵手”,天问一号每一个飞行动作的完成,都离不开他们的精准操控。
“虽然我们在前期准备很充分,但没有飞过火星轨道,没有经验可以借鉴,真是一点都不敢松懈。”飞控试验队负责总体工作的董捷说。

哪个时间点做什么动作,必须倒背如流
从天问一号发射成功开始,测控的状态、接收信号的强弱等,都处于动态变化中。地面飞控试验队要做的就是监测探测器上产品状态是否符合预期、是否一切正常,每时每刻都不能掉以轻心。
天问一号升空后的半年时间里,他们心中只有一个念头:让探测器按预定轨道飞行,保证它在正确的时间顺利被火星引力场捕获。
2月初,飞控试验队便进入了24小时不间断监测的工作模式,所有岗位的队员每12小时才进行一次换班。
“由于天问一号上的很多产品都是新研的,实行的是自主控制和自主管理,所以从设计到实施再到任务执行,过程还是比较复杂的。”数管分系统主任设计师赵蕾坦言,尤其是地火最远距离4亿公里,要处置很多新问题。
赵蕾已经到了退休的年龄,为了探火任务,她带领年轻的技术骨干再次冲上了飞控一线。
通俗来讲,数管分系统就是星载计算机,相当于天问一号的“大脑”。“因为探测器距离地球很远,我们发一个指令上去,到探测器接收,再到传回地面,最长约40分钟。”赵蕾说,这对飞行程序及指令计划的监测工作是一个严峻的考验。
从2月3日开始,整个数管团队实行倒班制,对接收到的数据进行反复的校核,迎接近火捕获的关键时刻。
“此次探火任务的窗口期是2年,错过了便要再等2年,包括我们数管分系统在内,大家都提前对可能出现的各种情况进行预案处理,一定不出现任何差错。”数管分系统副主任设计师兰天这样形容他们的工作状态:探测器在哪个时间点要做什么动作,必须倒背如流,快速识别可能威胁到探测任务的任何可疑现象,然后判断是探测器飞行是否正常。
同样是因为通信时延长,向艳超带领的热控分系统团队要根据已有的热控数据提前做判断,保证后续动作有“据”可依。
“体温是判断人体健康水平的标志之一,同样,我的工作就像给天问一号量体温。”向艳超说,热控系统通过遥测数据监测,判断器上温度环境是否满足需求,设备能否在当前环境温度下正常工作。
在-20℃到55℃的这个范围内,天问一号都能正常工作。目前探测器温度水平维持在10℃左右,处于比较舒服的状态。

每一步操作、每一个指令都要万无一失
因为距离太远,天问一号如果出现突发状况,要靠地面飞控试验队来紧急处置是根本来不及的。
“所以我们要求每个分系统要确保每一步操作、每一个指令都要万无一失,不能有任何风险。”董捷说。
每当到变轨或成像等关键动作节点时,探测器飞行姿态变化比较大,飞控监测强度随之增大。为了保证指令校核的正确性,试验队员开发设计了一款指令比对的小软件,既提高效率又能保证正确性。
董捷特别提到了试验队里的“轨道岗”。他说,这次近火捕获,轨道岗在两个月前就开展轨控策略深化分析。轨道是航天器在太空中的生命线,而牢牢掌握这条生命线的就是飞控试验队的轨道岗。
与监视星上状态任务不同,天问一号飞控的轨道岗要在关键动作时进行具体分析、在变轨时做轨道复核,以此来确认参数正确性、变轨期间点火的姿态等。
其实这些队员不需要长时间待在岗位上,但他们每天都自发地来到飞控中心,主动做数据复核确认工作,制定故障应对策略——确保在不同的故障下都能从容应对,既安全又节省推进剂。看到这一幕,董捷很感慨。
记者了解到,尽管各个分系统都做了故障预案,但目前一项故障都没有发生,设计的可靠性得到了验证。

在近火捕获关键动作到来之前,飞控试验队员们密切注视着不断变化的数据和众多曲线,有些岗位经常要在深夜凌晨开展监测工作。有队员说,值班是个考验,需要一直保持充沛的身体状态,还要有坚强的毅力。
接下来还有更严峻的考验等着飞控试验队。预计今年5月份,着陆巡视器将降落到火星表面。向艳超表示,进入火星大气层时,热控系统将面临外部气动加热、内部设备全体开机工作的双重压力,要应对上千摄氏度的高温考验。
临近春节,飞控试验队统一在飞控中心过年,大家准备除夕夜一起包饺子。队员的家属已经收到了五院发来的慰问信,还有对联,平时工会的同志也经常为他们送去瓜果蔬菜。
“有组织安排,我在岗位上很安心。”向艳超说。

文/ 中国航天报记者 苗珊珊 胡蓝月 陈立
图/ 中国航天报记者赵聪 中国航天科技集团八院
编辑/ 胡蓝月


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