中國航天：星舞九天“一線牽”

天高地迥，覺宇宙之無窮。在這顆藍(lán)色星球上，人類對浩渺無垠的宇宙充滿好奇。隨著現(xiàn)代航天科技的發(fā)展，人類對宇宙空間的探索能力日漸增強(qiáng)。中國嫦娥四號在奔月旅途中，將首次在月球背面著陸，講述地球近鄰不為人知的“另一面”的故事。

       12日16時39分，飛行到距月面129公里處的嫦娥四號接到來自近40萬公里外地球家園發(fā)出的制動指令，其動力達(dá)7500牛的制動發(fā)動機(jī)開始點(diǎn)火運(yùn)行。約5分鐘后，制動發(fā)動機(jī)順利完成太空“剎車”任務(wù)后關(guān)閉。根據(jù)實(shí)時遙測數(shù)據(jù)監(jiān)視判斷，嫦娥四號已被月球重力捕獲，順利進(jìn)入近月點(diǎn)約100公里的環(huán)月軌道飛行，為激動人心的月面軟著陸時刻做好準(zhǔn)備。

       對遠(yuǎn)在天邊的嫦娥四號實(shí)施近月“剎車”制動如此精準(zhǔn)，真讓人嘆為觀止，再次彰顯了中國航天測控取得的卓越成就。經(jīng)過60多年發(fā)展，特別是改革開放40年來的不懈奮斗，中國已經(jīng)形成了陸基?；旎惑w、功能多樣、規(guī)模適度的航天測控網(wǎng)?？梢灶A(yù)期，在嫦娥四號接下來的月面軟著陸和實(shí)施月面探測任務(wù)中，中國航天測控將繼續(xù)以精彩高超的表現(xiàn)，演繹人類探月史上的經(jīng)典傳奇。

       陸基：全球布點(diǎn) 協(xié)同指揮

       向嫦娥四號發(fā)出太空“剎車”指令的是北京航天飛行控制中心。它是中國探月工程的大腦中樞，既是指揮調(diào)度中心、飛行控制中心，又是數(shù)據(jù)處理中心和信息交換中心。自“嫦娥”隨長征三號乙運(yùn)載火箭沖天而起、直上九霄那一刻開始，這個位于北京西郊一隅之地的機(jī)構(gòu)就成為運(yùn)籌帷幄之間、決勝數(shù)萬數(shù)十萬公里之外的“超級明星”。關(guān)注此次月面探測的世界各國民眾紛紛把目光投向這里，屏氣凝神傾聽從這里發(fā)布的各種相關(guān)信息。

       北京航天飛行控制中心成立于1996年，既是中國航天實(shí)現(xiàn)大發(fā)展的一大標(biāo)志性成就，又是推動中國航天不斷邁向世界先進(jìn)水平的強(qiáng)大動力。22年來，該中心見證并參與了中國航天系列重大任務(wù)，特別是舉世矚目的探月工程實(shí)施過程中，北京航天飛行控制中心以堪稱驚艷的飛行控制表現(xiàn)，保障了嫦娥一號、二號、三號任務(wù)取得圓滿成功，護(hù)航嫦娥四號成功實(shí)現(xiàn)軌道修正和近月制動“剎車”，轉(zhuǎn)入繞月軌道飛行。

       在距離北京航天飛行控制中心1000多公里外的秦嶺深處，有一個名為“橋南”的小鎮(zhèn)，這里是中國航天測控事業(yè)的發(fā)源地。1968年1月，中國航天人在這里開始創(chuàng)建航天測控基地，在條件極其艱苦的環(huán)境下，西安衛(wèi)星測控中心日漸成型。特別值得一提的是，僅用不到1年，湘西、海南、南寧、昆明、喀什、膠東6個地面觀測站就全面建成，形成了中國最初的衛(wèi)星測控網(wǎng)絡(luò)。西安衛(wèi)星測控中心建設(shè)兩年后，就以成功支撐“東方紅一號”任務(wù)實(shí)施而名震全球。1984年4月，“東方紅二號”成功發(fā)射，西安衛(wèi)星測控中心及下轄各測控站連續(xù)奮戰(zhàn)8晝夜，將該衛(wèi)星定點(diǎn)成功。

       在半個世紀(jì)發(fā)展歷程中，西安衛(wèi)星測控中心圓滿完成了300多次重大科研和試驗(yàn)任務(wù)，在中國航天事業(yè)發(fā)展歷史上，特別是在載人航天工程系列任務(wù)實(shí)施和北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)過程中，寫下濃墨重彩的一筆。與此同時，中國航天測控站建設(shè)不斷取得突破，不僅大幅拓展在國內(nèi)的布點(diǎn)，而且在巴基斯坦、肯尼亞、納米比亞、智利、瑞典等國成功落地。

       ?；憾啻?lián)動 移動跟蹤

       嫦娥四號發(fā)射10多分鐘后，信號被在某海域的遠(yuǎn)望三號測量船順利捕捉并進(jìn)行跟蹤遙測。約4分鐘后，在距離其1100多海里外的遠(yuǎn)望七號測量船接過測控“接力棒”，繼續(xù)進(jìn)行跟蹤遙測，準(zhǔn)確計算相關(guān)數(shù)據(jù)并向北京航天飛行控制中心發(fā)送飛行入軌結(jié)果。至此，入軌段火箭飛行姿態(tài)及相關(guān)數(shù)據(jù)和嫦娥四號相關(guān)數(shù)據(jù)測控任務(wù)圓滿完成。

       人們從新聞中可以發(fā)現(xiàn)，遠(yuǎn)望號測量船在大洋上進(jìn)行?；鶞y控，是中國實(shí)施航天任務(wù)特別是諸如載人航天工程和探月工程等重大航天任務(wù)的標(biāo)配。的確，鑒于地球超過七成面積被大洋覆蓋，?；鶞y控是實(shí)現(xiàn)全天候、不間斷數(shù)據(jù)計算與跟蹤測量控制的必要前提。為此，中國打造了一支可靠過硬的遠(yuǎn)望號艦隊(duì)。這支艦隊(duì)在改革開放進(jìn)程中不斷發(fā)展壯大。

       作為中國第一代綜合性航天遠(yuǎn)洋測控船，遠(yuǎn)望一號于1978年交付使用，是中國航天遠(yuǎn)洋測控事業(yè)的先驅(qū)，主要擔(dān)負(fù)衛(wèi)星、飛船和火箭飛行器全程飛行試驗(yàn)測量和控制任務(wù)。1980年5月，該船赴南太平洋執(zhí)行中國第一枚遠(yuǎn)程運(yùn)載火箭試驗(yàn)任務(wù)，快速、準(zhǔn)確捕獲目標(biāo)并成功打撈出數(shù)據(jù)艙。1984年，該船對中國第一顆同步通訊衛(wèi)星全程進(jìn)行跟蹤測量。之后，該船完成或者參與完成了亞洲一號衛(wèi)星、多艘神舟飛船等測控任務(wù)。截止2010年光榮退役，遠(yuǎn)望一號共圓滿完成遠(yuǎn)程運(yùn)載火箭、氣象衛(wèi)星、載人飛船等57次國家級重大科研試驗(yàn)任務(wù)，贏得“海上科學(xué)城”美譽(yù)。

       2016年7月12日，中國第三代航天遠(yuǎn)洋測量船遠(yuǎn)望七號正式入列中國衛(wèi)星海上測控部。其滿載排水量近3萬噸，可抗12級臺風(fēng)，自給力100天，能在太平洋、印度洋、大西洋南北緯60度以內(nèi)的海域執(zhí)行任務(wù)。它的入列，標(biāo)志著中國航天遠(yuǎn)洋測控事業(yè)發(fā)展迎來新機(jī)遇，航天遠(yuǎn)洋測控能力實(shí)現(xiàn)了新跨越。遠(yuǎn)望七號入列僅12天之后就投入首次實(shí)戰(zhàn)，遠(yuǎn)征太平洋，執(zhí)行中國衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)首發(fā)星天通一號01星海上測控任務(wù)。25天后，首戰(zhàn)告捷榮歸。至此，中國自主建成了一支適應(yīng)自身航天發(fā)展的海上移動測控力量。

       天基：居高臨下 中繼接力

       嫦娥四號之所以格外引人注目，在很大程度上是因?yàn)槠滠浿懞吞綔y的區(qū)域?yàn)槿祟愄綔y器從來也沒有達(dá)到過的月球背面。創(chuàng)造探月歷史也意味著空前的難度，而實(shí)現(xiàn)地月超遠(yuǎn)距離測控當(dāng)屬其中之最。為此，中國在今年5月發(fā)射了先導(dǎo)中繼衛(wèi)星鵲橋并使其?？吭诘卦乱ζ胶恻c(diǎn)即拉格朗日L2點(diǎn)附近，進(jìn)入環(huán)繞L2點(diǎn)的使命軌道，為即將到來的嫦娥四號月背軟著陸和探測架設(shè)太空通訊鏈路。

       “鵲橋”號是中國首顆，也是世界首顆運(yùn)行于地月拉格朗日L2點(diǎn)的通信衛(wèi)星，作為數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站，它能實(shí)時把在月球背面著陸的嫦娥四號探測器發(fā)出的數(shù)據(jù)第一時間傳回地球，具有重大的科學(xué)與工程意義，也是人類探索宇宙深空的一次有力嘗試。實(shí)際上，以航天器在地月拉格朗日L2點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對地月中繼通信就是嫦娥四號的科學(xué)任務(wù)之一。由此可見，成功搭建“鵲橋”既是嫦娥四號得以完成科學(xué)任務(wù)的必要前提條件，又是嫦娥四號整體科學(xué)任務(wù)要實(shí)現(xiàn)的一大目標(biāo)。隨著嫦娥四號任務(wù)的實(shí)施進(jìn)展，“鵲橋”搭建的通信鏈路即將投入實(shí)戰(zhàn)，讓我們拭目以待其精彩的表現(xiàn)。

       如果說“鵲橋”是一類特殊的中繼衛(wèi)星，為嫦娥四號量身定制，那么中國天鏈衛(wèi)星系統(tǒng)則是進(jìn)行航天測控的通用航天基礎(chǔ)設(shè)施。中繼衛(wèi)星被稱為“衛(wèi)星的衛(wèi)星”，是一種特殊的通信衛(wèi)星，相當(dāng)于把地面測控站升高到地球靜止衛(wèi)星的軌道高度，在天上“居高臨下”觀測近地空間內(nèi)運(yùn)行的航天器，由于其在地球同步靜止軌道上運(yùn)行，既能直視中、低軌道航天器，又能直視地面站，是溝通航天器與地面站的理想橋梁，高高在上的天基運(yùn)行使其比地基航天測控站和海基測控船優(yōu)勢大增。

       自2008年天鏈一號中繼衛(wèi)星系統(tǒng)首發(fā)星升空到2016年底，中國實(shí)現(xiàn)了天鏈一號4星全球組網(wǎng)。在其后實(shí)施的神舟十一號飛船和天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室飛行等任務(wù)中，得益于天鏈一號中繼衛(wèi)星系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了中國載人航天的一系列重大突破：航天員與地面完成“天地通話”，首次實(shí)現(xiàn)“天地雙向視頻通話”，首次實(shí)現(xiàn)航天員與地面同步收看電視直播并且畫面、語音清晰流暢。