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申城先锋|追风逐云三十载 守得初心见芳华

来源:新民晚报     记者:裘颖琼     作者:裘颖琼     编辑:夏韵     2018-07-08 11:19 | |

图说:风云二号H星试验队 来源/上海航天技术研究院供图(下同)

  2018年6月10日,我国第一代地球静止轨道气象卫星的最后一星——风云二号H星成功定点于东经94.1度,开始进行在轨测试。同一天,中国国家主席习近平在上合组织青岛峰会上宣布,中国愿利用风云二号气象卫星为各方提供气象服务。后续,风云二号H星将根据测试安排,漂移至东经79度,即在与我国新疆喀什相同经度的赤道上方,专注服务“一带一路”战略,并和在轨的风云二号E、F、G星组网观测不同时间和空间尺度天气系统的变化。

  作为我国第一代地球静止轨道气象卫星,风云二号“家族”已成功发射8颗,目前4星在轨运行,他们的业务领域包含天气预报、气候预测、自然灾害和环境监测、资源开发等,为我国和周边地区的天气预报提供实时动态的气象观测资料。自1986年启动研制以来,团队人员跨越五代人,在薪火相传中打造了一支甘于奉献、技术过硬的科研团队。

  穷且益坚 前三颗星命运多舛

  风云二号的研制并非一帆风顺。1994年4月2日上午,风云二号01星在进行发射前的最后一个测试项目时爆炸了。卫星炸毁,测试设备也全部毁掉,同时还夺走了净化间总装工人陈德全的宝贵生命,30多位发射队员受伤住院治疗。

  闭上眼睛,时任卫星副总设计师的李卿仍能感到当时的场景历历在目。上午10时50分,他在无线测试间,发出模拟2小时准备的口令。突然“轰”的一声巨响,抬头一看,黑色浓烟夹着红色火光向他涌来,观测窗玻璃瞬时被震碎,将他摔倒在地。供电中断后,黑暗的测试间弥漫着呛人的烟味。靠着逃生的本能反应,他打碎了身后一扇门的玻璃,才逃离了危险。

  事故发生后,沮丧、悲痛的同时,“要以最快的速度再造一颗卫星”的信念在团队萌发。医院、靶场,每位队员回想着现场的每一个细节,分析当时记录的每一个遥测数据和发出的每一条指令,全面的事故调查工作展开了。4个月后,事故原因被找到了。由于卫星管路出现细微裂缝,在十几个大气压的作用下,内部的液体燃料开始喷射出来,和静电产生了火花。然后烧穿了下方远地点发动机内的653千克固体燃料,发生了急剧燃烧。

图说:风云二号团队工作人员正进行初样星力学试验(资料照)

  在吸取了01星事故的教训后,02星在卫星的安全性设计、测试流程等方面做了大量改进。1997年6月5日,风云二号02星计划在19时55分发射,然而从下午5点开始,发射场区狂风暴雨、电闪雷鸣,一直等到晚上9点半还没有停止的迹象。于是,指挥部决定中止发射任务。此时我国的气象监测使用国外卫星数据,队员感叹,如果有了自己的气象卫星,就能提前预知气象情况,不会如此被动等待天气好转。5天后,02星顺利升空,命名为风云二号A星。

  A星的成功给卫星研制团队带来了巨大的鼓舞,但好景不长,在交付使用10个月后出现一些故障,只能间歇性工作。1998年4月8日,卫星天线消旋系统发生了失锁故障,造成数据传输和转发无线通道中断,云图无法下传。后经努力抢修,只能每天断续工作,获取有限的几幅图像。A星的故障等同于宣布卫星应用失败,给了团队当头棒喝。

  总结A星的失败经验后,研制团队又投入到了03星的研制之中。2000年6月25日,03星发射成功,命名为风云二号B星。B星定点运行后,天线消旋系统良好,运行情况正常,证明改进措施是有效的。但在运行8个月后,转发器的上变频本振单机出现问题,卫星在轨数据无法下传到地面。这一突发的变故,等于宣布了B星失去了应用价值。

  负重前行 打赢翻身仗

  前三颗卫星接连失利后,我国自主研制气象卫星陷入了迷茫期,“造星不如租星,租星不如买星”的声音再次传开。当时中国气象局完全有条件购买外国的卫星,但依然立挺要继续搞自己国家的卫星。此时,又面临两种抉择,一是临时搞一颗与01批相同的应急卫星来接替B星,二是一步到位直接研制性能更先进的02批卫星。通过权衡利弊,决定04星按02批状态进行研制。

  怎么打赢翻身仗?时任卫星总指挥的徐博明回忆,研制过程中,经常组织召开技术交流会议,任何研制人员都可以平等发表意见和参与激烈辩论,正是这种“百家争鸣”的交流沟通,研制队伍解决了仪器板意外拉伤、星上母线短路等棘手问题。

  2004年10月23日,成功发射的风云二号04星定点于东经105度赤道上空,被命名为风云二号C星。在轨测试结果表明,C星图像清晰、层次丰富,红外和可见光图像与日本GMS-5图像质量相当,水汽通道图像比GMS-5图像层次更丰富,高层云和水汽的空间连续性更好;C星图像中云系和地物的各种特征比欧空局的METEOSET-5更清晰,层次更丰富;C星红外、水汽、可见光图像质量与美国GOES-9基本相当。

图说:风云二号团队正将H星装入整流罩

  C星的成功标志着中国地球静止轨道气象卫星由试验阶段进入业务运行阶段,有了质的飞跃。随后,2006年12月8日风云二号D星发射成功,实现了风云二号C星、D星在轨互为备份,双星组网运行的模式。2008年12月23日E星成功发射,投入业务运行后,接替了超期服役的C星。

  为了满足气象用户部门的需求,研制人员不断提升云图质量,这也为后续的03批卫星打下坚实的基础。2011年7月、2012年5月,曹亮、李海生先后被任命为风云二号卫星03批卫星系统总设计师、总指挥。“风云二号卫星一路荆棘坎坷,今天辉煌来之不易。”曹亮说,作为航天设计师,一定要对数字、对异常现象敏感,要追根溯源,打破砂锅问到底,因为一个小小的“秘密”都有可能酿成大错。

  在风云二号03批卫星研制一线,每一个人对待质量和成功有着共同的目标,严控技术状态的更改,严查产品验收,对高风险项目还要做出特别的标记。测试数据不仅要和出厂之前测试结果进行对比,还要和上一颗卫星进行对比,从“大数据”中排查可能出现的风险。2012年1月13日、2014年12月31日和2018年6月5日,03批F、G、H三颗卫星相继发射成功,实现了“多星在轨、统筹运行、互为备份、适时加密”的运行模式。

  朝霞夕雾,昼云夜雨,一张张高清的图像,记录着风云二号团队探索的足迹。当年的风华正茂,如今已是两鬓白发;昔日的懵懂少年,现在已是航天脊梁。

  新民晚报记者 裘颖琼

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