卫星一旦出事,救不回来就沦为太空垃圾
这只是“牧星人”拯救卫星的一个缩影。
根据西安卫星测控中心披露的数据,迄今为止,该中心先后参与抢救了10余颗重大故障卫星。
熟悉航天的人都知道,对任何一颗卫星来说,点火发射只是拉开了其飞天使命的“帷幕”。每当烈焰飞腾、大地震颤、直刺青天的景象过后,卫星还要在地面测控系统的跟踪、测量与控制下,进入预定轨道,此后,这颗卫星才真正开始工作。
相应地,卫星在轨运行管理“大戏”上演,“牧星人”开始担任主角。卫星在轨运行,短则一两天,长则10年以上,运行时间较长的卫星被称为长期在轨卫星。时间越长,对地上“牧星人”的考验也就越大。
西安卫星测控中心航天器长期管理部主任刘军给出一个形象的说法:地球周围环绕着电视转播、气象预报等大量卫星和太空碎片,在这些拥挤不堪的太空轨道上,一旦发生碰撞后果很难想象。加之航天器运行速度是高铁的几十倍,即使撞上很小的物体,也很可能粉身碎骨。
这就需要长期管理人员,“每分每秒”盯着这些卫星,“如果卫星发生异常,不能有效注入控制指令,卫星无法转入正常运行姿态,造价不斐的卫星,就将沦为毫无用处的太空垃圾”。
至今,西安卫星测控中心技术部高级工程师韩忠民还记得,2006年10月23日深夜,自己刚躺下不久,家里的电话突然响了:我国一颗遥感卫星出问题了——姿态失控,下行信号时有时无,地面发送的遥控指令卫星基本不执行。
彼时,这颗卫星已经在轨运行了180天——已经不是一颗“新星”了。只是突然之间,卫星就像断了线的风筝,“失联”了!
包括韩忠民在内的“牧星人”,足足花了69天,才把这颗卫星抢救过来。
让人没想到的是,这场战役刚刚结束,另一场战役又随即打响。2007年2月3日,刚发射不久的一颗北斗卫星也跟着出现故障。
与上一颗卫星抢救有所不同,这颗星压根儿就没有下行信号,连卫星到底在哪儿都不知道。当时不少业内人士认为,这颗卫星已经彻底失控,起死回生的可能性微乎其微。
“牧星人”不愿放弃。又一个60天,抢救工作得以成功。
韩忠民说,这两次抢救任务间隔时间短、持续时间长、技术难度大,都创造了我国航天历史之最。
“很多”卫星在超期服役,给国家节省资金上亿元
当然,一个不可避免的问题是,拯救卫星需要消耗燃料,一旦燃料耗尽,卫星就会因失去轨道修正能力,逐渐报废。“牧星人”则会变着法地节省燃料,让卫星“延年益寿”。
工程师李方正至今记得,2009年9月9日,他所在的西安卫星测控中心过了一个别开生面的生日会:桌上摆放的生日蛋糕,由蓝色奶油雕琢的地球,黄色柠檬勾勒的中国版图,巧克力制作的太阳能帆板,镶嵌在白色卫星上——生日的主角是实践六号A/B双星。
这一天,这两颗正在万里高空翱翔的“寿星”年满五周岁——而卫星原本设计寿命只有两年。如今这对卫星已超期服役10多年,是名副其实的“老寿星”。
这也并非个案。中国青年报·中青在线记者从西安卫星测控中心了解到,目前还有“很多卫星”都在超期服役。
按照刘军的说法,卫星超期服役就相当于一颗卫星干了多颗卫星的工作,由于卫星制造、发射成本高,测控人员的“精测妙控”相当于给国家节省大量资金,如果再算上抢救来的10多颗卫星,就已经为国家挽回了数十亿元的经济损失。
就在去年6月,中国卫通公司一行3人专程来到西安卫星测控中心,赠送锦旗,对后者消除某卫星通信转发器干扰问题表示感谢。
刘军还记得,当时卫通公司一位负责人提到,消除干扰的任务完成后,受影响的卫星十几兆珍贵的通信带宽资源得以释放,直接经济效益上千万元。
“我们谁都不能否认,航天事业具有高风险、高投入的特性。受空间环境干扰与设备、器件寿命等因素影响,在轨卫星故障时有发生,保护这些宝贵的国家太空资产,是我们这些‘牧星人’的使命。”刘军说。
事实上,随着我国在轨卫星数量的不断增多,卫星故障率也随之增加,迫切需要提高卫星远程诊断维修能力。
西安卫星测控中心航天器长期管理部高级工程师李卫平说,“牧星人”专门按照信息化、可视化、快速化三个步骤攻坚,获取了卫星诊断维修的“行医资格证”。
几年前,西安卫星测控中心管理卫星约为80多颗,卫星故障率为每天2.7次;按照该中心最新披露的数据,2017年,卫星数量大幅增加,故障率却下降了50%。
李卫平告诉中国青年报·中青在线记者,近几年为适应建设航天强国的形势要求,该中心利用人才资源优势加强相关研究,这其中专门收集整理国内外千余次故障案例,建立10多万条诊断知识,自主研发了一套航天器故障诊断专家系统。据他透露,这套系统运行以来,累计发现卫星各类故障几百余起。
相应的是,几百余起卫星故障被消灭在萌芽状态。