揭秘中國探月工程設計師：這裡的戰場“靜悄悄”

    11月1日晨，中國探月三期再入返回試驗器“小嫦娥”成功返回地球。圖為北京航天城飛行控制中心返回器降落打開降落傘的模擬畫面。本報記者 邱晨輝攝

 

在工作現場的“嫦娥”。北京航天飛行控制中心供圖

 

10月24日淩晨，被稱作“小嫦娥”的探月三期飛行試驗器入軌那一刻，坐在北京航天城飛行控制大廳總體主任設計師崗位上的席露華明白，自己的第四次探月征程開始了。

 

7年前，同樣是在這一天，同樣是在這個大廳裏，她作為中心總體計劃和國際聯網崗位負責人，參加了我國第一次繞月探測任務——嫦娥一號。如果從2004年我國探月工程立項算起，她從事嫦娥任務飛控工作已整整十年。

 

十年，對於中華民族的千年奔月夢想，不過是剎那瞬間，而對於席露華和她身邊的女同事，卻是人生一段不可再生的青春年華。她們中有在改革開放大潮中成長的70後，有在物欲橫流的時代卻選擇守望星空的80後，在航天城，她們被身邊的同事稱作托舉“嫦娥”奔月的嫦娥們“飛控一姐”以及中國探月的“美麗封面”。

 

向外國專家叫板

 

此次再入返回飛行試驗任務，席露華擔任的是飛控總體主任設計師一職。對這份工作，她打了一個形象的比喻：飛控總體就像橋梁，連接測控系統和飛行試驗器系統，她要做的就是思考如何將這座橋設計完美，搭建牢固。

 

這是一項極具風險和挑戰的工作。按她的説法，機理原理不吃透，就像建橋缺少混凝土；設計考慮不週全，大橋缺腿斷臂易塌陷；方案觀點不準確，勢必千里之堤潰自蟻穴。

 

為此，她必須要吃透飛行試驗器系統二三十套，多達幾十萬字的各類方案。這還不是簡單的“拿來主義”，最關鍵的工作還在於要結合測控系統實際特點，制定飛控需求，明確飛控該做什麼，該怎麼做，由誰來做，什麼時間做等一系列問題。

 

任務前，她每天都會做三件事：查資料、參加聯試和分析問題。常常是找到一個分系統的專家，就是一大串問題，常常為了一個問題，一坐就是好幾個鐘頭。

 

在航天城，有個關於她的故事流傳頗廣。

 

那是在嫦娥一號任務備戰時，在一次與歐空局國際聯網的測試中，有個國外站總是跟蹤不上衛星。歐空局的專家們向擔任國際聯網北京中心負責人的席露華提出質疑：“應該是你們的方案和數據出了問題！”

 

席露華卻和這些國際專家“叫板”：“我們的方案經過了嚴密論證，我們的數據經過無數次測試，問題絕不在我們。”後來，經過排故，最終得出是由於國外測站測試方法出現了偏差，導致失誤産生。這件事讓老外豎起了大拇指。

 

2013年，在距嫦娥三號任務還剩下最後兩個月的時候，巡視器系統將十幾本臨時狀態更動的方案放在了席露華面前。新的狀態更改，意味著飛控需求、系統介面、軟體狀態等一系列工作都要重新做。

 

作為巡視器“玉兔”遙操作總體主任設計師，席露華“壓力山大”。此刻，究竟是按照對方狀態變化需求簡單地進行方案和軟硬體系統調整，還是全面深入分析論證，按任務備戰流程重新來做？

 

席露華選擇了後者。她説，從嫦娥一號到嫦娥三號，每一次任務都像一次難題重重卻又輸不起的大考。

 

十年前，席露華20多歲，那時的她愛説愛笑、充滿活力，如今她是同事眼中經驗豐富、成熟穩重的“飛控一姐”。她説自己不是一個喜歡做夢的人，然而，十年探月，她卻用敏思慧心織就了3個美麗的星月夢想。

 

隔空給嫦娥把脈

 

在《西遊記》裏，孫悟空懸絲把脈，隔空便能診斷出朱紫國國王患有“雙鳥失群”之症。

 

在北京航天飛行控制中心，有人説張祖麗比孫悟空還要“牛”，她無需懸絲，就能為遠在萬里之外奔月返回軌道上的“嫦娥”把脈。

 

張祖麗是飛控中心再入返回飛行試驗任務遙測崗位的主管設計師，被稱作該中心遙測崗位“一姐”。

 

“嫦娥”遨遊在奔月返回的軌道上，最遠處距地球足足有42萬公里。它的飛行狀況如何，是否按照地面飛控人員的指令準確實施預定動作，各系統是否工作正常？獲悉這一切，都要靠飛行器下傳的數據來判斷。張祖麗所在的遙測崗位，每天的主要工作就是與這些下傳數據打交道。

 

打開監控顯示頁面，數傳、熱控、電源……17個飛行試驗器分系統的監顯頁面依次呈現在眼前，每個分系統都包含成百上千個遙測參數。在張祖麗眼裏，這些分系統就如同“嫦娥”的一個個器官，那些遙測參數就像是組成器官的一個個細胞。而她，就要像一個醫生一樣，時刻把脈“嫦娥”，關注、呵護這些器官和細胞的健康。

 

“飛行器通過無線電波下傳的數據是一堆由0和1組成的源碼。我們要破譯這些源碼，通過複雜的公式計算和曲線擬合等方式，將它們變成一個個準確的遙測數據，實時呈現在監控顯示頁面上。”張祖麗告訴記者。

 

工欲善其事，必先利其器。與之前任務相比，再入返回飛行試驗任務的遙測數據種類更多，格式更為複雜。要想有效把脈“嫦娥”，必須得有“利器”，得靠高超的手段。

 

“就像醫生技術越高超、醫療設備越先進，檢查結果就越準確，治病效果就越好一樣。”張祖麗告訴記者，她們崗位最累、最難的工作就是在任務前積累好自身，打磨好“利器”。

 

這次任務，張祖麗帶著遙測團隊，為把脈“嫦娥”量身打造了三大“利器”：遙測數據快速處理、故障快速診斷和信息快速監控。此外，另有一項工作在她眼中至關重要——遙測信息的抽象化描述和歸一化處理。

 

就像鑄劍師事先打造出劍模一樣，不論是鑄鐵劍還是銅劍，只要把相應材料熔化澆鑄到劍模裏就行。她們完成的這項工作就是為探月工程打造遙測模具。以後不論任務怎麼變，只要把配置信息改為對應任務的配置，她們的遙測處理軟體就能很快完成任務自適應。

 

這對提高任務備戰效率有不小的意義。如今，我國第四次探月任務征程方啟，地月之行萬里路，作為“嫦娥”姑娘的把脈人，張祖麗説：“我們遙測崗位的任務備戰效率從工業化時代邁進了信息化時代。”

 

這裡的戰場“靜悄悄”

 

這個秋天，梁爽再次成為“千軍萬馬”的一名女指揮。然而，她的身邊卻感受不到絲毫“沙場秋點兵”的氣勢——

 

指揮席不過是三尺機臺、方寸熒屏，“千軍萬馬”也只是成百上千條指令構成的“數字大軍”，而嘹亮的戰鼓和號角聲則是劈裏啪啦的鍵盤聲。

 

這裡的戰場“靜悄悄”，卻也有著生死一線的緊張。

 

此刻，梁爽正檢閱著她“排兵布陣”的新作——任務全過程程遙控制的統一計劃。作為探月三期再入返回飛行試驗任務規劃計劃崗位主管設計師，梁爽擔負著生成、檢查、修改任務中各類計劃的重任。

 

曾有人把計劃比作是推動任務進程的驅動器，把生成計劃比作是太空“排兵布陣”——“小嫦娥”什麼時候該做什麼動作、地面什麼時候發送什麼指令、測站跟蹤何時開始何時結束全靠計劃指引。

 

這是一件極易出錯的工作，梁爽甚至用“站在懸崖邊”的比喻來形容她高度緊張的精神。

 

7年前，當嫦娥一號衛星發射升空時，梁爽就坐在了這個崗位上。

 

天地如棋局，指令如棋子。她喜歡天地間“排兵布陣”般的感覺：一條條計劃指令在她手裏如同一個個軍令有序生成，發往遍佈五大洲四大洋的測量站、船，引導它們開展測量跟蹤，發往遠在奔月軌道上的飛行試驗器，指引“嫦娥”再入返回征程。

 

2007年，嫦娥一號任務備戰，那是梁爽第一次接觸任務規劃計劃工作，便設計開發了“任務計劃可視化分析平臺”，這個平臺至今仍在使用。7年時間，經梁爽的手生成的計劃指令達兩萬多條。這兩萬多條指令編排在一起，就如同一隊旌旗獵獵、聯通地月的數字大軍。

 

在外人看來，排滿螢幕密密麻麻指令，可能會有種“頭大”的感覺。但就像數學家感覺歐拉公式美妙絕倫一樣，梁爽能從自己的工作中找到美感與美的享受。

 

“當你懂得了這些計劃指令的邏輯規則和理論依據後，就不會覺得亂了；當你努力剔除錯誤、解決衝突，讓整個計劃和諧有序、渾然一體時，就會有種美的感覺。”梁爽説。(本報記者 邱晨輝 通訊員 祁登峰 姜寧)