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長三乙立新功 北斗系統邁向新征程

7月的大涼山陰雨綿綿,但勝利的捷報卻頻頻從這裡傳出。7月29日,西昌衛星發射中心再次傳來喜訊,繼19天前長征三號甲運載火箭托舉北斗衛星導航系統第三十二顆衛星成功入軌後,航天科技集團研製的長征三號乙/遠征一號運載火箭以一箭雙星方式,成功發射我國北斗全球衛星導航系統(下稱北斗三號工程)的第五組衛星,這是該系統的第九顆和第十顆衛星,也是北斗衛星導航系統的第三十三、三十四顆衛星。

衛星吊裝(南勇 攝)

據北斗三號第9顆、第10顆衛星主任設計師劉家興介紹,此前為該系統發射的八顆衛星已初步構成北斗全球衛星導航最簡系統,這次發射的雙星,將開啟北斗全球衛星導航系統組網新階段,我國將邁向構建北斗全球衛星導航基本系統的新征程。

隨著北斗三號工程的加速組網,北斗全球導航衛星也和長三乙運載火箭一樣,進入了批產時代。長三乙火箭試驗隊和北斗三號第九顆、第十顆衛星試驗隊加強對新環境的重視程度,有效識別風險,實行多產品並行研製和一人多崗制度,高效應對下半年高密度任務的嚴峻挑戰。

重視新環境 識別新風險

由於發射任務密集,為保證發射塔架的安全性和可靠性,西昌衛星發射中心對發射工位進行了調整,原定於二號塔架執行的任務被調整到三號塔架。被調整的任務正是此次用來發射北斗三號第九顆和第十顆星的長三乙/遠征一號運載火箭。別看僅僅是發射工位的調整,對於長三乙/遠征一號運載火箭和北斗三號雙星來說,這個「新環境」也可能帶來不小的風險。

由於不同發射工位與火箭箭體固定的角度不同,原本為二號塔架設計的整流罩透波口的位置與三號塔架的天線位置有很大偏差,透波口是在整流罩上為衛星測控設備透射地面信號而設計的「特殊窗口」,一旦位置與天線角度有所偏差,衛星將無法收發來自地面的信號。

火箭和衛星試驗隊收到發射工位調整的命令後,立即識別這一新環境可能帶來的風險。負責衛星整星風險識別的馮文婧告訴記者,在衛星發射前,需要地面人員對其進行監視和指揮,「如果衛星收不到信號,就無法確認狀態。」上面級結構及地面總體負責人楊自鵬說,如果接收不到信號,就無法完成對上面級的控制和測量,「這些都將對發射造成巨大影響。」

在新環境帶來的挑戰下,衛星試驗隊、火箭試驗隊及時與發射場聯合協商,經過一系列的研討,最終確定了在三級箭體塔架的擺桿上架設支架和RF轉發天線的方案,有效控制了風險。

說起來容易做起來難,由三節支架組裝而成的超長支架有六七米高,給衛星和上面級傳遞信號一共需要6根天線,並且要與整流罩透波口位置吻合,除此之外,RF轉發天線位置和方位、衛星與上面級組合體方位關係、天線支架架設是否安全等問題,都等著試驗隊員們逐一測試和解決。

架設支架時,劉家興也來到了塔上,發射場的操作人員和試驗隊員們一起小心地操作、反覆地確認,生怕一個不小心磕碰了整流罩,高空作業給操作人員帶來了不小的難度,大家齊心協力,忙活了兩個多小時才完成支架和天線的架設工作。

隨後,火箭和衛星試驗隊又對天線進行了電測和總檢,依據信號觀測和鏈路計算的結果,多次對RF轉發天線和地面測試設備連接方案進行調整,使信號達到最強,防止極端天氣對天線造成影響。

馮文婧說,最終的測試結果還超出試驗隊的預期,順利解決了這一難題。有了這次應對新環境風險識別的經驗,楊自鵬說,遠征一號上面級也要不斷加強適應性,提高對不同發射工位和各類衛星的適應能力。未來,上面級還將提高適應不同廠房的能力,克服發射工位差異帶來的影響。

一人多崗 並行研製

為應對高密度發射的嚴峻形勢,衛星試驗隊和火箭試驗隊均採取一人多崗、並行研製等有效措施,節約人力、提高效率、縮短周期。由於北斗三號工程大部分採用雙星發射模式,因此,雙星並行研製甚至是多星並行研製成為北斗導航衛星試驗隊的工作常態。

為了應對任務繁重、人手緊缺的嚴峻形勢,試驗隊里許多隊員都身兼數職,一人多崗,勇挑重擔。

來自五院總體部的周士民在此次任務中,擔任了一顆星的測試指揮和雙星的衛星總控、綜合電子及熱控測試等7個崗位,用他的話說,「一個人、兩顆星、七個崗,我驕傲。」繁重的壓力不僅沒有壓垮他,反而促使他不斷提高自己的業務能力,迎接新挑戰。

回想起自己2007年參與北斗二號任務時的工作狀態,他說:「那時候一顆星就有100多人,現在雙星才40多人。」通過這十多年的不斷發展,北斗導航衛星的各項技術和測試手段在不斷進步,人員和周期也隨之精簡,以前單星需要十幾個人來測試,現在雙星測試只需要5人,而且測試周期還更短。周士民說,「現在的導航衛星通常採取雙星模式,為了應對導航衛星批產,一人雙崗甚至是一人多崗很普遍。國家對導航衛星的要求越來越高,這就需要我們不斷優化測試手段,提高測試工具的功能和自動化程度,不停充電,迎接考驗不掉隊。」

不僅衛星試驗隊採取一人多崗、並行研製的制度,隨著高密度發射常態化,發射場也迎來了任務頻率高、間隔短的「滿載期」。來自一院211廠總裝事業部的姜維負責上面級的調度工作,他告訴記者,在6月、7月這兩個月期間,西昌衛星發射中心罕見地出現了三枚長三甲系列火箭同時在場的情況。「雖然三發火箭的狀態各不相同,但協調工作仍然非常複雜。」

楊自鵬說,在此前多次優化發射場工作流程的基礎上,試驗隊從對設備、人員、技術狀態改動最小的角度出發,在上一發產品由技術區轉至發射區,達到測試封存狀態後,下一發產品就進入技術區開始工作,將並行時間增至最長。

「現在位於技術區的產品,就是下一次任務要發射的上面級,目前已經完成了測試前的全部工作。通過合理的並行任務安排,已經為下一次任務節省了五天的時間。」目前,長三甲系列火箭已經將最小發射間隔控制在25天左右,為應對高密度發射做足了準備。

長三甲系列型號對試驗隊員也採取「去任務化」安排,許多試驗隊員同時承擔兩發火箭的任務,隊員們不再強調自己屬於哪個試驗隊,而是立足崗位本身,不管是哪一發火箭,只要是在發射場期間安排的任務,都當做自己的本職工作來完成。

楊自鵬將一枚火箭到發射場以後的工作階段比喻成A、B、C、D四個部分,「這一次任務的人員可能做完A、B、C、D後,又把下一個任務里的A完成了。下一次任務就從B開始,完成了B、C、D、A。」這樣一來,每一發任務都儘可能「超額」完成,給後續隨時可能出現的緊急任務打出富餘量。在面對長時間、高強度的工作時,隊員們仍然保持極高的質量意識和工作熱情,為後續任務的圓滿完成奠定了堅實基礎。

(來源:中國航天科技集團有限公司)


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