一年11次发射20颗卫星升空,18年发射43颗卫星100%成功率——北斗走向全球的传奇

在我国四川大凉山腹地,散落着3个航天点号,分别被当地老乡叫做牛头山、天王山和袁家山。每一次北斗出征,中国航天人都会在“三山”之间穿梭,树影婆娑中他们的身影若隐若现,成为外界观察这一国之重器难得的视角。

11月19日,当我国第42、43颗北斗导航卫星在西昌卫星发射中心腾空而起,这里的火箭跟踪测量人员再次活跃起来。牛头山,海拔近1800米,是这里地势最高、位置最偏远的点号,也是每次火箭发射万里测控的“第一棒”。天王山,几百平方米的山顶“坝子”上,守着5个人,两个点号左右呼应,一边是气象站,一边是测量点。袁家山,三代“夫妻哨”在这里扎根,一座哨塔,一个家。

没有人做过具体统计,偌大的中国北斗卫星导航系统究竟有多少个岗位又有多少人参与,但属于北斗大系统的每次进展,则毫无遗漏地被人们记录下来——

过去1年里,我国先后完成11次发射任务,将19颗北斗三号导航卫星和1颗北斗二号导航卫星送入预定轨道,组网发射最短间隔17天,创造了北斗组网发射历史上高密度、高成功率的新纪录。

而截至目前,中国北斗已经走过18年,成功将包括4颗试验卫星在内的43颗北斗卫星送入太空,发射成功率达到100%。

天枢贪狼、天权文曲、摇光破军……是中国古人对“北斗”的解读,而如今的“北斗”则蕴藏着更多故事,象征更多意义。

发射前3小时的“漏电”惊魂

航天发射是一项高风险的科技活动,历次北斗任务中,也有惊心动魄的回忆。

2000年10月31日和12月21日,在前后不到两个月里,西昌卫星发射中心连续成功发射了两颗“北斗一号”静止轨道导航卫星。我国也因此实现了首次使用双星定位技术组成的区域卫星导航系统。

然而,事情不像人们期待的那么顺利,航天发射的高风险再一次得到验证。

2003年5月24日晚,长征三号甲运载火箭托举着第三颗“北斗一号”卫星矗立在发射塔架,等待着飞天一刻的来临。

突然,发射场区遭遇倾盆大雨。

控制系统报告:给箭上三级火工品和电磁阀等设备供电的关键线路——M3母线漏电。这一险情可能造成箭上火工品误爆或不起爆,导致发射失败的严重后果。

此时,距预定发射时间不足3小时,发射“窗口”也只有短短51分钟。

时任西昌卫星发射中心火箭控制系统的高级工程师毛万标回忆起来,当时摆在他们面前有两个选择:如果发射,会有风险;如果中断发射,就会造成无法估量的损失,还会留下重大事故隐患。

一时间,指挥中心陷入两难。毛万标站了出来,跑到火箭塔架,几次来回上下,最终得出结论:漏电现象是由于环境湿度较大,部分接插件结霜引起,不会影响母线供电电压,不会成为决定成败的因素,“可以发射!”

那年的5月25日零时34分,我国第三颗北斗一号卫星发射升空,成功进入预定轨道。

这是发生在北斗一号导航卫星组网发射中的故事。事后谈及这次任务,毛万标说:“在那个时候,就需要有人站出来,这是作为一个系统工程师、作为一个航天人的责任。”

雷暴间隙“见缝插针”发射成经典

在全球十大航天发射场中,西昌卫星发射中心是属于气候条件较为复杂的发射场之一。该中心气象系统高级工程师江晓华说,这里不仅有雨季干季之分,还要受来自东南西北4个方向的气象系统影响,统计显示,这里近50%的发射都是在雨季执行的。

尽管如此,2011年的一次北斗发射,还是让他们遭遇到前所未有的“恶劣”气候条件。

这一年7月27日5时整,距离发射窗口仅剩半小时,天空中突然云团涌动,越过山峰向场区上空聚拢,不久便电闪雷鸣、暴雨倾盆。

江晓华回忆,从发射前半小时开始,气象人员每隔10分钟就向任务指挥部预报一次场区未来10分钟的天气情况,一共报了3次,但结果都是一样:8公里范围内有雷暴,而且是强雷暴。

5时30分,已经到了发射窗口时间。气象团队必须拿出最后的会商结果。

江晓华至今记得,在最后时刻,气象团队终于觅到“机会”——未来10分钟内,场区雷雨将出现短暂间隙,满足发射最低气象条件。很快,上报了“战机”。

5时44分28秒,伴随着指挥员的口令,操作手按下红色“点火”按钮,长征火箭托举着“希望”直刺苍穹。

不久后喜讯传来:第九颗北斗导航卫星准确入轨,发射成功。这是发生在北斗二号组网发射过程中的故事,也成为后来被频频谈到的“雷暴间隙夺秒发射”的经典。

江晓华说,摸透“老天爷”的脾气,找到发射狭窄“窗口”,只是航天各岗位确保成功的一个缩影,“航天发射是万人一杆枪的事业,无论哪个系统、哪个岗位都是不可或缺的一分子”。

测试指针“爆表”所有人惊出一身汗

直到3年前,这样的惊险传奇还在继续上演。这一次,无关天气。

2015年3月17日,万里晴空,长征三号丙运载火箭首次搭载远征一号上面级和北斗二号导航卫星巍峨地矗立在发射场,进行阵地第一次总检查测试。

和往常一样,西昌卫星发射中心地面控制系统工程师张涛在对监测箭上设备的各条母线,逐一进行绝缘性能检查:“M1对M2绝缘,M1对M3绝缘,M2对M3绝缘……”

与“箭上设备母线”临近的“地面设备母线”引起了他的警觉。

就在前一晚,张涛习惯性地查找对比了系统改造前后的相关设备和指标,他认为当母线间的绝缘仅限于对“箭上设备母线”进行监测,而“地面设备母线”对“箭上设备母线”的绝缘情况却没有考核到。

这一次发射,是控制系统地面设备改造后首次投入发射任务,也是首次发射远征一号上面级和新一代北斗导航卫星,意义之重要不言自明。

“不测不知道,一测吓一跳!”

当张涛用测试电笔将“地面设备母线”与“箭上设备母线”连接,测试指针“噌”地一下“爆表”,在场的所有人立刻惊出一身汗。

“报告!发现异常!”张涛和二岗人员经过再三检查,共同确认,“地面设备母线”与“箭上设备母线”间呈导通状态,与设计要求不符,“一旦误接通,很可能给箭上设备造成无法估量的损伤”。

第一次总检查不得不立即叫停。张涛和同事收到了最新命令:“必须尽快排除故障,否则将会影响发射进程!”

当天21时左右,张涛和航天科技集团技术人员一起重置调试该设备的连接焊点,反复测试确定各项参数合格。

3天后,即3月30日21时,西昌卫星发射中心首次成功发射远征一号上面级,将北斗二号导航卫星送入预定轨道。

“关门”前4小时挤进“全球卫星导航俱乐部”

有人问,既然航天发射风险如此之高,为何不放慢脚步,“且走且徐吟”?也有人质疑,频频发射的背后是否有急功近利的心态在作祟?

这一切还要从北斗的诞生说起。

1994年,我国决定启动北斗一号工程,进行卫星导航试验探索。