6月16日,伴着烈焰腾空而起,长征二号F遥九(CZ-2F Y9)火箭托举着神舟九号载人飞船直刺苍穹。当精确入轨的那一刻,有一群年轻人兴奋地跳了起来。人们可能不知道,正是他们应用迭代制导技术,使CZ-2F Y9火箭精确入轨,创造了我国载人发射入轨精度最高的纪录,为载人交会对接任务的圆满完成奠定了基础。这次精确入轨也和高精度的“手动交会对接”一起,并称“两个十环”!
这群承担着把神舟飞船精确送入预定轨道任务的年轻人,就是中国航天科技集团公司CZ-2F载人运载火箭控制系统迭代制导技术研制团队,平均年龄只有33岁。
众所周知,运载火箭发射是一项高科技、高风险的事业,短短十余分钟,火箭要经历从地面穿越九霄的历程。而从“载人”到“交会对接”,对运载火箭提出了比普通火箭更高的技术要求,每一步都要用到最可靠、最先进的技术。
迭代制导就是一种先进的制导方法,它能够依据火箭当前测量信息实时的计算出最佳飞行轨迹,将火箭准确送入预定轨道,这种方法所需信息量少、自主性强,相对于现役火箭的制导方法是一种技术上的革新。然而,该技术在带来高入轨精度、强适应能力的同时,也伴随着风险和挑战,其算法相对于现有方法要复杂的多,在箭载计算机上实现需要进行合理的优化和设计。另外,如何保证在各种异常情况下火箭的安全性,新方法需要哪些新的验证手段等等,这些都是摆在设计人员面前的难题。
初生牛犊不怕虎,这群年轻人向着困难发起了一次冲锋!
33岁的吕新广是这支队伍的领导者,系统主任设计师。别看年纪不大,可从神舟五号到神舟七号,每一次载人飞行试验的发射现场都有他的身影,改进型长征二号F火箭从方案论证到系统设计、从软件实现到仿真试验,每一个环节都有他付出的心血。
31岁的巩庆海是系统副主任设计师。由于人员紧张,在很多情况下他都充当了“泥瓦工”的角色,默默的完成了型号设计中大量的琐碎杂事。一次次的放弃休息时间,为他赢得了由研究室颁发的“披星戴月奖”。
……
攻关的日子是艰苦的。为了突破关键技术,他们查阅资料、推导公式、开展数学仿真,一次次的尝试新方法;为了提高设计的可靠性,确保万无一失,他们精雕细琢,力图对工程应用中所有可能出现的状况考虑周全,利用各种故障模式对新方案进行验证;为了按计划完成设计和试验任务,他们放弃了一个又一个休息日,在试验室和测试厂房里与一台台电脑和测试设备为伴,与一条条曲线和一串串数字为伴,与初升的旭日和落日的余晖为伴。
2011年11月1日,该团队在执行CZ-2F Y8火箭发射神舟八号飞船的任务中,首次应用迭代制导技术并取得了圆满成功,入轨精度创历史最高水平,近地点高度误差在10米以内,轨道倾角误差在0.001°以内,为神舟八号飞船节省了用于修正轨道误差的燃料100多公斤,为交会对接任务圆满完成奠定了基础。这个“最高精度”是对团队的最高褒奖,是对精益求精态度的最好回报!
然而,他们深知“一次成功不代表次次成功”,“成功不代表成熟”。通过深入分析CZ-2F Y8飞行数据,他们继续在迭代制导技术的可靠性和适应性上精益求精,进行了多个条件下数万种状态的仿真验证工作,确保后续应用中的高可靠性。
功夫不负有心人,6月16日,迭代制导技术在CZ-2F Y9火箭上再次应用,成功托举3名航天员精确进入预定轨道。他们和所有航天人一起,又一次不辱使命,见证了载人航天事业上又一座丰碑的树立。
他们是载人航天千百个团队中的平凡一个,是中国航天队伍整体年轻化的典型体现。如今,这群年轻人又开始为载人航天事业的新发展,为以迭代制导等为代表的新技术的推广和深化应用,为使我国运载火箭技术水平更上层楼开始了新的征程!