揭秘中國探月工程設(shè)計(jì)師：這里的戰(zhàn)場“靜悄悄”

    11月1日晨，中國探月三期再入返回試驗(yàn)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(bào)記者 邱晨輝攝

 

在工作現(xiàn)場的“嫦娥”。北京航天飛行控制中心供圖

 

10月24日凌晨，被稱作“小嫦娥”的探月三期飛行試驗(yàn)器入軌那一刻，坐在北京航天城飛行控制大廳總體主任設(shè)計(jì)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(gè)大廳里，她作為中心總體計(jì)劃和國際聯(lián)網(wǎng)崗位負(fù)責(zé)人，參加了我國第一次繞月探測任務(wù)——嫦娥一號(hào)。如果從2004年我國探月工程立項(xiàng)算起，她從事嫦娥任務(wù)飛控工作已整整十年。

 

十年，對于中華民族的千年奔月夢想，不過是剎那瞬間，而對于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后，有在物欲橫流的時(shí)代卻選擇守望星空的80后，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(yàn)任務(wù)，席露華擔(dān)任的是飛控總體主任設(shè)計(jì)師一職。對這份工作，她打了一個(gè)形象的比喻：飛控總體就像橋梁，連接測控系統(tǒng)和飛行試驗(yàn)器系統(tǒng)，她要做的就是思考如何將這座橋設(shè)計(jì)完美，搭建牢固。

 

這是一項(xiàng)極具風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)的工作。按她的說法，機(jī)理原理不吃透，就像建橋缺少混凝土；設(shè)計(jì)考慮不周全，大橋缺腿斷臂易塌陷；方案觀點(diǎn)不準(zhǔn)確，勢必千里之堤潰自蟻穴。

 

為此，她必須要吃透飛行試驗(yàn)器系統(tǒng)二三十套，多達(dá)幾十萬字的各類方案。這還不是簡單的“拿來主義”，最關(guān)鍵的工作還在于要結(jié)合測控系統(tǒng)實(shí)際特點(diǎn)，制定飛控需求，明確飛控該做什么，該怎么做，由誰來做，什么時(shí)間做等一系列問題。

 

任務(wù)前，她每天都會(huì)做三件事：查資料、參加聯(lián)試和分析問題。常常是找到一個(gè)分系統(tǒng)的專家，就是一大串問題，常常為了一個(gè)問題，一坐就是好幾個(gè)鐘頭。

 

在航天城，有個(gè)關(guān)于她的故事流傳頗廣。

 

那是在嫦娥一號(hào)任務(wù)備戰(zhàn)時(shí)，在一次與歐空局國際聯(lián)網(wǎng)的測試中，有個(gè)國外站總是跟蹤不上衛(wèi)星。歐空局的專家們向擔(dān)任國際聯(lián)網(wǎng)北京中心負(fù)責(zé)人的席露華提出質(zhì)疑：“應(yīng)該是你們的方案和數(shù)據(jù)出了問題！”

 

席露華卻和這些國際專家“叫板”：“我們的方案經(jīng)過了嚴(yán)密論證，我們的數(shù)據(jù)經(jīng)過無數(shù)次測試，問題絕不在我們。”后來，經(jīng)過排故，最終得出是由于國外測站測試方法出現(xiàn)了偏差，導(dǎo)致失誤產(chǎn)生。這件事讓老外豎起了大拇指。

 

2013年，在距嫦娥三號(hào)任務(wù)還剩下最后兩個(gè)月的時(shí)候，巡視器系統(tǒng)將十幾本臨時(shí)狀態(tài)更動(dòng)的方案放在了席露華面前。新的狀態(tài)更改，意味著飛控需求、系統(tǒng)接口、軟件狀態(tài)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(shè)計(jì)師，席露華“壓力山大”。此刻，究竟是按照對方狀態(tài)變化需求簡單地進(jìn)行方案和軟硬件系統(tǒng)調(diào)整，還是全面深入分析論證，按任務(wù)備戰(zhàn)流程重新來做？

 

席露華選擇了后者。她說，從嫦娥一號(hào)到嫦娥三號(hào)，每一次任務(wù)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(shí)的她愛說愛笑、充滿活力，如今她是同事眼中經(jīng)驗(yàn)豐富、成熟穩(wěn)重的“飛控一姐”。她說自己不是一個(gè)喜歡做夢的人，然而，十年探月，她卻用敏思慧心織就了3個(gè)美麗的星月夢想。

 

隔空給嫦娥把脈

 

在《西游記》里，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”之癥。

 

在北京航天飛行控制中心，有人說張祖麗比孫悟空還要“牛”，她無需懸絲，就能為遠(yuǎn)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(yàn)任務(wù)遙測崗位的主管設(shè)計(jì)師，被稱作該中心遙測崗位“一姐”。

 

“嫦娥”遨游在奔月返回的軌道上，最遠(yuǎn)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(zhǔn)確實(shí)施預(yù)定動(dòng)作，各系統(tǒng)是否工作正常？獲悉這一切，都要靠飛行器下傳的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)打交道。

 

打開監(jiān)控顯示頁面，數(shù)傳、熱控、電源……17個(gè)飛行試驗(yàn)器分系統(tǒng)的監(jiān)顯頁面依次呈現(xiàn)在眼前，每個(gè)分系統(tǒng)都包含成百上千個(gè)遙測參數(shù)。在張祖麗眼里，這些分系統(tǒng)就如同“嫦娥”的一個(gè)個(gè)器官，那些遙測參數(shù)就像是組成器官的一個(gè)個(gè)細(xì)胞。而她，就要像一個(gè)醫(yī)生一樣，時(shí)刻把脈“嫦娥”，關(guān)注、呵護(hù)這些器官和細(xì)胞的健康。

 

“飛行器通過無線電波下傳的數(shù)據(jù)是一堆由0和1組成的源碼。我們要破譯這些源碼，通過復(fù)雜的公式計(jì)算和曲線擬合等方式，將它們變成一個(gè)個(gè)準(zhǔn)確的遙測數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)呈現(xiàn)在監(jiān)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(wù)相比，再入返回飛行試驗(yàn)任務(wù)的遙測數(shù)據(jù)種類更多，格式更為復(fù)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(yī)生技術(shù)越高超、醫(yī)療設(shè)備越先進(jìn)，檢查結(jié)果就越準(zhǔn)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(wù)前積累好自身，打磨好“利器”。

 

這次任務(wù)，張祖麗帶著遙測團(tuán)隊(duì)，為把脈“嫦娥”量身打造了三大“利器”：遙測數(shù)據(jù)快速處理、故障快速診斷和信息快速監(jiān)控。此外，另有一項(xiàng)工作在她眼中至關(guān)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(yīng)材料熔化澆鑄到劍模里就行。她們完成的這項(xiàng)工作就是為探月工程打造遙測模具。以后不論任務(wù)怎么變，只要把配置信息改為對應(yīng)任務(wù)的配置，她們的遙測處理軟件就能很快完成任務(wù)自適應(yīng)。

 

這對提高任務(wù)備戰(zhàn)效率有不小的意義。如今，我國第四次探月任務(wù)征程方啟，地月之行萬里路，作為“嫦娥”姑娘的把脈人，張祖麗說：“我們遙測崗位的任務(wù)備戰(zhàn)效率從工業(yè)化時(shí)代邁進(jìn)了信息化時(shí)代。”

 

這里的戰(zhàn)場“靜悄悄”

 

這個(gè)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(diǎn)兵”的氣勢——

 

指揮席不過是三尺機(jī)臺(tái)、方寸熒屏，“千軍萬馬”也只是成百上千條指令構(gòu)成的“數(shù)字大軍”，而嘹亮的戰(zhàn)鼓和號(hào)角聲則是噼里啪啦的鍵盤聲。

 

這里的戰(zhàn)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(wù)全過程程遙控制的統(tǒng)一計(jì)劃。作為探月三期再入返回飛行試驗(yàn)任務(wù)規(guī)劃計(jì)劃崗位主管設(shè)計(jì)師，梁爽擔(dān)負(fù)著生成、檢查、修改任務(wù)中各類計(jì)劃的重任。

 

曾有人把計(jì)劃比作是推動(dòng)任務(wù)進(jìn)程的驅(qū)動(dòng)器，把生成計(jì)劃比作是太空“排兵布陣”——“小嫦娥”什么時(shí)候該做什么動(dòng)作、地面什么時(shí)候發(fā)送什么指令、測站跟蹤何時(shí)開始何時(shí)結(jié)束全靠計(jì)劃指引。

 

這是一件極易出錯(cuò)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(dāng)嫦娥一號(hào)衛(wèi)星發(fā)射升空時(shí)，梁爽就坐在了這個(gè)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(jì)劃指令在她手里如同一個(gè)個(gè)軍令有序生成，發(fā)往遍布五大洲四大洋的測量站、船，引導(dǎo)它們開展測量跟蹤，發(fā)往遠(yuǎn)在奔月軌道上的飛行試驗(yàn)器，指引“嫦娥”再入返回征程。

 

2007年，嫦娥一號(hào)任務(wù)備戰(zhàn)，那是梁爽第一次接觸任務(wù)規(guī)劃計(jì)劃工作，便設(shè)計(jì)開發(fā)了“任務(wù)計(jì)劃可視化分析平臺(tái)”，這個(gè)平臺(tái)至今仍在使用。7年時(shí)間，經(jīng)梁爽的手生成的計(jì)劃指令達(dá)兩萬多條。這兩萬多條指令編排在一起，就如同一隊(duì)旌旗獵獵、聯(lián)通地月的數(shù)字大軍。

 

在外人看來，排滿屏幕密密麻麻指令，可能會(huì)有種“頭大”的感覺。但就像數(shù)學(xué)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(dāng)你懂得了這些計(jì)劃指令的邏輯規(guī)則和理論依據(jù)后，就不會(huì)覺得亂了；當(dāng)你努力剔除錯(cuò)誤、解決沖突，讓整個(gè)計(jì)劃和諧有序、渾然一體時(shí)，就會(huì)有種美的感覺。”梁爽說。(本報(bào)記者 邱晨輝 通訊員 祁登峰 姜寧)