李晓晴
8月下旬,神舟十二號航天员乘组在太空驻留已逾两个月。关注航天员的有千千万万的普通人,也有像远望6号船船员这样参与此次航天任务的群体。
将时针拨回到5月下旬的一个早晨,细雨中,一艘万吨巨轮迎着晨光缓缓驶离江岸。这是我国第三代航天远洋测量船远望6号休整不到半个月后再次出海,奔赴万里之外的预定海域,执行天舟二号和神舟十二号任务的海上测控任务。
“欢迎大家乘坐远望号专列,我们的下一站是——星辰大海!”远望6号船船员倪栋梁响亮地说。
精准捕捉航天器的飞行过程,保证航天器入轨和在地球外的高难度活动
初次登上远望6号船,最吸人眼球的,莫过于甲板上的巨型“大锅”,它们就是船上的测控天线和通信设备。
测控天线用来“看”天上的飞行器,天线频段不同,用于不同类型的航天器发射任务。远望6号船测控系统分管负责人魏连魁指着其中一口“锅”说,那就是我国首套船载X频段测控天线,主要执行探月、火星等深空探测任务。
说起航天事业,人们首先想到的是坐落在大漠深处的发射场和一枚枚火箭、一艘艘飞船。实际上,将卫星、航天器送入太空,离不开分布于陆地、海上和天上的测控系统,它们负责精准捕捉这些航天器的飞行过程,保证航天器入轨和在地球外的一系列高难度活动。航天远洋测量船也因此在航天任务中扮演着不可或缺的角色。
“简单来讲,因为地球是圆的,国内陆地上能看到的天空是有限的。我们的船是移动的,南北纬60度以内,只要是有海的地方,我们就能灵活布置观测点,完成测控任务。”魏连魁解释说。
1965年,为了研制运载火箭的需要,两艘2万吨级的高级海上测量船应运而生。1977年,随着远望1号、2号船相继下水,我国成为世界上第四个拥有航天远洋测量船的国家。自那时起,远望船驰骋南北半球,填补了我国航天测控的盲区,将我们仰望太空的眼睛延伸到深海大洋,在我国航天测控领域发挥了不可替代的作用。随着一次次的技术飞跃,2008年交船的远望6号船已经是我国第三代远洋测量船。
6月17日9时22分,神舟十二号载人飞船发射升空。发射数分钟后,调度员李建川向北京航天飞控中心高声汇报:“长江6号发现目标!”
当飞船和火箭分离后约2分钟,远望6号船成功将北京航天飞控中心传来的“太阳能帆板展开”指令注入飞船,这是远望6号船向神舟十二号飞船发出的第一条极其关键的指令。接到指令后的飞船缓缓打开帆板,北京航天飞控中心又根据远望6号船的数据做出判断:太阳能帆板展开正常!由此,神舟十二号载人飞船顺利开启了与天和核心舱交会对接之旅。
在正常跟踪任务结束后,远望6号船又在原海域等待约6个半小时,直到神舟十二号载人飞船与天和核心舱自主交会对接完成,形成组合体,远望6号船才正式退出此次发射任务。
从1980年5月第一枚远程运载火箭发射,到神舟飞天、嫦娥探月、北斗全球组网、火星探测,再到2021年空间站建造一系列任务的实施……在探索太空、实现航天强国梦的每一个关键节点上,都有着远望船的身影。
克服船体颠簸等带来的测控误差,成功应用无人机进行海上标校
海上测控与陆地测控最大的不同,是船舶行进在茫茫大海上,无时无刻不在移动,船体的颠簸摇晃与自身形变都会给测控数据带来误差。
“船上的天线会受温度湿度影响,就像是用尺子前,如果这把尺子因热胀冷缩变了形,5厘米读出来就不是5厘米。标校就是先把尺子校准。”远望6号船测控系统工程师、信息通信工程专业博士顾新锋这样描述。
航天测控对精度要求极高,测到的数据一旦达不到精度要求,就意味着前功尽弃。“不断提高测量精度,成为远望船一代代技术人员的不懈追求。”魏连魁说,海上测量就是一场与误差的持续作战。
顾新锋是远望6号船上标校无人机项目的负责人。
说起无人机,顾新锋身上有不少故事。
几年前,无人机用于海上标校极其少见。“初生牛犊不怕虎”的顾新锋撸起袖子便干了起来,这一干,就是6年。
经历过续航能力不足、抗风能力差,飞上去了找不到、收不回来,或者直接栽进水里捞不回来,许多人认为把无人机用于标校几乎是不可能完成的任务。直到2018年,小小的无人机终于具备了执行任务的初始条件。到2020年,历经重重困难和无数次改造的无人机终于能一次稳定飞行达60分钟,并实现多个频点的自如切换,相当于一次放飞可以实现多个信标球的释放效果,大大节省了标校成本。
2020年7月,远望6号船远航执行火星探测任务。一架无人机从甲板上弹射而出,如离弦利箭快速飞向天空。很快,驾驶室里有人好奇地探出头来,接着,闻讯赶到甲板来的人也越来越多,每个人都仰头望向天空,眺望那早已不见身影的无人机。1小时后,无人机精准俯冲到后甲板上早已搭好的回收网上,稳稳降落。人们热烈鼓掌,打心眼里为这个船上诞生的“宝贝”高兴。
当时,海风又暖又咸,抖落满头的汗,顾新锋的脸上满是笑容。
大海气象多变,既要保证航行安全,还要按时按点赶到任务点
“老话说,行船打铁磨豆腐,都是不容易的事。但我们要有大洋般的心胸,才能为航天事业出好力。”远望6号船航海系统负责人赵虹说,“执行任务的时候,既要保证航行安全,还要按时按点赶到任务点,绝不能耽误时间,全速开船、日夜兼程都是常有的事。”
赵虹已经开了16年船,身板健硕,步伐矫健,白天的时候会戴一副墨镜,在开阔的驾驶窗户前来回察看。“在船上吃鱼,不能说‘翻过来,要叫‘掉个头;不能说‘下饺子,要叫‘吃饺子。”他半开玩笑半当真地说。
“那可多了!”问及远望6号船经历过的大风大浪时,赵虹这样答道,“如果平均浪高超过4米,就会像山一样,船钻进去,再钻出来。站在驾驶室里眼前就是一片白,因为全是风卷起的浪。”
远望6号船气象负责人张航告诉我们:“大海上气象多变,我们在海里只是一叶扁舟,台风就像神出鬼没的地雷,我们的工作就是扫雷。”
出海探天,先要扫海平浪。
1984年4月,我国发射第一颗地球同步卫星,当时执行任务的远望2号船要远赴南太平洋海域执行测星任务。
开进海域之前,船员偶然从海图上发现了一个不明性质并加注了危险线的区域。那个时候的远望船可以精确测量航天坐标,却没有能力进行海洋地质调查。
为了船舶安全,经过多次商讨,远望2号船决定进行一次扫海,开始像牛犁地似的在半径75海里的海区来回搜索。
“停车。放水砣。”船长发出命令。
水手抡起胳膊,牵着绳子将一个铅块高高抛起,“嗖”一声,落入大海,激起不小的浪花——没到底,再扔一次。仍未到底,船长松了口气:“继续前进。”
就这样,花了7天7夜,航行1000多海里,定了近千个船位,远望2号船终于开出一片安全海域和一条3300海里的安全航线。
如今,近40年过去,尽管船上已配备先进的海洋测深设备,然而面对深不可测的大海与难以把握的海上气象,每次出行都可以说是一次未知的探险之旅。
远望6号船就这样航行在辽阔的海天之间,日复一日,年复一年。