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新一代牧星人李恒年 提升航天测控事业新高度

人才新闻中国仪表网2015年09月25日 15:32人气:24453

  【中国仪表网 人才新闻】以“两弹一星”元勋陈芳允为代表的老一辈科学家为中国航天测控事业奠基——“东方红一号”卫星的初始轨道参数、飞临祖国各地上空的准确时间,都来自于陈芳允主持建立的卫星测控网。
  

  世纪之交,中国科学院院士李济生接力领衔我国航天测控事业,他主持开发的精密定轨系统,首次获得准确的卫星轨道数据——没有这些数据,就无法定位卫星的飞行轨道和位置,无法对卫星进行有效控制,卫星的应用价值,也就只能停留在“东方红一号”的发展阶段。
  
  今天,驻陕某基地技术部研究员李恒年,再次把我国航天器轨道与姿态控制水平提升到一个新高度——在茫茫太空中高速飞行的卫星、飞船,被他用无形之手灵巧驾驭,翩然起舞。以李恒年为代表的航天测控专家,也因此被誉为新一代太空“牧星人”。
  
  为挚爱的航天事业熊熊燃烧
  
  1992年,25岁的李恒年研究生毕业,被分配到基地技术部。那段日子,澳星发射连续失利的阴霾尚未散去,中国航天亟待奋起。能够投身事关国家尊严的航天伟业,让李恒年感到如鱼得水,浑身都有使不完的劲儿。
  
  从最基础的测控数据处理,到研究提出航天测控最优估计方法;从卫星机动轨道确定,到航天器姿态控制;从多星共位控制,到星座编队稳定性设计;从神舟飞船返回落点预报,到北斗星座部署与控制……李恒年的人生轨道同航天轨道紧紧连在一起,再也没有分开。
  
  投身航天测控事业20多年来,他先后攻克7项航天器轨道与姿态控制技术难题,发表50余篇高质量的学术论文,出版4部专著,入选新世纪百千万人才工程国家级人选,被表彰为“全国优秀科技工作者”,从一名毛头小伙,成长为国内知名的航天动力学专家。然而,令人想象不到的是,他却从未离开过科研一线,从未谋求过一官半职,连个小组长都没当过。
  
  2012年,李恒年用英文写就的专著《Geostationary Satellites Collocation》(《地球静止卫星共位》)一书,得到原新闻出版总署“经典中国国际出版工程”资助,被世界知名学术出版机构德国斯普林格出版社约请出版。
  
  这些年,李恒年名声在外:获得了1项国家科技进步二等奖,6项部委级科技进步一等奖、6项二等奖,让许多科研机构和大型企业青眼有加,不少单位向他抛来“橄榄枝”,有的单位甚至承诺,只要加盟,就提供一套别墅。
  
  李恒年家在甘肃永昌,家境很不好,年迈的父母先后罹患重病,一直想把他们接到身边照顾,却又没有条件。朋友们劝他考虑考虑另择高枝,李恒年却丝毫不为所动,一概婉言谢绝。
  
  有人不理解他的选择,李恒年说,“想挣钱的话,我就不会跑来搞卫星。和老一辈航天人相比,我们赶上了航天事业大发展,能在自己热爱的事业中找到人生价值,给再多钱我也不换!”
  
  “人生路必曲,仍需立我志。竭诚为国兴,努力不为私。”“两弹一星”元勋陈芳允的这首言志诗,正是李恒年这样一代代太空“牧星人”的人生追求和精神写照。
  
  让一道道测控难题迎刃而解
  
  探索太空,源自人类千百年来的美好梦想,然而,当人类如今相继走进太空,这里却已成为大国博弈的战场。环绕赤道上空、距地面约36000公里的地球静止轨道,就是各国“斗法”的一个重要舞台。
  
  1945年,英国科幻作家亚瑟·克拉克最早设计了这条轨道。由于卫星在这条轨道上相对地球静止不动,因此,可以做为地球上任意两地无线电通信的中转平台。随着人类航天的发展,这条360度的圆弧显得越来越拥挤。因为,就算按照正负0.1度分划,赤道上空也只有1800个卫星“轨位”。而截至目前,世界各国在国际电信联盟(ITU)注册的静止轨道卫星已经超过了2300颗。
  
  这就意味着,掌握双星或多星共位控制技术,成为地球静止轨道卫星控制的新课题。
  
  李恒年把这一课题选定为攻关方向。他主持创立的控制理论和方法,不仅提高了静止卫星控制精度,而且延长了实施轨道控制周期;不仅设计提出了我国卫星双星共位方案,而且顺利解决了中美双星共位、中日俄三星共位控制问题。
  
  2007年初,我国一颗北斗卫星发射在即,日本、俄罗斯各有1颗卫星抢先占据了“北斗”预定的组网轨位。
  
  国家测绘局邀请李恒年等航天专家,代表中国同日本、俄罗斯两国代表团展开谈判。由于担心3颗卫星共位产生碰撞危险和电磁干扰,日、俄两国坚决不同意中国卫星挤进来。
  
  经过周密准备和艰苦谈判,李恒年设计提出的卫星共位控制方案,最终得到了两国专家认可。截至目前,3个国家的卫星已在同一轨位上安全运行8年多,为世界航天和平发展树立了典范。
  
  近年来,随着我国北斗卫星导航工程加速推进,卫星组网面临的难题日益凸显。李恒年提出了“卫星编队构型捕获控制方法”、“北斗导航星座构型维持控制”等一系列卫星编队、星座构型优化设计与控制方法,为北斗工程建设作出突出贡献。
  
  在多年的航天测控工程任务实践中,李恒年不仅解决了众多棘手问题,而且注重总结提炼和理论升华,先后撰写出版了《地球静止卫星轨道与共位控制技术》《航天测控最优估计方法》《卫星机动轨道确定》《Geostationary Satellites Collocation》等4部专著。
  
  由他领衔的宇航动力学国家重点实验室,主持和承担国家“863”“973”多项重点课题研究,取得了丰硕成果。带领团队3次参加国际轨道设计竞赛,与美国喷气推进实验室(JPL)、欧空局(ESA)等世界顶尖团队同台竞技,屡获佳绩,在国际航天界树立了中国航天的品牌和声望。
  
  在一次次考验面前岿然屹立
  
  李恒年领衔组织的一次次卫星异常情况处置,虽不见硝烟,却惊心动魄,让人感受到太空“牧星人”的责任担当。
  
  2006年11月,我国一颗遥感卫星突发故障。遥测数据显示,卫星在太空中急速翻滚,星上能源完全消失,只有阳光照射到太阳能帆板时,才有几秒钟的信号反馈。
  
  卫星研制部门和航天测控战线的专家紧急会商。当务之急,是尽快确定卫星姿态,抓住每次几秒钟的卫星加电时间,注入控制指令,使卫星停止翻滚,转入正常运行姿态。否则,造价数十亿元的卫星,将成为毫无用处的太空垃圾。
  
  李恒年带领团队挺身而出。经过持续20多天的仿真分析,他们终于掌握了卫星翻滚的运动规律和太阳帆板供电的周期规律,准确预测出卫星最大供电时间段。按照他们的建议,远望号测量船在南半球上空捕获卫星,注入遥控指令。69天的太空营救,终获全胜。
  
  2007年2月,一颗北斗卫星发射不久,信号突然消失,随后连续17天与地面失去联系。李恒年再次受命出征,带领科技人员直面重重挑战,破解一个个难题,最终使卫星“起死回生”,为国家经济和航天事业挽回巨大损失。
  
  李恒年说:“科研工作者的血性,常常体现为挑战自我、否定自我、超越自我的勇气。”
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