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衣带渐宽终不悔 为“星”消得人憔悴

——从方案设计到演示验证

作者:刘培香

  1997年10月,我校与国家高技术航天领域“863-2”办公室签订“微小卫星一体化系统总体技术”项目协议,确定进行“立体测绘微小卫星”总体方案论证和关键技术研究,标志着“试验卫星一号”研制工作的正式启动。
  研制期间,总有些人来人往。因为小卫星项目虽然立了项,可是前途到底怎样,没有人知道。大家都在探索,在尝试,在黑暗中寻找着光明的痕迹。值得庆幸的是,怀着同样坚定信念的人留了下来,又有怀着同样热情的人加入了进来,小卫星研制工作在一波三折中走得艰辛而执著,直至渐臻佳境。
  “‘863’项目是滚动式发展的,按每一个阶段的成果来支持下一步的工作。当时我们是做一个总体方案的论证。如果论证做不好,可能就无法继续走下去了。我们小卫星研究的功臣,像强文义教授、杨涤教授、张武祖教授等,都参与了那个阶段的论证工作。我们用了大概8个月的时间,完成了总体方案的论证。”曹喜滨教授回忆道。
  1998年7月7日,对哈工大小卫星研制组来说,是一个具有历史意义的日子。由“863计划”航天领域专家委员会首席科学家闵桂荣院士、屠善澄院士等5位院士和国家有关部委领导及清华大学、西北工业大学等单位的多位专家组成的国家高技术专家委员会在哈工大主持召开了“立体测绘微小卫星总体方案论证”评审会。与会专家通过审查总体方案,观看系统仿真和实物演示,经过充分论证,一致认为:总体方案技术指标先进,切实可行,满足了用户需要;研制组采用国际先进技术和设计手段,充分发挥研制单位的优势和已有成果,创造性地建立了基于高新技术基础的微小卫星设计和运行管理的新模式,突破了高精度、高稳定度姿态控制,基于分布式网络和容错技术的全自主星务管理等关键技术,一致同意转入总体方案的技术设计阶段。
  闵桂荣院士说:“评审会有内容,有深度,是我这几年参加的其他评审会所不能相比的。”“先进的技术一定要上,要知难而进,推动我国小卫星事业发展。”屠善澄院士说:“方案采用的全新的设计技术和运营机制,值得在航天系统推广。”清华大学周教授说:“技术难度大,指标先进,论证充分,目标明确,方案可行。”专家们的高度评价,给全体研制人员以极大的鼓励,为小卫星转到后续的技术设计奠定了很好的基础。
  评审会后,学校没有利用评审会的结果大力宣扬,扩大影响,仍然坚持哈工大优良的科研工作作风,埋头苦干,努力拼搏,把精力集中在高水平地完成预定的任务上。
  不到8个月的时间里,课题组的老师们顺利完成了小卫星技术设计阶段的工作,1999年3月17日,项目通过国家高技术航天领域“863-2”专家委员会评审。专家委员会认为:该项目在现有的各个分系统技术设计的基础上,已具备了转入原型样机研制的条件,可以转入下一阶段的研制工作,并于当年4月与我校签订“试验卫星一号”微小卫星研制合同,开始进行微小卫星原型样机和飞行演示星的研制。
  “863”的指导思想是技术创新,这一原则为我校在原型样机技术设计过程中带来很大的约束,包括卫星重量方面的约束,相关配套产品“布局”(“863”项目中指定的生产单位)的约束等等,所以到了初样阶段,研制工作出现了很多预想之外的困难。另一方面,由于课题组的老师们第一次搞这样的大工程,在校内外各单位协作方面没有经验,也受到很大的困扰,有时这种困扰甚至超过了技术攻关所带来的挑战。到2000年12月,卫星原型样机研制工作完成。
  2001年5月11日,“试验卫星一号”原型样机转入飞行星研制阶段的评审会在北京召开。在紧张热烈的气氛中,与会的专家、领导对小卫星总设计师曹喜滨教授的《原型样机研制工作总结报告》和《飞行星设计报告》进行了深入细致的评审。专家们还抓紧点滴的时间为小卫星出谋划策。评审委员会认为,“试验卫星一号”微小卫星完成了原型样机的研制,并进行了整星的电性能的测试、热真空和振动等环境试验,试验结果证明其设计正确、技术可行,对出现的问题已归零,具备了转入飞行星研制阶段的条件,一致同意“试验卫星一号”立体测绘微小卫星转入飞行星研制阶段。闵桂荣院士再次称赞我校与合作单位能够在时间紧、任务重的情况下团结协作,共同攻关,并如期完成任务。
  我校小卫星课题组为顺利转阶段做了大量准备工作。他们在1个月前就通过了各分系统设计评审会,在北京的预评审会上广泛听取专家意见,制定出飞行星研制进展计划,与运载系统、发射系统、测控系统和地面应用系统等方面进行了协调。当时小卫星项目的总指挥、我校原副校长王祖温说,几年来课题组人员很辛苦,工作做得很好,但飞行星阶段的工作更为艰巨,希望大家继续发扬团结协作的精神,争取最后的成功。专家组成员强文义教授强调,哈工大具有航天专业优势,有责任肩负起这条探索之路,小卫星的研制任务今年担子更重、责任更大,绝容不得一丁点儿差错。
  “到了正样阶段,也到了最艰苦的阶段。我们这个项目比较特殊,原来是‘863’的预研项目,后来转到演示验证项目,真正转移到了主战场。我们的管理模式也由‘863’的专家管理模式变成了完全的系统工程管理模式,这是一个非常大的转折。这时我们遇到了几个方面的麻烦,一是我们的项目成了一个工程大总体,包括卫星、运载火箭、发射场、地面应用和测控五大系统,这些方面的协调,使得卫星原来的设计出现一些不适应的地方。比如原来我们是希望自主管理,所以我们建立了自己的卫星测控地面站。幸好当时我们在技术方案的考虑上还很明智,加了一套和地面测控兼容的系统。如果没有这套系统,那结果可能就不堪设想了。另外,我们的遥测格式与西安卫星测控中心的系统也有一些不协调的地方,因为我们原来按照自己的编制体制来进行设计,并不了解他们的规范,所以出现了冲突。第二是测距的问题,原计划我们的卫星是想运用国外的运载火箭来发射,但是我们又要完全遵从国内的研究体制,所以在测控方面做了非常多的工作。在正样研制过程中也同样遇到了运载火箭的波折,包括换火箭以及其他一些协调工作,造成了很大的时间损失和经费损失。还有软件评估标准,我们也遇到了新的麻烦。应该说我们是按照航天规范做了,但是和‘921’的要求还有一些差距,所以在规范方面受了不少苦,一路走来非常不容易。”曹喜滨教授说。
  为了保证项目的顺利进行,项目组先后组织召开了两次大总体协调会和一次大总体专题协调会。2001年6月6日至7日,“试验卫星一号”演示验证卫星航天工程第一次大总体协调会在北京组织召开,审定了项目研制建设的计划和进度,讨论协调工程五大系统间的相互要求、接口关系以及大型试验安排。
  2002年1月16日,确定研制生产并发射“试验卫星一号”立体测绘小卫星,进行在轨飞行演示验证,并进行立体测绘应用。
  2003年4月3日,“试验卫星一号”演示验证卫星航天工程问题协调会在北京召开,协调明确了工程研制建设的总体计划和安排。
  正当大家刚刚感觉到拨云见日、曙光乍现的时候,一场突如其来的“非典”袭击了北京,袭击了华夏大地。
  “现在想起来,‘非典’时和王本利老师等在北京的遭遇,真是很难忘。当时我们住在北京的空间中心,大街上空空荡荡,心里也空空荡荡没有着落。一方面担心疫情的蔓延,一方面担心卫星的进度,真是备感煎熬。因为那时计划2003年秋季发射小卫星,当时如果不能赶在计划时间内完成,有可能我们这颗星永远都无法上天了。可是突然‘非典’就来了,由于合作单位不能进入北京进行联合测试,本来想在五一前完成的任务也完成不了。回哈的飞机上,心里特别难受,真担心这么多年心血白费了。所以‘非典’还没有结束,我们就赶回北京,继续工作。”罗文波教授心有余悸地回忆道。他说最难忘的就是大家共同奋斗的日子,因为一年当中大家总是有很多个月吃住都在一起,就像一家人一样,和王老师之间有一种父子之间的感觉,和其他同事之间有一种兄弟般的感情。
  由于技术原因和其他原因,原计划的用小运载火箭发射改为用大运载火箭发射——用航天“金牌火箭”长二丙。“换长二丙以后,我们在北京开了5次会,每周五都去北京开会,进行论证。”曹喜滨教授说。2004年1月12日,“试验卫星一号”演示验证卫星航天工程第二次大总体协调会在北京召开,确定“试验卫星一号”卫星由长二丙运载火箭在西昌卫星发射中心发射。
  尘埃即将落定,卫星即将飞天,回首来时路,几多风雨几多感慨?
  “初到卫星所报到,曹老师就打开一个文件柜给我看,我一瞧,天哪,3000多份文件!”春节前刚刚进入卫星所的叶水驰教授,说他当时几乎惊呆了。
  那些文件,一一记录了小卫星走过的每一步历程,然而,还有多少故事,多少情节,是无法用文件、用文字来记载,而只能无声地记在每个人心底的?
  副总指挥王本利教授,年龄最大,自己的身体不好,爱人又生病住院,然而负责整个试验队技术指挥和协调工作的他,仍然不辞劳苦地奔波于京哈两地,仍然夜以继日地工作。每次出差,只要需要随时出发。有时买不到下铺,他就和年轻人一起爬上铺,从来没有半句怨言,卫星所的年轻人说他是60岁的年龄30岁的心。然而每一次要采访他,他却总是摆摆手说:“工作都是年轻人做的,还是采访他们吧!”

“试验卫星一号”试验队员在发射场,左起依次为:耿云海、吴翔虎、王钢、田日才、顾学迈、刘晓锋

 总设计师曹喜滨教授,把他这么多年的全部精力和心血都奉献给了小卫星,自称是走得“战战兢兢,如履薄冰”。2001年,他的爱人生病入院,在动手术的前夕他才从北京匆匆赶回,爱人出院后又匆匆赶回北京,投入了紧张的飞行星研制工作。由于他经常出差在外,现在他如果有一段时间不出差而在家里,儿子都会感觉到奇怪。
  负责卫星电总体和星务系统的徐国栋教授,因为“特别能攻关”、“特别爱冒险”而多次临危受命,在最困难的时候接下棘手的任务。为了一次次“创造奇迹”,他经常通宵达旦地工作,有时甚至1个晚上只睡1个小时,然而他的脸上却总是带着快乐的微笑,尤其是一说起卫星,他就神采奕奕,精神抖擞,兄弟单位的人笑称他是“神人”、“铁人”,同事们说他是“真正以挑战、以攻关为快乐的人”。
  负责卫星电总体和姿控系统的张迎春教授,还在从法国回国的飞机上时,就被得到消息的张华教授等提前列入了卫星研制队伍的名单,所以一回国他就加入到小卫星研制队伍。他的身体状况不太好,2002年在北京测试期间,胃出血住进了医院,但出院以后,他没有休息就继续工作。春节前他的腿部受了伤,但他仍然一瘸一拐地到北京出差,夜以继日地工作,直到这次到西昌前,他的腿还没有完全康复。
  负责星务管理软件的吴翔虎教授,说持续的压力和紧张,常常会带来内心的煎熬与痛苦,然而这段历程、这个团队带给他更多的是收获,“因为自己的想法可以通过软件程序来实现而快乐过,也因为软件评测期间的种种问题而苦恼过,这段经历是我一生中最难忘的。”当然最难忘的,还有这段经历中的事业感、使命感。
  负责姿控系统的耿云海教授,是卫星所里最年轻的。他的孩子刚刚出生时,他还没有时间体会为人之父的幸福,也无暇照顾体弱的妻子,就投身于繁重的科研任务。无论交给他什么任务,他都能完成得非常出色。说起有时为了查到试验中异常情况发生的具体位置和原因,要花费很漫长的时间,他感慨良多。
  负责卫星总体和电源系统的“多面手”林晓辉教授,家住闽江小区,是卫星所里最远的,然而每天来得最早,一个人做了两个人的工作。长期的紧张工作,使他由低血压变成了高血压。他的父亲脑萎缩长期需要人照顾,在来西昌前母亲又突然脑梗塞住院,为了小卫星,他不得不让两位姐姐照顾老人,自己仍然全身心地投入到工作中来。“我从不认字刚会看图片的时候就喜欢航天了,所以我觉得从这个过程中能够真正得到乐趣……”所以直到现在,只要一有机会,他还如饥似渴地阅读各种国内外的航天资料。
  负责结构与总装的罗文波教授,在卫星进场、转场和发射前多次与卫星“亲密接触”,被大家称作“护星使者”。儿子小的时候,由于他常常连续几个月出差在外,回家后儿子都不认识爸爸了。由于爱人在外地求学,他又工作繁忙,孩子上幼儿园以后,每天放学时,其他的孩子都已被父母接回家,只剩下他的孩子还在孤零零等着他。
  负责电测系统的孙兆伟教授,既要照顾生病的妻子,还要照顾上小学的孩子,无法到北京参加飞行星研制工作,便留在学校做起了“后勤”工作,负责教学、科研、研究生培养,成了卫星所里最忙的人。
  负责热控系统的孔宪仁教授,说话做事总是和风细雨,在与合作单位的协调过程中千头万绪,事无巨细,但他总是能够把各方面事情处理得井井有条。但是谈起自己的工作,他却总是谦虚地说:“我的工作很简单……”
  负责测控系统的顾学迈教授,从学校的卫星地面站,到西昌卫星发射中心,再到西安卫星测控中心,都留下他忙碌的身影……
  负责通信系统的刘晓锋教授,话语不多,做事却一丝不苟。无论多忙多苦多累,他都能任劳任怨地坚持战斗在第一线……
  还有已经离开课题组的谭晓昀、何平等老师,虽然人已不在课题组,但心仍然牵挂着小卫星。曹喜滨教授还特别提到已经去世的张武祖教授,“在小卫星前期论证阶段,包括初样研制的初期他都参与了很多工作。对整个方案的形成提了很多非常好的建议。当时他在小光学方面的一些超前研究也对小卫星的发展起了很重要的作用。然而非常遗憾他没有看到我们成功的这一天。”
  还有许多这里无法一一提及的老师,他们都为了这颗卫星付出了艰辛的努力。他们是“试验卫星一号”的创造者,也是哈工大人的骄傲。
  这不是故事,它就真实地发生在我身边这些看起来普普通通的老师身上。从他们平静淡然的面孔上,从他们从容不迫的神情里,从他们谈笑风生的举止中,我看到了一种精神的力量。这种力量,支撑着一个队伍,风雨同舟地走到了今天。
  “这个集体最可贵的是合作精神,我们这个工作缺了哪一个人都不成,每个人都克服了很多困难,在自己的岗位上付出了很多。”曹喜滨教授每次说起这支队伍,都有一种由衷的骄傲。而对这个队伍中的每一个成员来说,“只要卫星能上天,能成功,再苦再累心里也高兴。”