9月15日22點(diǎn)04分，天宮二號(hào)在酒泉發(fā)射中心成功起飛。約10分鐘后，天宮二號(hào)脫離火箭，以昂揚(yáng)的姿態(tài)飛向預(yù)定軌道。這一刻，任務(wù)的接力棒正式傳遞到北京航天飛控中心。北京飛控中心，被認(rèn)為是我國(guó)載人航天工程和深空探測(cè)工程的“神經(jīng)中樞”。此刻，它再次成為全世界關(guān)注的焦點(diǎn)。
任務(wù)測(cè)控通信指揮部指揮長(zhǎng)、北京飛控中心副主任李劍在接受科技日?qǐng)?bào)采訪時(shí)表示：“與之前的交會(huì)對(duì)接任務(wù)不同，這次任務(wù)面臨著周期更長(zhǎng)、在軌試驗(yàn)更多、技術(shù)要求更高的形勢(shì)特點(diǎn)?！?/p>
最難：百余套方案應(yīng)對(duì)飛控潛在風(fēng)險(xiǎn)
根據(jù)本次天宮二號(hào)與神舟十一號(hào)載人飛行任務(wù)要求，航天員將在軌飛行長(zhǎng)達(dá)33天。33天，對(duì)普通人來(lái)說，只是我國(guó)載人飛行史上一個(gè)新紀(jì)錄的誕生，但對(duì)飛控中心來(lái)說是一個(gè)充滿難度的新挑戰(zhàn)。
李劍告訴記者，33天意味著地面飛控人員長(zhǎng)時(shí)間值守，飛控軟硬件系統(tǒng)高強(qiáng)度不間斷工作，地面測(cè)控網(wǎng)全時(shí)段連續(xù)跟蹤。這對(duì)測(cè)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，以及各類應(yīng)急情況下系統(tǒng)綜合保障能力提出了更高要求；飛船太陽(yáng)帆板任意偏置角跟蹤太陽(yáng)功能驗(yàn)證、人機(jī)協(xié)同在軌維修、伴星釋放及飛越探測(cè)等嶄新的在軌試驗(yàn)對(duì)軌道控制精度、系統(tǒng)間協(xié)同配合、地面監(jiān)視判斷要求都很高。
這些都是飛控中心面臨的潛在風(fēng)險(xiǎn)。
在今天下午的飛控中心發(fā)布會(huì)上，李劍信心滿滿，他說，挑戰(zhàn)雖大，風(fēng)險(xiǎn)雖多，但北京飛控中心從完善方案預(yù)案到關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，從組織聯(lián)調(diào)演練到強(qiáng)化崗位訓(xùn)練，均已做好萬(wàn)全準(zhǔn)備。
據(jù)介紹，為確保任務(wù)萬(wàn)無(wú)一失，李劍和他的同事們先后完成100多套的飛控實(shí)施方案并順利通過專家評(píng)審，攻克5項(xiàng)關(guān)鍵飛控技術(shù)難題。
最新：關(guān)鍵飛控技術(shù)面臨的5大全新挑戰(zhàn)
實(shí)際上，被李劍反復(fù)提及的5項(xiàng)關(guān)鍵飛控技術(shù)是整個(gè)團(tuán)隊(duì)在本次任務(wù)中面臨的全新挑戰(zhàn)。
“首要面臨的困難就是中長(zhǎng)期定軌預(yù)報(bào)精度要求高”，李劍表示，天宮二號(hào)交會(huì)對(duì)接軌道比天宮一號(hào)高出幾十公里，需要在飛船發(fā)射前20余天實(shí)施軌道維持，同時(shí)兼顧調(diào)相、圓化和軌道高度控制，對(duì)長(zhǎng)時(shí)間軌道預(yù)報(bào)精度提出了新的要求。
另一方面，為適應(yīng)空間站交會(huì)對(duì)接任務(wù)目標(biāo)飛行器不進(jìn)行調(diào)相的控制需求，神舟十一號(hào)飛船需具備在初始相位差、入軌遠(yuǎn)地點(diǎn)高度的一定范圍內(nèi)進(jìn)行交會(huì)對(duì)接的能力。北京飛控中心需重新設(shè)計(jì)遠(yuǎn)導(dǎo)控制策略，應(yīng)急控制策略也進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整。
“短弧段快速測(cè)定軌”是一個(gè)聽起來(lái)有點(diǎn)晦澀的詞匯，卻也是飛控中心不得不面臨的問題。同時(shí)，為驗(yàn)證飛船快速軌道控制能力，飛船返回前的軌道維持采用一圈內(nèi)兩次變軌的控制模式?！斑@對(duì)返回前快速軌道控制技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)”，李劍強(qiáng)調(diào)。
“伴星飛越觀測(cè)及駐留軌道控制”是另一項(xiàng)不能不提到的關(guān)鍵飛控技術(shù)。在組合體運(yùn)行階段，飛控中心要控制伴星實(shí)現(xiàn)飛越觀測(cè)組合體等試驗(yàn)；同時(shí)還要實(shí)現(xiàn)駐留點(diǎn)捕獲、駐留點(diǎn)保持、駐留點(diǎn)轉(zhuǎn)移等復(fù)雜類型控制，駐留及飛越軌道精度要求高。
令人欣慰的是，這些挑戰(zhàn)被逐一克服?！拔覀兪崂碇贫?00多個(gè)各類故障預(yù)案，升級(jí)改造20余個(gè)飛控軟件系統(tǒng)，調(diào)整完善10項(xiàng)硬件系統(tǒng)，組織了近200次聯(lián)調(diào)演練”，李劍說。
最美：三維可視化技術(shù)讓飛天畫卷鋪陳眼前
天宮二號(hào)遨游太空，它的一舉一動(dòng)都可以在你的眼前逼真展示；神舟十一號(hào)約會(huì)天宮，它的一顰一笑都可以在你眼前完美呈現(xiàn)。
是誰(shuí)有如此神奇的魔力，將美麗的飛天畫卷鋪陳眼前？答案就隱藏在北京飛控中心的一個(gè)小小機(jī)房。
在這個(gè)被稱作“終端三機(jī)房”的地方，飛控中心軟件工程師范文山打開一個(gè)被稱作“航天任務(wù)可視化引擎”的軟件系統(tǒng)，這套系統(tǒng)的核心正是中心具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三維可視化技術(shù)。
“我們的三維可視化技術(shù)對(duì)深空背景的模擬是按照真實(shí)星歷和天體運(yùn)動(dòng)模型；對(duì)地形信息的模擬是采用真實(shí)的遙感衛(wèi)星影像資料，并考慮邊緣大氣模型；任務(wù)中對(duì)航天器的仿真是基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和海量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)管理的，而且實(shí)現(xiàn)了基于GPU并行環(huán)境的真實(shí)感光照算法，大幅度提升了三維仿真畫面的品質(zhì)?！狈段纳浇忉屨f。
讓范文山引以為豪的還遠(yuǎn)不止這些。據(jù)了解，在這項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)過程中，范文山和他的同伴們?cè)谥С侄嗳蝿?wù)多目標(biāo)的同時(shí)，突破了基于操作系統(tǒng)平臺(tái)的限制，從而適應(yīng)了航天系統(tǒng)軟硬件國(guó)產(chǎn)化建設(shè)需要。
自主研發(fā)、國(guó)產(chǎn)化一直是范文山和他的同事們追求的目標(biāo)和努力的方向。依托第三方開發(fā)或購(gòu)買國(guó)外軟件，不但費(fèi)用高，而且在操作性、安全性、可靠性上都存在隱患。
“受外方軟件功能限制、專業(yè)對(duì)接不暢等因素影響，以前準(zhǔn)備一項(xiàng)航天任務(wù)的三維顯示大概需要一年左右時(shí)間?，F(xiàn)在，我們有了自主研發(fā)的支持多任務(wù)、多目標(biāo)三維可視化技術(shù)，準(zhǔn)備任務(wù)的周期縮短到幾周時(shí)間”，范文山告訴記者。
