李恒年近照。李 浩攝

“牧星人”勇闖九天 ——記西安衛星測控中心測控技術(shù)部研究員李恒年

剛剛過(guò)去的9月份，對于中國航天來(lái)說(shuō)，可謂收獲豐碩——

這個(gè)月，中國共發(fā)射5枚火箭、27顆衛星，發(fā)射密度空前。

仰望浩瀚太空，如今已有百余顆類(lèi)型不同、功能各異的“中國星”在遨游……

“日月之行，若出其中。星漢燦爛，若出其里。”“九天之際，安放安屬?”

上世紀60年代，以“兩彈一星”元勛陳芳允為代表的老一輩科學(xué)家建立了我國最早的衛星測控網(wǎng)。世紀之交，中國科學(xué)院院士李濟生主持開(kāi)發(fā)的衛星精密定軌系統，把中國航天測控事業(yè)推向了一個(gè)新的高度。

今天，西安衛星測控中心測控技術(shù)部研究員李恒年接過(guò)中國航天測控事業(yè)的接力棒，先后攻克了多項航天器軌道與姿態(tài)控制技術(shù)難題，推動(dòng)我國航天器軌道確定與姿態(tài)控制能力邁上新臺階。

牽星牧舟勇闖九天，讓我們一起見(jiàn)證這位“牧星人”的豪邁與精彩。

“只有超前準備，才能占有一席之地”

那次失敗，過(guò)去十幾年了，李恒年始終念念不忘。

2001年，在德國國際空間中心組織的航天工程專(zhuān)業(yè)進(jìn)修大會(huì )上，李恒年與各國航天精英同臺競技，角逐一項名為《空間防御機器人衛星測控技術(shù)》的課題。

和絕大多數人一樣，李恒年在已有技術(shù)框架內精心設計了方案。唯獨一名外國小伙另辟蹊徑，提出用母衛星和子衛星的閉環(huán)控制完成測控。最初，專(zhuān)家們都覺(jué)得這個(gè)方案根本不可能實(shí)現。但經(jīng)過(guò)一番論證之后，課題最終被這個(gè)小伙奪走了。

這次失敗給李恒年帶來(lái)了強烈的沖擊。他事后總結：“觀(guān)念是思想的光芒，科學(xué)研究思想觀(guān)念要超前，你的思維意識超前多少，創(chuàng )造、分析、歸納、提出和解決問(wèn)題的能力怎么樣，這是關(guān)鍵。最前沿的東西是模糊的，它是一種智慧的觸角，怕的是你想不到。”

從此，李恒年的目光始終盯著(zhù)最前沿。

隨著(zhù)世界各國地球同步軌道航天器發(fā)射數量日益增多，雙星乃至多星共位控制技術(shù)成為世界航天大國競逐的技術(shù)前沿。要成功把雙星或多星定點(diǎn)在同一位置上，只有擁有先進(jìn)的航天器精確控制能力才能實(shí)現，差之毫厘衛星就有可能發(fā)生碰撞乃至爆炸。

為盡快搶占這一技術(shù)制高點(diǎn)，李恒年主動(dòng)領(lǐng)銜“多星共位控制技術(shù)”和“雙星共位地面控制實(shí)施方案及預警分析”兩項重大課題研究，成功解決了雙星非同步控制的安全隔離和互不干擾問(wèn)題。2004年，我國成功實(shí)現雙星共位運行，躋身具有衛星共位控制能力國家行列。

如今，李恒年又把目光投向“數字衛星”這一世界前沿課題。他和團隊的夢(mèng)想就是用數字化的方式描述和表現一顆衛星的所有零部件，在計算機里為每顆在軌衛星建立檔案。

這一課題跨越了數學(xué)、力學(xué)、控制工程學(xué)等多個(gè)學(xué)科，難度可想而知。攻關(guān)過(guò)程中，全力以赴的同事們記住了李恒年的一句話(huà)：“只有超前準備，才能在競爭中占有一席之地。”

“做科研的人，一定要敢為天下先”

誰(shuí)能想到，李恒年第一個(gè)創(chuàng )新成果竟是旁聽(tīng)聽(tīng)來(lái)的。

李恒年剛畢業(yè)那年，被分到中心的BP機尋呼臺工作。這位數學(xué)專(zhuān)業(yè)研究生，感到渾身有勁無(wú)處使，便常常跑到測控技術(shù)部旁聽(tīng)同事討論。一次任務(wù)聯(lián)調，地面測控站頻繁出現數據中斷、跳變、丟失等現象，令許多技術(shù)人員一籌莫展。

在一邊聽(tīng)出一點(diǎn)名堂的李恒年跑回去查資料。通過(guò)反復對比技術(shù)資料，他敏銳地意識到：這是傳統的數據處理算法與計算機性能不匹配導致。他連續5天泡在資料室，撰寫(xiě)出一套新方案。

當他拿著(zhù)方案向時(shí)任測控技術(shù)部軟件室主任陳長(cháng)貴匯報時(shí)，陳長(cháng)貴被他的勇氣和執著(zhù)感動(dòng)，專(zhuān)門(mén)邀請有關(guān)專(zhuān)家對李恒年的成果進(jìn)行評審。時(shí)任測控技術(shù)部總工程師的李濟生一錘定音：“這套方案做得不錯，我看可以讓他試一試!”新方案投入使用，測控站數據中斷等問(wèn)題迎刃而解。

一晃20多年過(guò)去了，李恒年那股闖勁兒至今未變。

那年，我國自行研制的自旋穩定地球靜止軌道衛星“風(fēng)云二號”即將發(fā)射。李恒年獨自承擔了定姿軟件編寫(xiě)任務(wù)。他反復分析程序代碼，發(fā)現原有方案雖然能夠滿(mǎn)足需要，但使用的算法一直沿襲上世紀70年代相關(guān)數學(xué)基礎。

“要不要改?能不能改?”他跑去咨詢(xún)了很多專(zhuān)家，大家都說(shuō)這是老一輩科學(xué)家親自審定的經(jīng)典模型，不要輕易改動(dòng)!是遵從權威、沿襲慣例，還是打破成規、大膽創(chuàng )新?

“做科研的人，一定要敢為天下先。”李恒年決定全力以赴演算求證新方案。

最終，這套控制技術(shù)成功應用于隨后的多次任務(wù)，使衛星姿態(tài)確定精度提高了30倍，變軌控制精度提高近10倍，節省星上燃料近15公斤。從此，我國自旋衛星測控水平跨入國際先進(jìn)行列。

“把自己逼至絕境的次數多了，就更自信了”

這是一次歷時(shí)69天的太空大營(yíng)救，李恒年不負眾望，一戰成名。

2006年11月，我國在軌運行的一顆衛星姿態(tài)失控，供電異常，與地面聯(lián)系時(shí)斷時(shí)續，情況危急。

造價(jià)數十億元的衛星將成為毫無(wú)用處的太空垃圾。

衛星研制部門(mén)和航天測控戰線(xiàn)的專(zhuān)家緊急會(huì )商。當務(wù)之急，是盡快確定衛星姿態(tài)，抓住每次幾秒鐘的衛星加電時(shí)間，注入控制指令。否則，

幾天過(guò)去了，搶救工作毫無(wú)進(jìn)展。領(lǐng)導把目光投向李恒年。

“沒(méi)問(wèn)題!”李恒年挺身而出，也把自己逼到了絕境。當時(shí)，我國航天測控網(wǎng)的覆蓋率還不高，確定衛星狀態(tài)、捕捉衛星搶救時(shí)機的難度非常大。面對時(shí)斷時(shí)續的遙測數據，一切現成的算法都無(wú)濟于事。

衛星狀態(tài)越來(lái)越糟，誰(shuí)也不知道衛星在空間怎么運動(dòng)。李恒年帶領(lǐng)團隊晝夜不停，建模、計算、分析，再建模、再計算、再分析……

“成功了!”在一個(gè)深夜，他帶領(lǐng)團隊終于掌握了衛星翻滾的規律和太陽(yáng)能帆板供電的周期規律，準確預測出衛星最大供電時(shí)段。按照他的建議，遠望號測量船在南半球上空捕獲衛星，注入遙控指令……歷時(shí)69天的太空營(yíng)救終獲全勝!

李恒年有句流傳甚廣的話(huà)：“天上的事，那都是天大的事兒。”他也特別愿意挑戰這些“天大的事兒”——

2011年8月，我國首顆海洋動(dòng)力環(huán)境衛星在太空運行中突然出現姿態(tài)異常，太陽(yáng)能帆板無(wú)法對日定向。李恒年率領(lǐng)團隊沖向測控任務(wù)現場(chǎng)，爭分奪秒建立衛星姿態(tài)動(dòng)力學(xué)模型，提出了衛星減旋和控制方案，為成功搶救衛星贏(yíng)得先機。

一次次衛星搶救，讓人們記住了那張自信的面孔。有記者問(wèn)李恒年為什么這么自信，他說(shuō)：“把自己逼至絕境的次數多了，就更自信了。”

“天梯無(wú)捷徑，基礎性工作是最值錢(qián)的工作”

這是一條勇闖九天的閃亮軌跡——

系統建立同步衛星共軌控制的理論方法和技術(shù)，成功運用于我國和其他國家多顆衛星共軌控制;

發(fā)展地球衛星軌道確定理論，提出針對機動(dòng)衛星的軌道確定理論技術(shù)，成功運用于我國多顆機動(dòng)軌道衛星;

研究提出飛船返回艙軌道控制技術(shù)，使返回艙落點(diǎn)預報精度自“神舟五號”任務(wù)以來(lái)，始終穩定在1公里以?xún)?

……

當人們?yōu)槔詈隳甑囊粋€(gè)個(gè)創(chuàng )新成果驚嘆，并探究背后的奧秘時(shí)，他給出的答案異常簡(jiǎn)單：腳踏實(shí)地，走實(shí)每一步!

2004年，我國北斗二號衛星導航工程啟動(dòng)，需要解決衛星該放在什么位置、怎樣部署、怎樣控制星座等諸多難題。李恒年帶領(lǐng)課題組從基礎研究入手，先后承擔了3項導航星座構型設計與控制等重大專(zhuān)項課題，為北斗導航系統建設提供了重要技術(shù)保障。

2011年12月27日，我國對外宣布，擁有自主知識產(chǎn)權的北斗衛星導航系統正式提供試運行服務(wù)，北斗星座長(cháng)期維持的代價(jià)遠遠小于美國GPS星座。那一刻，李恒年無(wú)比自豪，能為航天測控科研做點(diǎn)基礎性的工作，不論吃多少苦受多少累都值得!

為了讓年輕人站在更高的起點(diǎn)上，李恒年帶領(lǐng)張智斌、楊科化、張定波、侯黎強等團隊成員將有關(guān)數學(xué)計算、地球運動(dòng)、時(shí)間和坐標系統、軌道和姿態(tài)動(dòng)力學(xué)、優(yōu)化和估計等方法寫(xiě)成20多萬(wàn)行代碼，形成了較為完備的軌道控制算法庫。如此規模的基礎積累，在國內外同類(lèi)技術(shù)實(shí)驗室都屬罕見(jiàn)。

如今，這已成為李恒年最欣慰的一幕場(chǎng)景：一批批剛剛畢業(yè)的年輕人，來(lái)到這里即可站在20多萬(wàn)行代碼搭起的基礎平臺上進(jìn)行科研攻關(guān)。(記者 鄒維榮 特約記者 宗兆盾 通訊員 高盛)