西昌卫星发射中心重建发射塔为登月作准备

2006-08-18 00:00 测控要闻   来源:四川在线-四川日报

四川西昌卫星发射基地卫星发射架 来源:中新社 田地 摄   

  2006年8月11日,西昌卫星发射中心发射测试站,重建中的3号发射塔,灰蓝色发射架静静矗立,红色塔吊正不断往上吊运钢架,增加着它的高度。“9月底将完成主体结构,10月进入设备安装,2007年初测试、3月投入使用。”发射测试站副站长李本琪告诉记者。 

  在此之前的7月25日,国防科工委副主任、国家航天局局长孙来燕在北京透露,预计2007年,中国探月计划首颗绕月探测卫星“嫦娥一号”,将在西昌卫星发射中心发射升空,执行绕月飞行任务。 

  未来5年,西昌卫星发射中心进入高密度发射期,将承揽30多颗中外卫星发射任务。 

  这里,注定将成热点;这里,注定将引起世界瞩目。8月4日、11日,记者两度走进改建中的发射中心,解密鲜为人知的“飞天”故事: 

  ●为何在81个选点中,确定将共和国的第二个卫星发射基地建在这条山沟里? 

  ●神秘的1号发射塔位至今在等待什么? 

  ●在国际商业卫星领域,西昌发射中心6年蛰伏前后,经历了什么? 

  ●为“嫦娥工程”,在做怎样的准备? 

  任波 胡建兵 徐贞宇 本报记者 张宏平 王云 

  山沟里“刨”出来的航天城 

  “无论如何,我们也要搞人造卫星。”1958年5月,毛主席的一句话响彻云霄。20年后,在四川大学上学的德阳小伙子李代兴,正忙着打点行囊,迎接他的是一个特殊去处:西昌卫星发射中心。和他同时抵达的,还有从全国各地高校慕名而来的180多名“天之骄子”。 

  眼前的一幕,让李代兴至今刻骨铭心。进山的公路一路坑洼,吉普车扬尘而过,激起的黄土灰好久都散不开。没膝的杂草,乱石堆,荒山野岭,狂风打着旋儿,在山谷横冲直撞。山坡上的林木被吹弯了身子,发出痛苦刺耳的尖叫声。分到“沟”里的14个人,感觉阵阵凄凉。 

  一晃28年过去,已是高级工程师的李代兴,每月都要从西昌去“沟”里两次。“沟”,就是他战斗了28年的发射测试站。站在高高的发射塔架下,李代兴感慨丛生。 

  中国第一座卫星发射场建在甘肃酒泉。1969年底,中央决定再建一个新的卫星发射中心。新发射场的建设,要求高、规模大、投资多,既要考虑长远发展,又要便于保密和施工。因此,场区的选点至关重要。距西昌市区60公里左右,一条幽深峡谷,从9省25个地区的81个选点中横空出世,成为共和国第二个卫星发射中心。 

  为啥选址在这条山沟里?据航天专家介绍,因为这里有“天然发射场”的优越条件,一是纬度低,海拔高(1500米),发射倾角好,地空距离短;二是晴好天气多,发射“窗口”好;三是交通、通讯条件好。 

  1970年冬,酒泉卫星发射中心优秀的气象专家张增政,随着浩浩荡荡数万人的会战队伍,顶着凛冽的寒风,开进荒芜人烟的大凉山腹地。安宁河畔,一条被当地老乡称为“赶羊沟”的深山狭谷,顿时沸腾起来。这群二三十岁的年轻人,放下背包,甩开膀子,在安宁河安营扎寨,用竹席、木棍搭起简易油机房和工作帐篷,搬来三块大石头架起一口铁锅,舀来河沟里的水做起第一顿饭菜。几天内,黑压压的帐篷和临时搭起的草棚在安宁河南岸一字排开,绵延几公里。 

  这一干,断断续续就是10年。1980年,荒山沟里,初具规模的现代化航天城拔地而起。1984年4月8日19时20分,发射阵地指挥员一声令下,巨型火箭拔地而起,扶摇直上。中国成为第5个能独立发射地球同步轨道卫星的国家。在36000公里的赤道上空,中国不再缺席。 

  “亚洲一号”打开世界星空 

  熟悉1990年我国第一颗国际商务卫星“亚洲一号”发射过程的人,一定不会对吴传竹这个名字感到陌生。 

  吴传竹,中国航天气象领域的传奇人物。这位出生在大巴山的黑脸汉子,1959年以优异成绩考入北京大学地球物理气象专业,从此与气象结下不解之缘。1970年,我国在酒泉发射第一颗卫星时,他就是气象预报组组长。 

  西昌是全国的强雷暴区之一,气候瞬息万变,难以捉摸。吴传竹带领气象系统人员,提前两个月分析历年来场区的气象资料和上千张云图,提出4月5日发射最适宜。美方人员听后报之一笑,认为当时世界上最先进的技术也只能提前预报半个月的天气,而且准确率只有60%。就此,他们和中心原主任胡世祥赌了一只烤鸭。 

  但事实很快击碎了“蓝眼睛”的傲慢。4月5日晚,晴空万里,验证了中心预报的“最佳发射时机”的准确性;而美方选定的4月7日,却雷声大作,阴雨连绵,迫使火箭推迟起飞。这时,吴传竹作出惊人预测,科学判定当晚21时前后,发射场上空将出现一块云空。果然,21时30分,火箭腾空而起,从不大的一块“窗口”中穿过,直刺苍穹。 

  “亚洲一号”卫星原叫“西联星六号”。这位“航天女神”似乎从诞生之日起,不祥的阴影就如影随形。1984年2月,她由挑战者号航天飞机发射上天,但未进入预定轨道;1984年11月4日,美国“发现号”航天飞机将她从天上捞了回来。几经周折后,由亚洲卫星公司买回来,替她找到了中国这位真心诚意送她上天的神手。 

  发射后的检测数据表明,“亚洲一号”的拥有者之一美国休斯公司打了80多颗卫星,这是入轨精度最高的一次。中国,由此成为继美国、法国之后,第3个打入国际航天商业发射领域的国家。 
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  “中国航天最成功的失利” 

  火箭厂房,陈列着“长征三号”运载火箭的实体。它是进入发射中心的第一枚火箭。当时的西昌卫星发射中心刚建成,为了确保第一次发射成功,一共准备了3箭3星。其中两枚火箭,已于1984年1月29日和4月8日发射升空,而眼前的这一枚,是专门留下来供人参观的。 

  这样一枚看似平凡的火箭背后,却写着两个无情的字眼:“生”与“死”。 

  1992年3月22日晚,西昌卫星发射中心为澳大利亚发射一颗通信卫星。由于火箭发生故障,在已点火的状态下,卫星发射紧急中止。此刻,火箭已摆脱了发射塔架的固定,400多吨的箭体和卫星随时有倒地的可能。一旦倒地,推进剂爆炸所产生的巨大能量,会把发射场毁灭殆尽。 

  面对危险,普通人想到的也许是求生本能驱动下的逃亡,而西昌航天人的第一反应,却是奋不顾身地冲向现场。 

  当时,迫在眉睫的是固定火箭,这是一项极其危险的工作。发动机还在喷着余火,发射台上不仅严重缺氧,而且充满有毒气体。抢险的勇士们没有犹豫,纷纷冲了上去。发射台已被3000℃的烈火烘烤过,手脚一接触就被烫得发出“哧哧”声,但谁也没有后退。一位操作手四个手指被烫得粘在了一起,还坚持不下火线。 

  有人作过试验,在一定浓度下,将米粒大小的物体从一米高处掉在地上,产生的冲击力就能引起推进剂爆燃。然而,为了保住发射场,保住火箭和卫星,西昌航天人早把生死置之度外。据世界航天资料记载,像“澳星”发射出现的这种事故,抢险成功的概率几乎为零。国外航天界同行由衷赞叹:“这是中国航天最成功的失利!” 

  连续17次成功发射的背后 

  一份“发射情况一览表”,详细记载了西昌卫星发射中心40次发射“履历”。自1997年5月12日成功发射“东方红三号”卫星以来,中心已连续成功发射了17次。“这算得上是一个奇迹,但很不容易。”34岁的发射测试站副站长李本琪说。2003年以来,火箭测试发射的整个过程由他组织,发射场上数千名航天专家和科技人员由他指挥,火箭“点火”命令由他下达。 

  火箭,重达数吨的庞然大物,成千上万个元件组合,其元件的可靠性必须达到99.999999999%,也就是说抽检100亿个元件,不可靠的元件不得超过一个。组织一次发射,牵涉上千个岗位数千项操作。 

  一次,中心组织外星发射前的星箭对接,当卫星吊起时,火箭上有4个小手指粗的“对正锁”,4个锁必须对准卫星上的4个小眼,稍有不慎就会撞伤火箭或碰伤卫星。美国公司趾高气扬地拒绝了中方的帮助,专门请来了美国吊装专家。可两个小时过去,卫星和火箭还没“吻”上,美国专家急得大汗直冒。无奈,他们抱着试一试的心情请中方援助,中心立即派出一名年仅19岁的操作手。迎着外国人的疑问,操作手不慌不忙控制着吊车,只用4分钟就将星箭一次对接成功。 

  中心副总工程师毛万标告诉记者,为练就航吊绝活,操作手们每天对着地面上的一个个标记成千上万次地练习,直到能够达到这样的境界:在12150平方米的测试大厅里,把一个啤酒瓶任意放置,开着航吊将一支铅笔从13米的高空放下,每次都能一次放进瓶口,才算合格。 

  2003年5月23日晚,发射场区2号场坪,灯火通明,“长三甲”火箭蓄势待发。实施常规燃料加注时,加注软件突发故障,加注联接器关闭,加注球阀关闭,加注泵停止运转,加注被迫中止。危机突现!“指挥员俞少行,出列!”2001年毕业的大学生,第一次执行卫星发射任务,就在众目睽睽之下处理这么大的危机,所有人都捏了一把汗:手动加注能否保证加注精度控制在0.5‰以内?这关系到卫星入轨精度,关系到任务最终成功与否。一声令下,常规系统20个岗位、24名人员,跟着俞少行的手势高速运转。报告传来:382个加注球阀、12台流量计、8台加注泵等设备操作,准确无误,近400吨燃料被输送至火箭贮箱。经液位信号检测,加注精度在0.5‰以内,甚至超过了软件自动控制加注的精度。 
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  未来5年30多颗卫星将从这里升空 

  “1分钟准备!” 

  电缆摆杆离开箭体。 

  “点火!” 

  发控台操作手敏捷地按下“点火”按钮。 

  刹那间,整个山谷如同山崩地裂一般,巨型火箭喷着桔红色的巨大火柱,穿过滚滚黄烟冲天而起。2005年4月12日,积蓄6年之后,中国再次将一颗外国卫星———法国阿尔卡特公司生产的“亚太六号”通信卫星成功送入太空。 

  此前的一次商业卫星发射,还得追溯到1998年12月。“长二丙”火箭“一箭双星”,将两颗美国铱星送入不同轨道。此后,中国在国际商业发射市场上沉寂了6年。 

  “商业卫星发射开始遭遇到‘寒流’,有以往几次发射失利的累积,也有国际封锁的原因。”西昌卫星发射中心主任李尚福说。 

  20世纪90年代中前期,卫星、火箭技术都在进步,大规模市场化后,运载火箭、卫星牵涉到的很多企业进入市场,“成本概念”使元器件生产处于一个躁动阶段。技术上的问题,加上元器件生产问题,造成好几种新火箭发射失败,如“长二捆”。李本琪称之为“成长的烦恼阶段”。 

  蛰伏期,西昌卫星发射中心并没“闲”着。1997年,中央明令“提高发射成功率”,在大量查漏补缺的同时,西昌卫星发射中心进入试验高峰期。承担的任务由过去的单一型号运载火箭发展到四种型号,任务周期由3个多月缩短到一个半月,有时双箭、双星测试交错进行。 

  2003年后,进入新的发展时期,“现在中心具备发射高、中、低轨道卫星的能力,各种型号都打。6年的商业发射困局,正被彻底打破。未来5年,30多颗卫星将从这里升空。今年到明年,可能要打8颗卫星。”接受记者采访后,送妻子到成都治病的李本琪急着坐深夜的火车赶回基地,准备指挥即将进行的发射任务。 

  筹备2007与“嫦娥”的约会 

  全新解密西昌基地5大新看点 

  月球探测,将是继研制和发射人造地球卫星、载人飞船后,我国航天活动的第三个里程碑。 

  7月25日,国防科工委副主任、国家航天局局长孙来燕在北京透露,我国探月计划“嫦娥”工程一期———绕月探测工程进展顺利,首颗绕月探测卫星“嫦娥一号”,预计2007年在西昌卫星发射中心发射升空,执行绕月飞行任务。 

  孙来燕是在第八届国际月球探测与利用大会上披露上述信息的。他说,中国绕月探测工程2004年立项后,经过两年半的努力,工程的卫星、运载火箭、测控、地面应用和发射场等5大系统均取得重大进展。 

  这意味着,举世瞩目的“嫦娥”工程的发射场已确定在西昌卫星发射中心,“嫦娥一号”运载工具选择“长征”系列火箭家族中发射成功率极高的“长征三号甲”运载火箭。 

  为筹备“嫦娥工程”,西昌卫星发射中心正在对发射场进行一系列设备设施改造。随着记者的采访,西昌卫星发射中心的五大新看点进入视野。 
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  为何没有1号发射塔 

  远远眺望,两座钢铁大厦巍然矗立在峡谷尽头,这就是被人们称为“通往宇宙大门”的2号和3号发射塔。 

  在中心采访,记者发现一个奇怪的现象:2号和3号发射塔巍然屹立,却没有1号发射架。一打听,才知道个中缘由。当时,也就是国家在西昌布点时,还有一项“秘密计划”:在中心建立飞船发射工位,同时还精心挑选、培训了第一批宇航员。两项工作秘密进行,宇航员不知道发射工位建在哪里,西昌也不知道国家在秘密培训宇航员。但由于受综合国力、技术条件、交通运输等因素影响,航天发射工位论证后一直没建起来。 

  如今,在离2号发射架2公里远处,当初意欲建航天发射工位的地方,为飞船发射准备的3个隧洞、5公里铁路线,仍搁置着。但梦想还在,1号位场坪依然保留在那里。 

  1992年1月,我国载人航天工程提上议事日程,并确定在酒泉卫星发射中心组织发射,这就是“921工程”。之前,载人飞船完全可能从西昌起飞。西昌航天人始终怀揣着这个梦想。 

  2号发射塔亚洲最高 

  上世纪80年代末,国际竞争激烈,要跻身国际航天商务领域,需要大推力火箭,中国这时研制出了长征三号甲、乙。大推力需要新的发射工位,2号发射塔应运而生,发射用的第一颗火箭就是“长二捆”。 

  “别小看它,这是目前亚洲最高的发射塔。”发射测试站遥外测室副主任陈秉理指着2号塔说,它由一座高97米、重4500吨的活动勤务塔和高74米、重1040余吨的固定脐带塔以及三座175米高的避雷塔组成。塔上水、电、气、空调等设施完善,卫星工作区的环境超过了10万级净化的国际标准。同时,可以在两条巨大的火车轨道上平缓移动。 

  1990年7月16日,中国首枚“长征二号”捆绑式大推力运载火箭就是从这里发射升空的。 

  “功勋塔”3号发射塔 

  为适应“长征二号丙”火箭发射,发射场区3号架进行了大规模适应性改造。2003年12月的“探测一号”,2004年4月的“一箭双星”,都是用“长二丙”在3号塔成功发射。 

  3号发射塔建于1978年,固定塔架高77米,塔上有11层可作180度水平旋转的工作平台。火箭、卫星从综合技术准备区转到发射场后,在这里完成起竖对接和垂直测试,并实施发射。 

  22年前,中国第一颗通信卫星在3号发射塔上升空;16年前,中国第一颗商业外星也在3号发射塔上升空———从建成以来,3号发射塔用“长征三号”火箭发射了17颗国内外卫星,创造了3个“中国第一”,被航天人誉为“功勋塔”。 

  重新修建的3号发射塔 

  2004年底,国际航天市场,商业卫星、国内卫星发射任务越来越重,需要同时发射两颗卫星。这就意味着,要有2个发射架保证接踵而至的卫星。“长二丙”因为发射小型卫星,已不适应需要了,被移至另处进行发射。 

  于是,3号发射塔被拆除重建。此前,3号塔只适应小推力火箭,而2号架始终都是大推力火箭发射。3号塔改建后,将和2号塔一起承担大推力火箭的发射。这个发射架在发射时,那个就该空着;发射完后,要立即展开近1个月的检修、恢复工作,这时候,另一个发射架就可以派上用场了。 

  过去的3号塔始建于上世纪70年代初,20多年过去,其技术可靠性、适应性差了,只能发射1.5吨同步轨道通信卫星,而改建后的3号塔高度比原来提高了10米,前后纵向宽度多出2.4米,同时塔架也往后退了2.4米,可发射的卫星扩大到了2.6吨以下。“这些变化,主要是为了适应‘长征三号甲’运载能力的提高,起飞漂移量大。”李本琪说,当然,最主要的原因还是为了适应高密度发射任务。2、3号轮换,每年可打10颗左右。 

  据了解,新的3号发射塔将于9月底完成主体结构,10月进入设备安装,明年初测试,3月投入使用。 

  指挥控制中心搬进西昌城 

  距离发射测试站6公里处,是卫星发射指挥控制中心。2004年,这个使用了21年,见证了30多次卫星发射成功与失败经历的“大脑”,因为新指控中心的建立而“下岗”。 

  和它同时“下岗”的,还有当年比较先进的吊车直流调速技术、电缆传输等,取而代之的交流调速技术和光纤技术,将近距离监控变为远程监控。西昌卫星发射中心副总工程师毛万标告诉记者,新的指控中心整套技术是目前可选择的最可靠的技术。 

  新的指控中心位于距发射场区60多公里的西昌城区,有4大变化:一是一流的投影技术;二是采用了全新的网络技术,新的传感器技术和可编程控制器,包括数据处理;三是安装了比较先进的指挥通讯设备;四是面积比原来扩大了2倍。 

  2007→2012→2017 “嫦娥”芳踪 

  据今年3月2日南方周末报道,2005年12月29日,“嫦娥工程”已正式进入北京航天城的发射产品生产车间—————这意味着探月计划第一步决战期的开始, 

  从这一天起,工程技术人员生产出的所有航天零部件,在组装测试合格后将运往发射场,直接奔赴38万公里之遥的月球。 

  这将是中国深空探测的首次飞行。“嫦娥一号”先要被送入一个与地球同步的大椭圆轨道,然后星箭分离,接着卫星不断变轨加速,并自动调整朝向月球飞行的姿态,直接奔向月球,直至到达环月轨道,其间需要飞行100多个小时。整个旅行大约需要10天。在距月面200公里的圆轨道上,“嫦娥一号”将对月球进行三维影像、月面有用元素的含量和分布、月壤厚度以及地月空间环境等多项探测。 

  与“神舟”飞船相比,“嫦娥一号”发射窗口的选取更为复杂。由于月球本身要围绕地球公转,经历漫长的飞行后,“嫦娥一号”既要准确到达预定探测月面的上空,又不能超出我国航天测控网的覆盖范围。 

  “嫦娥工程”是一个无人探月计划,而发射“嫦娥一号”只是该计划“绕”、“落”、“回”三步走中的第一步。据了解,将在探月计划中“落”和“回”阶段大展身手的无人月球车,正在哈尔滨工业大学深空探测技术研究中心的实验室里接受严格的测试。这个“嫦娥工程”中真正的“明星”,将在2012年前后露面。在月面软着陆后,它将对月表环境进行高分辨率摄影和月岩的现场探测分析,并把数据传回地面。2017年前后,月球车将再次登陆月面,这一次,它将采集月球样品并返回地面,为载人登月探测、建立月球前哨站的选址提供数据。 

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[整理编辑:中国测控网]

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