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風云四號衛星研制團隊:我待航天如初戀

2017-03-29
關鍵詞: 氣象衛星 風云衛星

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圖說:風云四號安裝太陽能帆板。顧元翔 攝

  如果給你七年,你能做成什么?風云四號研制團隊給出了一個答案:一顆世界上最先進的氣象衛星。2016年12月11日,風云四號衛星成功發射,如今已完成了在軌測試。當收到它的首批衛星云圖時,一個名為“我待航空如初戀”的微信群“炸開了鍋”。這是812所風云四號衛星團隊的微信群,風花雪月的群名背后,是任憑任務虐我千百遍,依舊初心不改的心聲。

  2500多個日日夜夜里,完成世界一流的龐雜如氣象衛星的系統工程,包括三個國際領先的主載荷,突破20多項國內外領先的重大關鍵技術,在這一領域實現由跟跑向并跑乃至領跑的技術創新……做到這一切的風云四號“大神”們是一群怎么樣的人?

  攻關狂

  2008年,風云衛星的用戶——中國氣象局帶回來一個最先進的氣象衛星研制任務書。風云四號衛星總指揮陳文強回憶,彼時美國已經著手第四代靜止軌道氣象衛星的研制,與風云四號衛星的指標大致相當。其技術關鍵在于三軸穩定控制,這是未來高精度靜止軌道定量遙感衛星的大方向,也是我國要發展自己的靜止氣象衛星必須要突破的前提。

  美國同類氣象衛星自上世紀90年代開始,至2006年,共計發射了從GOES-8到GOES-13一共6顆三軸穩定的靜止氣象衛星,才真正實現高軌衛星的三軸穩定控制。在風云四號一顆衛星上解決人家十多顆衛星才解決的問題,難度可想而知。然而在風云四號衛星團隊中,人人都是“攻關狂”,敢在無人或者少人行走的領域做出從無到有的突破。

  風云四號衛星的方案中需要搭載高靈敏度的干涉式大氣垂直探測儀,對外界振動環境提出了極為嚴苛的要求,就連試驗現場有人走動都會致使圖像質量大受影響。但目前為止,國內衛星并不提微振動技術,唯一上天驗證過該技術的也只有美國。

  “美國人能研究出來,相信我們也一定能成功。”團隊理清了微振動問題的主要內容和技術難點,逐漸形成給載荷坐上超級“軟沙發”的微振動隔振系統設計方案。

  “軟沙發”的實現難度不小,試驗一開始很不順利。直到有一次電話鈴偶然響起,傳感器幅值迅速升高,大家才意識到,微振動試驗結果被周圍的環境噪聲所淹沒了,一定要在完全安靜的情況下做試驗。

  為了不影響研制進度,在專門的微振動試驗間的條件沒有完全建成前下,微振動研制團隊每次做試驗都選擇在半夜,并且要清場,關閉空調,拔掉電話線。在靜得讓人發慌發困的絕對安靜環境中幾小時的不停試驗。

  又用了2年的時間,團隊終于摸清了衛星10余個轉動部件的振動特性與傳遞路徑,實現了振源隔振裝置和有效載荷隔振裝置的工程化,星上微振動抑制到1mg以下(相當于手輕拍桌面形成振動的三百分之一),敏感頻段更是控制到0.1mg水平,解決了精密遙感的圖像抖動問題。

  細節控

  風云四號衛星總設計師董瑤海是團隊里出了名的摳細節魔頭。在會上問倒設計師的問題,第二次開會接著問,還不會,第三次開會再問,直到把問題解釋清楚,讓他心里有底。

  “董總對測試的要求幾近苛刻,對主任設計師直接采取的就是現場考核。這不得不讓我和我的團隊把測試軟件、測試文件等一遍一遍地反復升級、細化。就拿遙測顯示終端軟件以及遙測事后處理軟件的更改來說,已不下15個版本。發射場測試細則就有1500頁之多。為了提高工作效率,硬是開發出了射頻自動化測試軟件,實現了流程的優化,可以把2周的工作量壓縮到2天完成。”風云四號綜合測試主任設計師周軍揭秘測試背后的秘密。

  “當技術上遇到爭議,我們就要吃透技術,拿數據說話”。風云四號副總設計師沈毅力,看上去就是那種溫文爾雅的知識分子,一旦遇到技術問題氣場就會變得強大起來,一點也不含糊。在研發初期,選擇哪一款星敏感期讓總體和系統單位產生分歧,為了做出正確選擇,風云四號專門向已經在軌使用的風云三號衛星申請連續半個月開兩臺星敏感器。在拿到星敏感器的全球數據后,沈毅力帶領團隊進行詳細的分析與判讀形成了風云四號衛星選型報告,算出了星敏感器的光軸和夾角在相鄰兩軌是怎么變化的,相鄰兩天是怎么變化的,評估出了星敏感器的低頻誤差。就因為這樣一份沉甸甸的報告,風云四號衛星最后選取了與歐美第三代氣象衛星同一款的星敏感器,三顆國際巨星在互不知情的前提下做出了一致的選擇,這就是鉆研技術的緣分。

  造夢者

  風云四號團隊中有一群造夢者,為了衛星在太空的可靠運行,他們大膽創新,開展空間環境模擬,成功的將空間環境“搬到”了地球上。劉瑞芳與孫永雪這對85后的姐妹花就是他們中一員,為驗證風云四號的兩個核心相機能否經受住太陽輻射造成的溫升和干擾,兩位年輕的姑娘決心承擔起“全景重現真空狀態下的太陽輻射”這一緊要任務。

  7月的上海仿佛一個大蒸籠,即使坐著不動都會出汗。而負責太陽模擬器數據測試的劉瑞芳一大早就穿上包裹嚴實的防護服,戴上防紫外線眼鏡進到空間狹小的罐中,進行太陽模擬器的光路調試。每一天除了吃飯、睡覺以外,剩下的時間,她幾乎都在接受太陽輻射的“炙烤”。爬出罐子時,她拍著僵硬的雙腿戲稱自己是名副其實的“汗”人。而在罐外負責調試工作的孫永雪,裹上6Kg的防爆服,冒著爆炸的風險蜷縮在燈室中,高電壓、高電流、高熱度的大功率氙燈讓她吃盡了苦頭。由于試驗需要二人配合進行,她們每天十幾個小時的“保持通話”,一天調試不成,便兩天、三天……直到滿意為止。

  待她們出色的完成了光路調試的任務,試驗的后遺癥也隨之而來。由于長時間被強紫外線照射,她們眼睛酸脹,全身過敏起斑,原本清秀白皙的面頰變黑、脫皮;超長時間的通話,令兩人的耳朵持續痛了一個星期。但她們說:“干航天哪有不吃苦的,干航天的哪有不能吃苦的!”兩張年輕的臉龐透著屬于航天人的驕傲。


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