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長征二號丁運載火箭西昌首飛:一箭四星 閃耀蒼穹

來源:中央紀委國家監委網站 發布時間:2020-02-23 06:45

中央紀委國家監委網站 柴雅欣

 圖1:圖為長征二號丁運載火箭發射前,在西昌衛星發射中心接受檢查。(孫公明 攝)

 圖2:圖為星箭組合體在轉運途中。(孫公明 攝)

 圖3:圖為星箭組合體在轉運途中。(孫公明 攝)

 圖4:圖為長征二號丁運載火箭試驗隊成員在進行火箭總裝檢測。(孫公明 攝)

 圖5:圖為長征二號丁運載火箭吊裝工作現場。(孫公明 攝)

  “3,2,1,點火!”

  2月20日5點07分,西昌衛星發射中心。一聲令下,濃煙升起,長征二號丁運載火箭尾部噴射出橘紅色烈焰,轟鳴聲響徹靜謐的大涼山峽谷。在巨大推力下,托舉著四顆衛星的火箭沖天直上,漸漸消失在黎明前的夜色中。

  “星箭分離,衛星太陽翼展開,一切順利!”5點23分,火箭成功以一箭四星的方式將新技術試驗衛星C星、D星、E星、F星送入預定軌道,用于在軌開展星間鏈路組網及新型對地觀測技術試驗。

  這是一次尋常的發射——這是長征二號丁運載火箭的第46次發射,也是長征系列運載火箭的第326次發射。

  這又是一次不尋常的發射——在當前舉國上下防控疫情的特殊時期,我國順利完成今年春節后首次航天發射,振奮人心!

  新年首發
  實現多項技術突破

  2月20日凌晨,夜已深,西昌衛星發射中心依舊燈火通明。指揮控制大廳已進入程序開啟狀態,發射場工作人員正進行發射前最后的準備工作。

  5點07分,火箭點火升空,此時指揮控制大廳內仍是一片安靜;5點23分,隨著衛星太陽翼順利展開,激動的掌聲、歡呼聲在大廳響起。衛星太陽翼展開,這意味著發射任務圓滿完成。

  1月30日,大年初六,航天科技集團第八研究院長征二號丁運載火箭試驗隊一行23人踏上了執行任務的征程。同一天出發的,還有各新技術試驗衛星發射試驗隊的成員們,他們來自不同地方,卻有著共同的目的地——西昌衛星發射中心。

  眼前的任務并不簡單。“首先是‘兩新’:狀態新,首次實施四星串并聯發射布局;接口新,火箭首進西昌,新場地、新人員,首次使用新研一體化測發控設備。還有‘兩復雜’:任務復雜,一箭四星對入軌精度要求高;流程復雜,整個任務分合練和發射兩個階段,中間橫跨春節。”長征二號丁運載火箭總設計師洪剛說,此次發射任務有諸多“首次”,難度大、挑戰多,必須突破原有技術限制。

  火箭是航天的基礎保障,衛星、航天員等都需要借助火箭進入太空。執行此次任務的長征二號丁運載火箭是我國現役的主力火箭,主要應用于太陽同步軌道和低地球軌道衛星發射。

  如果將火箭比作駛向太空的“列車”,那其搭載的衛星就是“乘客”。然而,此次新技術試驗衛星C星、D星由航天科技集團第八研究院抓總研制,E星由哈爾濱工業大學抓總研制,F星由航天科技集團中國空間技術研究院所屬的航天東方紅衛星有限公司抓總研制——四顆衛星來自不同廠家,“高矮胖瘦”各不相同,怎么才能讓“乘客”坐得安穩舒適?

  航天科技集團第八研究院805所總體副主任設計師楊勇接到為火箭設計構型的任務后,仔細研究了四顆星的外觀、重量等信息,經過一系列仿真分析和試驗驗證后決定:本次發射首次實施四星串并聯的發射布局。

  “為了能放得下它們,我們和衛星廠方前前后后迭代了近20輪。”楊勇告訴記者,這一次的構型主要采用“兩艙串聯+上層并聯”四星串并聯方式,在整流罩和箭體之間增加一個過渡艙來放置最重最大的一顆衛星,這樣不僅能保證該衛星處于較好的力學環境中,還能減輕其余衛星的構型壓力。

  安置好最重最大的一顆衛星后,如何妥善安置其余三顆也是設計團隊面前的一道必答題。團隊新設計了三星并聯支承艙,用內外艙加分體式梁的構型替代了原先慣用的整體“井字”梁構型,并為每顆衛星設計了專用“座椅”——轉接環,讓衛星能夠穩定地“坐”在支承艙上。

  “之前沒采用過這樣的火箭構型,也曾擔心結構力學、氣動力學等問題,但大量仿真和真實試驗結果表明,該構型可靠。”型號副總設計師馮淑紅說。

  根據衛星任務要求,本發火箭入軌精度比以往提高了近一倍。“指標提高近一倍,但任務難度增加可不止一倍。”長征二號丁運載火箭總體副主任設計師郝釧釧說,這好比駕照考試,原先倒車入庫要求左右距離在10厘米內,如今的要求是5厘米。

  運載火箭入軌精度由控制系統保證,雖然目前長征二號丁運載火箭控制系統使用的八表光纖慣組產品已是性能最優產品,但設計師們仍然精益求精,未曾有絲毫大意。

  “我們選取了多套慣組產品,并進行了數百次的入軌精度制導仿真,最后優選了一套能夠滿足入軌精度要求,且數據最穩定的慣組產品,有效保證了火箭的入軌精度。”長征二號丁運載火箭控制系統主任設計師石志華說。

  通力協作
  多方團隊密切配合

  航天工程從來都是“千人一枚箭,萬人一桿槍”,成功發射是多家單位、眾多航天人齊心合作的結果。

  低傾角的發射要求、入軌精度比以往提高近一倍……綜合考慮此次任務相對嚴苛的指標要求后,型號總指揮、總設計師作出決定——進軍西昌!

  然而,長征二號丁運載火箭此前還從未在西昌衛星發射中心執行過任務。

  兩者“初遇”,意味著要做更多前期準備,確保火箭快速適應新環境,尤其是要配置適合火箭型號的測發控系統。

  測發控系統就像是一位“體檢醫生”,發射前對運載火箭進行全身檢查,診斷健康狀況,確保其在健康良好的情況下發射。我國運載火箭型號眾多,由于技術、管理、歷史等因素,不同型號運載火箭的地面接口千差萬別,均各自配置獨立的測發控系統,相當于“一把鑰匙開一把鎖”。

  西昌衛星發射中心原先用于長征四號系列運載火箭的地面一體化設備并不適用于長征二號丁。在任務量激增和多發射場執行任務的背景下,通用化、智能化、集成化的新一代測發控系統研制迫在眉睫。

  “這次采用了一套新型地面一體化測發控設備,不僅是因為新基地需要新設備,還要借此機會實現長征二號丁和長征四號系列運載火箭地面設備的通用化。”長征二號丁運載火箭副總設計師李建強說。

  長征二號丁運載火箭團隊與長征四號系列運載火箭團隊充分溝通配合,進行適應性更改。最終,設備規模由原來16個機柜縮減為10個,軟件配置項目數由31項減少到15項,實現了長征二號丁和長征四號系列運載火箭90%的通用化率,“一把鑰匙開多把鎖”成為可能。

  需要適應的遠不僅僅是測發控系統。火箭上的電氣系統是個“嬌娃子”,怕水怕濕,可西昌衛星發射中心地處四川大涼山峽谷腹地,氣候濕潤、環境潮濕。總體結構設計師李文杰為此操了不少心。

  試驗團隊在箭體上設計增加防雨層,連接件做灌膠防雨措施,并在重要電纜附近放置防潮沙。為確保轉運過程中箭上電氣系統的干燥環境,設計團隊通過送風管為箭上電氣系統輸送干燥冷空氣,確保其始終保持干燥。

  合練,是針對新型號火箭首飛提出的要求,旨在為正式發射進行前期準備和檢測。

  而長征二號丁運載火箭的上一次合練是在2003年,如今已過去17年之久。可以說,對于這次合練,長征二號丁運載火箭試驗團隊還是“新手”。但團隊成員沒有畏難,積極向其他火箭型號團隊學習,反復思考每個環節,力爭做到不疏漏、不出錯。

  進入合練階段后,火箭試驗團隊、衛星試驗團隊、發射基地等多方通力協作,克服重重困難:更換一體化測發控設備時,操作臺拆了又搭,挖地鋪設電纜,臨時調整電纜走向,基地工作人員全力配合,才實現設備順利進駐;由于新構型啟用了直徑達3.8米大型整流罩,再加上一個過渡艙,這一發長征二號丁運載火箭達到有史以來最高高度——46.7米。試驗團隊與發射場密切溝通火箭廠房空間、吊車吊裝要求、發射塔架上活動平臺的調整等,以此適應新構型新高度帶來的變化……

  兩場戰役
  眾志成城確保萬無一失

  一場突如其來的疫情改變了人們原本的生活節奏,也給此次發射帶來了特殊的挑戰。

  “我們的試驗隊員來自五湖四海,來自集團各個單位。為了確保安全,我們嚴格管控進場人員,及時調整人員、優化崗位。同時,各級單位大力協同,積極支持,保證任務不缺崗、防御不缺位。”長征二號丁運載火箭總設計師洪剛說,按照疫情防控要求,試驗隊員克服種種困難,自覺自愿服從任務安排。

  試驗團隊專門成立新冠肺炎預防控制工作小組,嚴格管控進場人員,制定出行用車、人員健康等管理要求,做好防疫宣傳、衛生防護、巡診測溫等,為順利實施發射任務保駕護航。

  疫情防控阻擊戰和科研任務攻堅戰——這是任務團隊必須全力以赴打贏的“兩場戰役”。

  本次航天科技集團第八研究院抓總研制的C星、D星實施了新的研制流程,應用了不少新技術、新器件。然而,受疫情影響,原本69人的試驗隊伍中,只有40多人能在春節后進入基地執行任務,其余人員須在家自行隔離。

  崗位要求高、技術難度大,可人員卻不齊。其中,型號總師助理兼發射場陣地副組長因隔離未到期,不能如期歸隊,組織型號總體及各分系統開展衛星狀態確認、與發射基地進行技術協調成為崗位空白。作為型號總體主任設計師,顧桂華看在眼里、急在心里。

  “我上吧!”顧桂華主動請纓、頂上崗位,組織總體及12個分系統開展狀態恢復、電測、狀態確認、加注、轉場、聯合總檢查等,最終以“零問題”高質量完成了發射前的一系列準備工作。

  第一次擔任型號現場技術負責人、獨自承擔整星總體及各分系統狀態確認工作,顧桂華坦言:“這個崗位責任重,壓力大。但是型號總體無限責任,作為總體設計師,越是在困難的時候,越是要扛起來,這是應該的、必須的。”

  像顧桂華一樣“逆行”的航天人還有很多:總裝工藝、調度等崗位人員因疫情影響未能到崗,型號指揮趙紅主動接過擔子,既負責總裝技術工作“無差錯”,又保證任務進展“零延誤”;衛星發射任務橫跨春節,總體副主任設計師陳荷主動申請值守發射場……

  正如專門到發射場督戰的航天科技集團黨組書記、董事長吳燕生所說:“在全國人民抗擊新冠肺炎疫情的特殊時期,這不僅是航天發射任務的成功,更是航天科技集團黨組以實際行動堅決貫徹習近平總書記重要指示批示精神,認真落實黨中央、國務院關于疫情防控的重大決策部署的集中體現。”

  任務期間,航天科技集團紀檢監察組積極主動履行監督職責:一方面成立紀檢監察組疫情防控工作領導小組,壓實各級紀委監督責任,督促各級黨委、型號試驗隊落實黨組部署,成立疫情防控組織機構,落實聯防聯控要求,做好基層一線的防控工作;另一方面督促指導各級紀委聚焦疫情防控重點工作和環節,深入防控一線,開展有針對性、差異化的現場監督檢查。航天科技集團紀檢監察組組長還逐一電話提醒有試驗隊在西昌衛星發射基地的第一研究院、第五研究院、第八研究院等單位紀委書記,要求務必以嚴明的紀律保障疫情防控和外場試驗任務兩手抓、兩不誤、雙勝利。

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