北京航天飞行控制中心副总工程师、交会对接任务飞控组专家李剑 王小飞 于涛 摄
■人物
发射入轨、升轨控制、在轨测试、变轨调相、远距离导引、自主控制、交会对接……一连串精确的飞控动作在太空完美展现,犹如一场场“太空大片”展现在观众眼前。
这部“大片”的导演,不是斯皮尔伯格,而是北京航天飞行控制中心副总工程师、交会对接任务飞控组专家李剑。
承担设计飞行控制总方案重任
李剑自此成为我国交会对接“大片”的总导演。但它并不是一个荣誉头衔,而是一个必须拿出实实在在成果的岗位
李剑今年41岁,身材挺拔,气质儒雅。
近年来,我国航天事业飞速发展,不少年轻人迅速成长,脱颖而出,成为技术骨干,李剑就是其中之一。
我国首次空间交会对接任务,是2007年启动的,至今已有5个年头。
空间交会对接,就像一个人站在远处,通过遥控,让一根线头穿入一个针眼。显然,其重点、关键和难点都在于精准的控制。
在这次任务中,北京航天飞行控制中心不仅要控制全新的天宫一号目标飞行器,还要对飞行器首次实施高密度、高精度的频繁轨道控制,首次实施真正意义上的两目标协同控制。
这些都是前所未有的挑战,也是青年才俊展示自我的难得机遇。设计飞行控制总方案的重任,落在李剑的肩头。
李剑自此成为我国交会对接“大片”的总导演。
总导演固然荣耀,但它并不是一个荣誉头衔,而是一个必须拿出实实在在成果的岗位。
在任何任务准备初期,方案设计都是第一步,也是难度最大的一步。哪怕设计出一个“供批判用”的方案,也比什么都没有强,因为它提供了最起码的讨论、修改甚至推倒重来的起点。
当时的情况是:没有国外成熟资料和现成研制经验可供借鉴,李剑必须从自己的大脑中,硬生生“智造”出一个既具有国际先进水平又符合任务需求的方案。
这是高超的智力考验,更是对导演艺术天赋的考验。
首提“两目标关联飞行控制模式”
这个方案,是中国航天史上的第一次尝试。对李剑拿出的成果,决策层的回答可以概括为一个字:好
“两目标关联飞行控制模式”,就是李剑提出的方案。
这是一种全新的飞控模式,既能保证天宫一号和神舟八号在两个完全独立的系统中保持各自独立性,又能实现协同并行控制,从而大大提高了控制的灵活性、安全性、可靠性。
这个方案,是中国航天史上的第一次尝试。
李剑带着自己的设想,带领课题组到处奔波,到各系统拜师求教,还钻研了所有可能得到的国外资料。不久,李剑的团队就提交了系统建设技术要求,编写了实施方案和全套联试细则,解决了基于状态的两目标关联控制、飞行器安全性保障等技术难题。
对李剑拿出的成果,决策层的回答可以概括为一个字:好!
但“革命尚未成功,诸君尚需努力”,李剑和他的团队还要再仔细一些,再精准一些。
例如,交会对接任务控制精度要求高到了苛刻的程度,而且,部分关键控制过程是不可逆的。技术方案上的任何一个纰漏,判断上的任何一个失误,控制上的一个瑕疵,都可能导致灾难性的后果,让一部令人荡气回肠的史诗性大片,变成不堪回首的灾难片。
再例如,远距离导引控制是交会对接飞控的重中之重,神舟八号每飞行3圈,就要进行一次控制。
神舟八号在太空的飞行速度是每小时28000公里,控制时机稍纵即逝,地面人员必须在短时间内迅速研判控制数据的正确性。
这又是一个挑战。
还需要列举更多的挑战吗?
李剑与他的团队研制开发的“航天飞控流程工程化管理系统”,实现了对控制过程中涉及的总体、计划、注入、轨道等多个岗位的自动调度,大大缩短了控制准备时间,可以确保关键控制参数的正确性。
如今,李剑已是蜚声行业内外的青年测控专家。他设计的天地一体化飞行控制验证体制、载人航天飞控监视自动化系统等多项成果都达到世界先进水平。
面对接踵而来的成功和赞誉,李剑说,祖国的航天事业为他提供了广阔的舞台,能在这个舞台上演出一个角色,他感到荣幸。
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