揭秘中国探月工程设计师：这里的战场“静悄悄”

    11月1日晨，中国探月三期再入返回试验器“小嫦娥”成功返回地球。图为北京航天城飞行控制中心返回器降落打开降落伞的模拟画面。本报记者 邱晨辉摄

 

在工作现场的“嫦娥”。北京航天飞行控制中心供图

 

10月24日凌晨，被称作“小嫦娥”的探月三期飞行试验器入轨那一刻，坐在北京航天城飞行控制大厅总体主任设计师岗位上的席露华明白，自己的第四次探月征程开始了。

 

7年前，同样是在这一天，同样是在这个大厅里，她作为中心总体计划和国际联网岗位负责人，参加了我国第一次绕月探测任务——嫦娥一号。如果从2004年我国探月工程立项算起，她从事嫦娥任务飞控工作已整整十年。

 

十年，对于中华民族的千年奔月梦想，不过是刹那瞬间，而对于席露华和她身边的女同事，却是人生一段不可再生的青春年华。她们中有在改革开放大潮中成长的70后，有在物欲横流的时代却选择守望星空的80后，在航天城，她们被身边的同事称作托举“嫦娥”奔月的嫦娥们“飞控一姐”以及中国探月的“美丽封面”。

 

向外国专家叫板

 

此次再入返回飞行试验任务，席露华担任的是飞控总体主任设计师一职。对这份工作，她打了一个形象的比喻：飞控总体就像桥梁，连接测控系统和飞行试验器系统，她要做的就是思考如何将这座桥设计完美，搭建牢固。

 

这是一项极具风险和挑战的工作。按她的说法，机理原理不吃透，就像建桥缺少混凝土；设计考虑不周全，大桥缺腿断臂易塌陷；方案观点不准确，势必千里之堤溃自蚁穴。

 

为此，她必须要吃透飞行试验器系统二三十套，多达几十万字的各类方案。这还不是简单的“拿来主义”，最关键的工作还在于要结合测控系统实际特点，制定飞控需求，明确飞控该做什么，该怎么做，由谁来做，什么时间做等一系列问题。

 

任务前，她每天都会做三件事：查资料、参加联试和分析问题。常常是找到一个分系统的专家，就是一大串问题，常常为了一个问题，一坐就是好几个钟头。

 

在航天城，有个关于她的故事流传颇广。

 

那是在嫦娥一号任务备战时，在一次与欧空局国际联网的测试中，有个国外站总是跟踪不上卫星。欧空局的专家们向担任国际联网北京中心负责人的席露华提出质疑：“应该是你们的方案和数据出了问题！”

 

席露华却和这些国际专家“叫板”：“我们的方案经过了严密论证，我们的数据经过无数次测试，问题绝不在我们。”后来，经过排故，最终得出是由于国外测站测试方法出现了偏差，导致失误产生。这件事让老外竖起了大拇指。

 

2013年，在距嫦娥三号任务还剩下最后两个月的时候，巡视器系统将十几本临时状态更动的方案放在了席露华面前。新的状态更改，意味着飞控需求、系统接口、软件状态等一系列工作都要重新做。

 

作为巡视器“玉兔”遥操作总体主任设计师，席露华“压力山大”。此刻，究竟是按照对方状态变化需求简单地进行方案和软硬件系统调整，还是全面深入分析论证，按任务备战流程重新来做？

 

席露华选择了后者。她说，从嫦娥一号到嫦娥三号，每一次任务都像一次难题重重却又输不起的大考。

 

十年前，席露华20多岁，那时的她爱说爱笑、充满活力，如今她是同事眼中经验丰富、成熟稳重的“飞控一姐”。她说自己不是一个喜欢做梦的人，然而，十年探月，她却用敏思慧心织就了3个美丽的星月梦想。

 

隔空给嫦娥把脉

 

在《西游记》里，孙悟空悬丝把脉，隔空便能诊断出朱紫国国王患有“双鸟失群”之症。

 

在北京航天飞行控制中心，有人说张祖丽比孙悟空还要“牛”，她无需悬丝，就能为远在万里之外奔月返回轨道上的“嫦娥”把脉。

 

张祖丽是飞控中心再入返回飞行试验任务遥测岗位的主管设计师，被称作该中心遥测岗位“一姐”。

 

“嫦娥”遨游在奔月返回的轨道上，最远处距地球足足有42万公里。它的飞行状况如何，是否按照地面飞控人员的指令准确实施预定动作，各系统是否工作正常？获悉这一切，都要靠飞行器下传的数据来判断。张祖丽所在的遥测岗位，每天的主要工作就是与这些下传数据打交道。

 

打开监控显示页面，数传、热控、电源……17个飞行试验器分系统的监显页面依次呈现在眼前，每个分系统都包含成百上千个遥测参数。在张祖丽眼里，这些分系统就如同“嫦娥”的一个个器官，那些遥测参数就像是组成器官的一个个细胞。而她，就要像一个医生一样，时刻把脉“嫦娥”，关注、呵护这些器官和细胞的健康。

 

“飞行器通过无线电波下传的数据是一堆由0和1组成的源码。我们要破译这些源码，通过复杂的公式计算和曲线拟合等方式，将它们变成一个个准确的遥测数据，实时呈现在监控显示页面上。”张祖丽告诉记者。

 

工欲善其事，必先利其器。与之前任务相比，再入返回飞行试验任务的遥测数据种类更多，格式更为复杂。要想有效把脉“嫦娥”，必须得有“利器”，得靠高超的手段。

 

“就像医生技术越高超、医疗设备越先进，检查结果就越准确，治病效果就越好一样。”张祖丽告诉记者，她们岗位最累、最难的工作就是在任务前积累好自身，打磨好“利器”。

 

这次任务，张祖丽带着遥测团队，为把脉“嫦娥”量身打造了三大“利器”：遥测数据快速处理、故障快速诊断和信息快速监控。此外，另有一项工作在她眼中至关重要——遥测信息的抽象化描述和归一化处理。

 

就像铸剑师事先打造出剑模一样，不论是铸铁剑还是铜剑，只要把相应材料熔化浇铸到剑模里就行。她们完成的这项工作就是为探月工程打造遥测模具。以后不论任务怎么变，只要把配置信息改为对应任务的配置，她们的遥测处理软件就能很快完成任务自适应。

 

这对提高任务备战效率有不小的意义。如今，我国第四次探月任务征程方启，地月之行万里路，作为“嫦娥”姑娘的把脉人，张祖丽说：“我们遥测岗位的任务备战效率从工业化时代迈进了信息化时代。”

 

这里的战场“静悄悄”

 

这个秋天，梁爽再次成为“千军万马”的一名女指挥。然而，她的身边却感受不到丝毫“沙场秋点兵”的气势——

 

指挥席不过是三尺机台、方寸荧屏，“千军万马”也只是成百上千条指令构成的“数字大军”，而嘹亮的战鼓和号角声则是噼里啪啦的键盘声。

 

这里的战场“静悄悄”，却也有着生死一线的紧张。

 

此刻，梁爽正检阅着她“排兵布阵”的新作——任务全过程程遥控制的统一计划。作为探月三期再入返回飞行试验任务规划计划岗位主管设计师，梁爽担负着生成、检查、修改任务中各类计划的重任。

 

曾有人把计划比作是推动任务进程的驱动器，把生成计划比作是太空“排兵布阵”——“小嫦娥”什么时候该做什么动作、地面什么时候发送什么指令、测站跟踪何时开始何时结束全靠计划指引。

 

这是一件极易出错的工作，梁爽甚至用“站在悬崖边”的比喻来形容她高度紧张的精神。

 

7年前，当嫦娥一号卫星发射升空时，梁爽就坐在了这个岗位上。

 

天地如棋局，指令如棋子。她喜欢天地间“排兵布阵”般的感觉：一条条计划指令在她手里如同一个个军令有序生成，发往遍布五大洲四大洋的测量站、船，引导它们开展测量跟踪，发往远在奔月轨道上的飞行试验器，指引“嫦娥”再入返回征程。

 

2007年，嫦娥一号任务备战，那是梁爽第一次接触任务规划计划工作，便设计开发了“任务计划可视化分析平台”，这个平台至今仍在使用。7年时间，经梁爽的手生成的计划指令达两万多条。这两万多条指令编排在一起，就如同一队旌旗猎猎、联通地月的数字大军。

 

在外人看来，排满屏幕密密麻麻指令，可能会有种“头大”的感觉。但就像数学家感觉欧拉公式美妙绝伦一样，梁爽能从自己的工作中找到美感与美的享受。

 

“当你懂得了这些计划指令的逻辑规则和理论依据后，就不会觉得乱了；当你努力剔除错误、解决冲突，让整个计划和谐有序、浑然一体时，就会有种美的感觉。”梁爽说。(本报记者 邱晨辉 通讯员 祁登峰 姜宁)