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北京航天飞控中心定轨软件世界领先 精度10米量级

  神舟十一号顺利升空,今天凌晨在距地面393公里的轨道高度与天宫二号进行自动交会对接。地面科技人员是如何判断变轨效果是否符合预期,又是怎样准确掌握飞船的轨迹,引导飞船和天宫二号进行交会对接的呢?

  带着这些疑问,记者走进了北京航天飞行控制中心(以下简称飞控中心)轨道技术保障机房。

  轨道计算主任设计师张宇和他的同事们坐在计算机前,全神贯注地盯着屏幕上一行行闪烁的数据,十指灵活地敲击着键盘:数据整理、轨道计算、初轨筛选……一行行程序命令输入进去,海量的火箭遥测数据在飞快地运行计算,几分钟后,飞船初轨根数的结果顺利报了出来。

  作为飞控任务接力的第一棒,张宇的岗位是在“船箭分离”开始,快速准确计算出飞船在茫茫太空中的位置,判别其是否成功入轨,这是后续一切活动的基础。

  “飞船踏入太空那一刻,我们就要进行精确定轨,知道它在哪里。”张宇解释称,所谓精确定轨,就是在航天器上天以后,利用陆海天基各个测控站回传的跟踪测量信号,通过一系列算法计算出它的精密位置和速度。

  轨道室主任谢剑锋告诉记者,为提高定轨的速度和精度,飞控中心自主研发了高精度定轨软件,“精度最高可以达到10米量级,在世界范围内也是处于领先水平。”

  和以往几次发射不同,这一次,张宇还要算出神舟十一号和天宫二号的相对轨道关系,为之后的自动交会对接轨道控制提供决策依据,“每一次任务都有新的挑战,我们也可能会碰到各种复杂的情况,针对各种情况都要做好预案。”

  “我们要计算出飞船每一秒钟所处位置。”预报岗位主岗颜华打了个比方,“譬如风筝在天上飞,轨道岗位确定了当前风筝的位置,我们就能计算出,接下来的每一秒风筝会往哪里飞。”

  每一次任务,颜华和她的同事们都要做几十套各类轨道预报文件,涵盖航天器在任一时刻的位置、姿态、测站等重要数据信息,通过海量的航天轨道数据处理,准确预知和判断升空后的飞船是否按照预定轨道飞行。

  事实上,空间实验室任务中需要攻破的一个重要“难关”,就是对天宫二号运行轨道进行精确预报。

  “高精度轨道的中长期预报是一个全新挑战。”谢剑锋称,不同于天宫一号,天宫二号是为将来的空间站模式积累经验,空间站不可能为飞船临时调整轨道,因此对接前20余天就要对天宫轨道进行准确预报,以便确定神舟的发射参数。

  对此,飞控中心创新性提出对预报方法进行改进,建立起更为精确的预报模型和参数,“长周期的预报,要求精度是84度正负8度的偏差,现在我们能做到只有1度偏差。”张宇自信地告诉记者,接下来的目标是提升到0.5度的偏差,“就好像提前一个月进行天气预报,还报得准当天是阴晴雨雪。”(羊城晚报特派北京记者 李妹妍 通讯员 祁登峰 许诺)

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