製圖：宋 嵩

　　資料來源：中國衛星海上測控部

　　交會對接任務，重點在飛控，關鍵在飛控，難點也在飛控——測控通信系統要控制一個全新的航天器天宮一號，第一次實施高密度、高精度的頻繁軌道控制，第一次實施真正意義上的雙目標協同飛控。

　　挑戰何在？難點何在？載人航天工程測控通信系統總設計師錢衛平接受本報記者專訪。

　　測控系統貫穿交會對接全過程

　　記者：測控通信系統在交會對接中扮演什麼角色？

　　錢衛平：測控系統是載人航天工程八大系統之一，主要承擔運載火箭、天宮一號目標飛行器、神舟八號飛船從發射到在軌運行、交會對接、組合運行，直至最後飛船返回地球全過程的參數測量和控制，完成對飛行器狀態的監視和對飛行器的所有在軌的飛行控制。

　　“準確進入軌道，精確交會對接，穩定組合運行，安全撤離返回”，是對這次交會對接全過程的描述，測控系統的作用貫穿始終。

　　由於交會對接的特殊使命，我們要實現比以往更加精確的軌道測量和預報。此外，為了未來建設空間站，實現長期有人在軌駐守的目標，我們還要建立新的飛行控制模式。

　　記者：就此次交會對接任務而言，測控系統具備什麼特點？

　　錢衛平：有五大特點：第一個特點是實現雙目標自主可靠測控。從神一到神七，主要是對一艘飛船進行測量和控制，這次同時實現對天宮一號和神舟八號兩個目標的精確測控和自主管理。

　　第二個特點是要支持實現交會對接這個載人航天新任務。交會對接過程中，需要給兩個目標提供精確的軌道數據，特別是要給在後面追趕的神舟八號提供天宮一號的精確軌道，這也就是所謂“遠距離導引”任務——通過數次飛行控制，確保神舟八號準確進入到能滿足飛船和目標飛行器自主交會的範圍內。

　　第三個特點是此次飛行控制密度和難度前所未有。對神八遠距離導引過程中，在20多圈飛行中要實現多次變軌控制。在實現交會對接後，還要控制組合體的運行。

　　以前是對一個8噸重的飛行目標進行控制，這次是對兩個8噸多重的目標組成的一個更大目標進行控制，跟以前有很大的不同。

　　第四個特點是要實現安全運行。我們把空間碎片的監測預警、碰撞規避正式納入到測控任務當中。

　　第五個特點是高可靠和高覆蓋。實現交會對接以及對將來有人長期在軌活動的支持，都需要非常高的可靠性，需要我們提供不間斷的、長期的測量控制和通信服務。

　　幾百公里高度的浩瀚太空中，預報精度要達到幾百米

　　記者：這次測控通信面臨的難點和風險在哪？

　　錢衛平：一是技術跨度大。交會對接及後續空間站任務需要我們掌握多目標協同飛控，高精度遠距離導引，以及未來空間站在軌對接組裝等一系列關鍵技術，飛控的技術跨度非常大，難度非常高。

　　二是飛控精度要求高，且環環相扣。在首次交會對接過程中，最短的控制間隔僅3圈，需要完成目標飛行器的調相控制和飛船遠距離導引控制，控制的過程非常複雜，風險大，對控制技術精度提出了極高的要求。

　　三是故障及應急模式複雜。首次交會對接任務的應急模式多達472種，應急決策處置的時間也非常緊。在自主導引段，在神舟八號距離天宮一號5公里、400米、140米、30米時，分別要進行幾分鐘的停泊，地面測控系統要在這個停泊時間內決定是否繼續實施對接。

　　此外，交會對接過程中由於兩目標相對距離很近，發生碰撞的風險概率高。一旦有風險，地面需要快速決策，並實施應急的規避控制。地面這種實時準確判斷各系統的工作狀態，並快速決策處置的能力，直接影響任務的成敗。

　　記者：您最擔心的風險是什麼？

　　錢衛平：對測控系統來説，壓力特別大的是遠距離導引。神舟八號抵達天宮一號下後方52公里這個位置，需要測控系統來不斷引導和調整神舟八號的軌道，而且這個過程時間非常緊。

　　重要的是，對一個在軌飛行的航天器來説，測控系統必須要把軌道測準，並預報若干小時以後的軌道。對我們來説，幾百公里高的浩瀚太空中，要達到幾百米的預報精度太難了。

　　記者：針對這些風險，有哪些測控方面的創新與突破？

　　錢衛平：應該説，我們做了大量的工作，其中短弧段的定軌精度是一個很大的突破。所謂短弧段就是利用比較少的數據精確地確定軌道。

　　這次交會對接任務，由於一天內要進行多次飛行控制，而且每次控制的時間間隔很短，這樣需要在有限的時間內利用有限的數據，精確地確定軌道。為此，我們做了大量的工作。

　　另外，我們利用“陸基、海基、天基”聯合的測控通信系統來完成交會對接段的任務。陸上測控站、海上航天測量船、天上的中繼衛星，互相傳遞著測控的接力棒。

　　測控覆蓋率已跨越提升至70%

　　記者：在神舟八號和天宮一號自主交會對接階段，測控系統是不是可以暫時“休息”？

　　錢衛平：實際上，我們測控通信系統無處不在。交會對接整個過程，所有的軌道參數和飛行器的工作狀態，都需要通過測控系統的測量、傳輸處理，顯示給指揮人員。

　　自主交會對接過程中間有停泊段，判斷飛行器當時的狀態適應不適應繼續進行交會對接。這時，獲得信息和進行判斷，都由測控通信系統來完成。

　　實際上，飛行器的自主交會，是指相對距離、速度等控制量是由它自主計算，然後實施控制。但飛船所有的工作程序都是由地面測控系統事先按計劃注入。一旦自主控制超時，飛船就失去自主能力，地面就要干預。

　　這對天地協同的應急控制帶來考驗，如果出現問題，天地計劃要實時更新，並且要在最短的時間內完成。

　　記者：天鏈衛星的正式“加盟”帶來了什麼？

　　錢衛平：由於天鏈一號01星和02星的加入，我國第一次正式有了一個比較完整的“天基、地基、海基”聯合的測控通信系統，來執行這樣一個重大航天任務。我們的測控覆蓋率從原來的百分之十幾提高到了70%，這是一個比較大的跨越。

　　神七執行出艙任務時，我們只有40分鐘的測控弧段。也就是説，航天員如果40分鐘內出不了艙，就出了我們測控系統的控制區域。之後即使他出了艙，全國人民也不會看到他出艙的情景，不會看到五星紅旗飄揚的場景。

　　現在70%的覆蓋率，意味著我們可以把所有的重要活動全部安排在這些弧段裏完成，大大提高了對航天任務的支持能力——這是我們搞測控的人幾十年夢寐以求的。