孟执中:中国气象卫星事业的探路者(上)
2020年6月18日,国际宇航联合会公布年度“名人堂”奖名单,已故的上海航天技术院首席高级技术顾问孟执中名列其中。“名人堂”奖是国际航天的高级荣誉,旨在表彰为世界航天事业做出重要贡献的科学家。
孟执中是我国气象卫星事业的探路者:他不但主持“风云一号”气象卫星的研制和发射,担任总设计师,使中国成为继美、苏之后第三个研制太阳同步轨道气象卫星的国家,还主持新一代极轨气象卫星“风云三号”的研制,推动中国气象卫星事业从无到有、从跟跑到领跑的极速发展。
视频:“风云卫星”首次发射30周年(人民网)
孟执中的“飞天”之路很长,他的故事,不妨从那次塔架救星说起……
塔架窘救星
1988年9月4日上午,太原卫星发射中心,“长征四号”火箭托着“风云一号”A星(简称“FY-1A”),高高屹立在发射场。这是我国自行研制的首颗太阳同步轨道卫星,也是首颗传输型极轨遥感卫星。按计划,已经进入倒计时准备时刻,还有5小时发射。
工程总指挥任新民坐镇发射中心。FY-1A总设计师孟执中与工程师们围在控制室的大型屏幕前,紧张地进行着发射前的最后一次地面检测。
“风云一号”A星由长征四号运载火箭发射升空(来源:风云卫星网)
突然,地面检测设备失去了遥测信号,足足等了两分钟。孟执中心里一阵惊骇。这种情况以前在测试中也遇到过,是半导体闩锁效应造成的。由于当时时间短,就忽略了。现在已进入倒计时准备时间,自然不能等闲视之。
任新民接到报告后,当即决定:暂停发射,卸下卫星流罩,到塔架上就地检查。
54岁的孟执中带着试验队员爬上几十米高的发射塔,开始做紧张的“手术”。这可是中国卫星研制史上的首次塔上检修。
检修过程中,孟执中接到几次领导打来的询问电话。站在危危塔架上,他感到莫名的紧张与难过。毕竟这种情况应该列入预案里,作为总设计师,他有不可推卸的责任。若干年后,他与朋友谈到这段经历时还感慨良深:“那时真是太难堪和窘迫了,真想从发射塔跳下去!”
接下来两天,孟执中继续带着队员爬发射塔。经过反复地现场分析、试验,他们终于找到了解决故障的方法。
9月7日凌晨4时30分,FY-1A发射升空,准确进入太阳同步轨道。12小时后,它从遥远的太空传来清晰的遥感监测影像。这是地面系统与卫星从无到有联系的重要节点,意味着我国将告别依赖外国气象数据的历史,拥有自己的卫星体系。
国务院给卫星发射的贺电(来源:中国航天集团网)
好事多磨。FY-1A在太空运行39天后,它传回的图像开始歪斜,继而变成弧线。这意味着卫星失控了。“有补救的办法吗?”气象局局长邹竞蒙看到测试室电脑里的图像,对孟执中说道。天上的卫星发生故障,在地面能有什么办法?孟执中无言以对。
当时正值世界卫星组织在中国召开年会,会前还祝贺中国的气象卫星升空。无奈、不甘和痛心一齐向孟执中袭来,孟执中几乎崩溃。虽然10年前他就知道气象卫星升空有难度,但没料到难度如此之大。他在测试室旁的休息间里,往事一幕幕涌上心头。
研途路崎岖
“气象卫星研制是尖端科技,尤其是主动控制技术、卫星动平衡技术等都非常专业,与‘东方红’一号的技术很不同。你有信心吗?”1979年初,中科院领导找到孟执中,语重心长地说。领导很清楚,这位毕业于华南工学院,在苏联科学院自动学及远动学研究所留学3年的南方人,曾负责我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”地面测控中心和台站计算机的研制,具有丰富的卫星研制经验,是气象卫星技术总设计师的极佳人选。
留学的孟执中(来源:中国航天集团网)
“我理解。”孟执中郑重地点头。作为一名航天领域的老兵,他不但知道国家对气象卫星的重视,更了解气象卫星研制之路的艰难。早在1969年,国民经济十分困难的时候,周总理就提出“要搞我国自己的气象卫星”的号召。随即就有人反对,说什么“造星不如租星,租星不如买星”云云。
次年,气象卫星筹备组成立;又次年,*军委批复组建国家卫星气象中心,中国气象卫星事业正式起步。当时,我国已具备接收国外卫星云图的能力,仅此而已。要拥有自己的气象体系,必须对接收的图像进行定量处理,以挖掘原始数据或推算气象要素,以充分开发利用。
国家对气象卫星研制十分重视(来源:人民网)
经过长时间的准备,国防科工委于1977年在上海召开气象卫星总体方案论证会,会上把我国第一颗太阳同步轨道气象卫星命名为“风云一号”。此举开创了我国风云气象卫星研制的新纪元。在这样的背景下,孟执中接过FY-1A总设计师的重担。
上任后,他牢牢把握“长寿命、高可靠性、高质量”的气象卫星发射宗旨,一边落实岗位责任制,进行全过程的质量管理,一边总结经验教训,以进行充分的地面试验。经过近10年的努力,FY-1A终于成功发射。虽然系统控制仅用了122.6秒就完成了对地球影像的初始捕捉,但由于没有设计备份设备,孟执中只能眼睁睁地看着它运行39天后消失在太空中。
卫星大营救
有了第一次失败的教训,在研制“风云一号”B星(简称“FY-1B”)时,孟执中先给其关键设备增加备份。1990年9月3日,FY-1B发射后,他与队员们轮流驻守基地,对卫星进行长时间跟踪。虽然非常谨慎,但意外还是发生了。
除夕前一天,FY-1B正常工作165天后,孟执中望着面露疲惫之色的发射队员们,心中一软,同意大家分批回家过年,大过年的,少观察一次吧。造化弄人,除夕晚上九点,春节联欢晚会小高潮的时候,北京气象卫星地面站发现卫星云图在扭曲,并不住地滚动。留守基地的孟执中经过研究,发现是太空中的高能粒子打乱了计算机程序,从而造成卫星工作的紊乱。没办法,他只能打电话让控制系统的相关工作人员赶回基地。
于是,一场为期75天的“卫星大营救”开始了,孟执中放弃了春节假期,连续工作75天。最终,FY-1B排除了干扰,恢复了正常工作。可是,它的寿命没有预期那么长,断断续续工作到1992年11月,在轨累计285天。
研制“风云一号”B星的孟执中(来源:中国航天集团网)
FY-1A、FY-1B的相继失败,给所有气象卫星科研人员都带来沉重的压力。作为总设计师,孟执中深知肩上的担子之重。他组织工程师们开交心会,给大家打气。会上,他带头把气象卫星的重要技术难点都一一列出来,每个点列出两套以上的应对措施。“我们一定能打个翻身仗,要相信自己。”会议最后,孟执中兴奋地讲道。
话虽这么说,但气象卫星研究之路坎坷不平,非一朝一夕可成功。欲知孟执中如何带队成功研制“风云一号”卫星,且听下集分解。
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