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风起云涌风靡云蒸 风云一号背后的故事

2020-04-03 11:15:04  来源:国家航天局

“风云”二字由来已久。无论是《史记》的“乘风云而上天”,还是《后汉纪》的“皆风云豪杰”,都是助飞龙上天,借时势造人。我国自行研制的气象卫星也取名“风云”,可见国人对它的美好期待。

当年,“风云一号”的成功发射,填补了我国气象卫星的空白,使太空中有了风云家族的一席之地,可谓意义非凡。

但“风云一号”的研制历史,却不是风轻云淡、风流云游,而真正算得上风起云涌、风靡云蒸。

让我们一起来看看“风云一号”背后不得不说的故事吧。

“应该搞我们自己的气象卫星”

1969年,周恩来总理提出“应该搞我们自己的气象卫星”。然而,当时我国正处于文化大革命期间,国民经济十分困难,有些人对发展气象卫星不理解,有的甚至持否定态度,认为发展气象卫星是“劳民伤财”“误人青春”,提出气象卫星项目应该下马。直至文化大革命之后,邓小平同志提出科学技术是第一生产力的思想,加快了现代化建设步伐,气象卫星才再次被列入现代化建设的议事日程。

1977年11月,国防科工委在上海召开第一次大总体协调会,确定工程代号为“711”,明确了卫星、运载火箭、发射场、测控通信和地面应用五大系统分工,从此卫星研制工作全面展开,结束了气象卫星发展长期停滞的局面。

1981年初,由于我国国民经济调整,“风云一号”卫星的发射时间被推迟到1985年之后。

在争议中起步,在挫折中前行。研制团队并未因计划的调整而松懈。根据国家卫星气象中心建议,研制团队在推迟的时间里对“风云一号”卫星的性能进行了尽可能的提升设计,提高了扫描辐射计性能、增加了HRPT(甚高分辨率图像传输)信道和磁带记录容量。

1985年10月以后,卫星按计划进入正样研制阶段。1988年上半年完成卫星总装测试,6月25日通过评审出厂,运往发射基地。

1988年9月7日,北京时间凌晨4时30分19秒,在太原卫星发射中心,“风云一号”A星用“长征四号”甲运载火箭发射升空。卫星准确进入901公里高度的太阳同步轨道,姿态控制系统仅用了122.6秒,就完成了对地球的初始捕获。随后,国内卫星首次使用的折叠伸展式太阳帆板按预定程序解锁、伸展,为整星提供能源。按预定程序扫描辐射计的四个可见光通道顺利开通,探测信息经过卫星传输信道源源不断地发往全球气象卫星地面站。

当天,时任中国气象局局长的邹竞蒙在北京参加世界气象组织WMO第二区第九届会上,展示了风云一号A星传回第一张可见光云图。

这一时刻,距离周总理提出“应该搞我们自己的气象卫星”已经过去了20年。“风云一号”A星发射成功,就像开启气象观测的“上帝视角”,打开了我国气象观测的新维度。

“失败的教训,比成功的经验更宝贵”

1988年9月20日凌晨,“风云一号”A星开始发送红外通道探测资料,但其红外云图信号比预计值衰减了近65%,这之后信号强度继续下降,红外通道仅工作了两天多时间,便失去了使用价值。

紧接着,“风云一号”A星升空39天后,国家卫星气象中心值班人员从接收到的卫星云图上发现卫星沿滚动轴方向严重偏转。卫星姿态失控,最终整星失效。

1990年9月3日,在太原卫星发射中心,“风云一号”B星用“长征四号”甲运载火箭发射,在轨正常运行165天后,于次年2月14日,因受宇宙空间高能粒子的轰击,姿控系统故障造成卫星翻转,完全失去正常工作能力。

“对于从事了一辈子航天科技工作的我来说,1991年的2月15日,是我至今仍记忆犹新的日子。”“风云一号”B星副总设计师徐福祥清晰地记得,在全国人民阖家团聚的大年初一,他心急如焚地踏上了从上海开往西安的列车,抢救卫星。

经过技术组75天的努力,“风云一号”B星虽排除故障,恢复了工作,但终因星载计算机受空间环境影响,而频繁跳变,未能完全回到正常状态。断续工作到1992年11月,在轨累计正常运行285天,未能达到一年设计寿命指标。

“风云一号”01批的两颗星,均因寿命指标未能达到要求。

如何才能研制出既有高技术水平,又能长期稳定可靠工作的极轨气象卫星。屡遭挫折的航天科技工作者并未裹足不前。他们认真总结失败的原因,顽强拼搏,艰苦奋斗,想尽一切办法,采取一系列措施,力求解决由于研制经验不足,元器件、原材料、各种实验等基础条件薄弱等造成的卫星长寿命问题,为“风云一号”02批卫星的研制成功奠定了基础。

“没有一个结果,我是不会离开这个岗位的”

1994年1月,在“风云一号”C星初样研制动员会上,卫星总设计师孟执中发表了一段讲话:

“我到今年年底正好60周岁了,有不少亲友和同事对我讲,年纪大了,也有了条件,以后的日子应该是少操心,多养神。但我想,风云一号卫星虽然发射成功了,但运行寿命没有达到预定的要求,目前的结果我自己也不满意,我想在退出历史舞台之前,总要有一个比较圆满的结局,对国家、人民、对支持我们干这项事业的人们有个圆满的交代。所以不管在什么情况下,我一定尽心尽力地与大家一起,把风云一号卫星研制好。没有一个结果,我是不会离开这个岗位的。”

阴霾散去,光明到来。

1999年5月10日,在太原卫星发射中心,“风云一号”C星用“长征四号”乙运载火箭成功发射,实现每小时每天定时两次向世界各地气象台站实时发送10个通道1.1千米甚高分辨率的数字化云图。记录储存全球国外地区4个通道4千米分辨率数字化云图,延时回放给我国地面站。

“风云一号”C星远超2年设计寿命指标,超期服役,在轨运行5年半。2002年5月15日,“风云一号”D星发射成功。运行十余年期间源源不断地向地面发回各种资料。

获得圆满成功的“风云一号”02批卫星,自2000年起被世界气象组织列入世界业务极轨气象卫星的序列。

回顾“风云一号”的发展历程,有胜利的喜悦,更少不了失败的苦涩。但正是这些曲折甚至失败,最终让我国气象卫星逐渐成长、让我国航天事业走向成熟。   独立自主、自力更生是航天事业发展的立足点

气象卫星的研制是一项大型的、复杂的系统工程,实现从无到有的突破更是如此。卫星、火箭需要新研制,地面站需要新建,发射场和测控系统需要在原有的基础上再做适应性建设。研制之艰难,超乎想象。

当时的中国,百废待兴、工业落后、人才奇缺。“一穷二白”的航天科技工作者并没有在世界高新技术和现代科学成就面前踌躇嗫嚅、裹足不前,而是不畏失败、越挫越勇。“风云一号”01批卫星的不少关键技术就采用了当时在国内具有领先意义的技术,如大面积刚性多层折叠式太阳电池阵及其展开机构;反作用飞轮全数字的姿态费控系统;首次使用五通道扫描辐射计,并实现了辐射制冷技术等。“风云一号”02批卫星更是采用了很多拥有完全自主知识产权的新技术。这些都是依靠我国自己的力量来实现完成的。

“风云一号”气象卫星的研制经验一再表明,唯有自立自信、自强不息,通过具有风险的尝试与探索才能走出一条自主创新之路,走出属于中国自己的航天之路。

质量意识、科学管理是航天事业发展的根本点

我国气象卫星的发展史,最刻骨铭心的一个词就是“质量”。质量是航天型号永恒的话题,质量是一切航天活动的生命。

“风云一号”01批星失败的教训,让航天科技工作者深刻认识到,“卫星研制必须以长寿命和高可靠性为目标,把卫星产品的质量和可靠性与性能指标放在同等重要的位置上。”要想研制出质量高、还能满足用户急需的“风云一号”02批星,关键在于卫星的质量和可靠性,根本在于严格管理。

因此,“风云一号”02批卫星的设计可以说是从失败中总结,在解决问题中提高的。他们加强对卫星研制、生产过程中的全面质量控制、质量监督和审核,搞好质量问题归零和有利于可靠性增长的各项试验,把工作做到家,不存任何侥幸,使卫星的长寿命成为可能。

可见,型号研制的成败,源于型号产品的质量和可靠性水平,型号产品的质量优劣则源于科学严格有效的管理。正是在实践中逐步形成的具有中国特色的航天质量管理系统,保证了中国航天重大工程的一次次成功。

“中华民族伟大复兴,绝不是轻轻松松、敲锣打鼓就能实现的。”“风云”气象卫星的发展之路,正是对此的生动诠释。中国航天科技工作者把成功当成一种信仰,在航天事业中不留遗憾,他们独立自主、自力更生,依靠自己掌握的科学知识和智慧,不屈不挠,艰苦奋斗,才取得了完全的胜利,这正是“两弹一星”精神的核心,也是我国气象卫星发展的立足点。

如今,借助着“风云”气象卫星,我们不仅可以看到悠悠白云、深邃海洋、斑斓大地,更通过监测风云变幻为我国甚至国际社会经济发展、减灾防灾发挥巨大作用。五十年过去了,中国航天科技和卫星气象工作者始终初心不改,“风云”气象卫星永远坚守使命,在我们生活的蓝色星球外续写我国气象事业的壮丽华章。

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