
中国自古有“嫦娥奔月”的神话,它寄托了古人对近邻月球的神秘向往,如今,中国人将真正走向月球,使这一神话变为现实。2007年10月份,“嫦娥一号”作为我国第一颗探月卫星将在西昌卫星发射中心发射。这将是我国航天继人造卫星、载人航天之后的第三个里程碑,也将使我国成为世界第五个发射月球探测器暨空间探测器的国家。
类似航天史上的伟大壮举,见证了中国人民的智慧与中国作为一个泱泱大国所应有的魄力。鲜花与掌声给了屈指可数的宇航员、杰出科学家及相关部门重要负责人的同时,也给了大批默默耕耘在航天领域里的工作人员。然而他们多数依旧默默无闻,继续着一场又一场战斗,将无悔的血汗洒在祖国航天的漫长道路上,浇灌着两旁烂漫的鲜花,也指引着他们走向悲壮幸福的终点站。
俗语说:熟悉的地方无风景。但很多时候风景恰恰在熟悉的地方。我们反复走过的路上,那些擦肩而过的行人,内心深处常有如豆般的亮光,虽处晦冥不为人所知,却无形中烛照着我们这个时代及心灵的幽暗所在,成为光明的象征。在中国空间技术研究院的小路上,你或许常可碰到一位长相端庄秀丽的女士,兼有慷慨的侠骨与温婉的柔肠,外表娴静却内含英武之气。
她就是“嫦娥一号”数管分系统主任设计师赵蕾。
助“嫦娥”高飞 上九天揽月
2004年,绕月探测工程——也称“嫦娥工程”——正式进入实施阶段。“嫦娥工程”第一期是研制“嫦娥一号”月球探测卫星,它将创造中国航天器史上多个第一的记录:第一个进入月球轨道的航天器;第一次在飞行中实现九次变轨的航天器;第一次使用紫外敏感器进行姿态确定的航天器和第一次实现远程测控通信的航天器。作为第一颗绕月卫星,“嫦娥一号”的发射将成为我国航天史上一座新的里程碑。
“嫦娥一号”数管分系统是卫星公用平台的重要分系统,它将卫星测控任务综合在一个以计算机系统为主的系统中,用以实现卫星遥测、遥控、程控,星载自主控制,校时等整星控制和管理功能。作为整个卫星系统的神经中枢,对绕月飞行任务的完成起着至关重要的作用。2005年1月,赵蕾从神舟飞船岗位调到嫦娥一号,担任数管分系统主任设计师,负责分系统方案设计、技术攻关,组织分系统软、硬件设备研制、生产、试验。作为这一分系统的主要负责人,赵蕾深感使命重大,她不仅要从内部吃透技术,还要将对外接口分析透彻,不断完善分系统设计,以严慎细实的态度,把分系统各项工作做好、做细、做实、做到位,不能留有任何隐患,她在宏观上要求队员分工明确,责任到人,同时彼此合作,注意沟通;微观上强调以质量为上,将技术高标准落实到具体细节,对出现的质量问题认真进行分析归零,重视设计复查和举一反三工作,实现两个百分之百、三个排除、三个充分和一个放心的目标,确保分系统不带问题出厂、不带隐患发射。确保卫星发射和在轨飞行正常。
上任伊始,正值分系统研制处于艰苦的攻关阶段,但由于时间紧、任务急,队伍年轻、经验不足等原因,前期研制问题不断,硬件生产、软件开发以及测试设备研制均在同期进行,软件运行调试要依赖硬件设备,分系统联试要依赖测试设备,但各部件都在研制初期,运行都不稳定,会出现各种意想不到的故障和问题,各方问题搅在一起,增大了故障定位和解决的难度,另外由于软件需求不断变化,数管软件总处于不断更改中,而整星电测又离不开数管平台,导致数管软件一度成为整星研制的短线。另外由于彼此对协议理解不一致等原因,数管分系统与其它分系统接口联试时出现过反复的情况。种种问题一时蜂拥而至,让人猝不及防。赵蕾心里明白,这些问题若不尽快解决,将会严重耽误整星的进度,但又不可慌乱手脚,那样只会适得其反。于是她首先告诫大家切勿急躁,稳定军心,凭着多年丰富的工程经验,带领大家仔细核查,透过各种故障现象,找出问题所在,集中力量各个击破;与其它分系统有分歧的,便细心沟通,力求在协议的理解上达成一致;努力改进软件结构设计,使之更好的适应需求变化,同时对地面测试设备不断完善,使之对星上软硬件的测试更加真实有效。那一阵他们牺牲节假日和休息时间,时常加班到深夜,带着不解决问题誓不罢休的劲,将一个个难题彻底攻克,真正发扬了“特别能吃苦,特别能奉献,特别能攻关,特别能战斗”的航天精神。功夫不负有心人,几个月的努力,各方面工作终于步入正轨。
“嫦娥一号”作为第一颗绕月卫星,其安全性和可靠性都要求很高,数管分系统为适应探月任务的使用背景和限制条件,采取了一些不同一般卫星的设计:(1)由于地月间距离遥远,测控信号的空间衰减增大,为了降低误码率,提高卫星下行遥测信道的抗干扰能力,在“嫦娥一号”卫星数管中央单元上首次采用了卷积码作为遥测信道编码。(2) 为有效解决“测控不可见弧段长”问题,数管CTU软件作为整星的控制管理核心,增加了自主温控、+Y/-Y蓄电池组放电平衡控制等自主管理功能以提高卫星的自主管理能力;设计了“定向天线展开监控与应急控制”、“整星安全应急控制”等模式以增强卫星应急能力。(3)为了实现设备轻小型化,降低产品的体积、重量和功耗,提高可靠性,在CTU上采用了FPGA芯片集成设计,用于实现视频遥测的卷积编码和BPSK的调制控制以及遥控注入等数字逻辑电路,遥控单元指令译码电路也采用了FPGA进行集成化设计,使得设备的体积、重量较同类产品大大减小。等等这些技术创新的实现并不是一帆风顺,也出现过这样或那样的问题,但这个难不倒赵蕾和她的团队,通过对新技术的学习和相关标准规范的掌握,制定合理可行的方案,进行技术攻关,短时间内均一一化解。
赵蕾是善于技术攻关的,别看外表平静,在工作中常常会冒出新的想法,尤其出现问题时,更能激发她的灵感,及时做出对策。串行数据总线是卫星各分系统与主计算机的通信媒介,在数管软件的调度下,完成星上信息管理。研制初期由于总线调度机制继承以前卫星的设计,总线在不同负载下运行不稳定,整星电测时总出现问题。此事牵动着赵蕾的心,她日思夜想,最后提出采取总线轮询机制,动态监测总线各终端运行状态,总线发送不受外界终端故障影响,有效解决了1553B总线的容错管理问题,大大提高数管系统的可靠性。时值2005年春节假期,万千家庭都洋溢在喜庆的气氛中,赵蕾和她的团队却坚守在工作岗位,用解决问题的愉悦代替新年的欢庆,过了一个别致的春节。
2005年五月份,又冒出了一个问题:卫星在进入月食前十几个小时及月食期间,不在测控的弧段内,数管计算机有可能发生复位或切机的情况,如此将丢失热控月食工作模式的全部延时指令,地球站无法进行补救,将会导致整星能源极度消耗,危害整星的安全和寿命。但当时其他分系统都已初具规模,若作大的变动则牵涉面过广,代价太大,如何能在不改变其它分系统设计、不改变原有设备状态情况下,安全可靠地解决问题?这让赵蕾沉入了思索。那一阵她寝食难安,脑子里缠绕了各种各样的论证、分析,时常带着问题入睡,醒来后继续思考,如此在跌宕起伏中到达胜利的彼岸。紧张的思索过后,赵蕾提出增加重要数据的保存类型,使用数管的两个远置单元专门保存热控月食工作程序,并设计了有效的保存策略,以保证卫星安全可靠地渡过月食。
赵蕾就是这样,一钻研起问题,便废寝忘食,将其它事抛在脑后。她有股不解决问题誓不罢休的狠劲,一次不行,换个方法再来一次,反复测试、分析、论证,直至彻底攻克。在别人眼里,可能会认为赵蕾的工作十分枯燥,但她不这样想,她觉得机器也会思考,你进入到里面,与它们发生沟通,便会感到无限的乐趣,而问题一旦解决,那种愉快的感受更是外人所体会不到的。
2007年10月份,“嫦娥一号”这颗凝结着赵蕾无限心血与情思的卫星就要发射升空,那时赵蕾心情之激动,自是不言而喻。 |