太空之上鐫刻“中國(guó)精度”

鄒維榮 韓阜業(yè)

有一位杰出的航天科技工作者建立的“三軸穩(wěn)定衛(wèi)星姿控動(dòng)力對(duì)其軌道的攝動(dòng)力模型”，解決了衛(wèi)星近地點(diǎn)異常變化難題，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白;他主持開發(fā)的人造衛(wèi)星精密軌道確定系統(tǒng)，突破了多項(xiàng)技術(shù)難點(diǎn)，把我國(guó)人造衛(wèi)星精密定軌技術(shù)推向世界前列;他總結(jié)自己的理論研究和實(shí)踐成果寫成的《人造衛(wèi)星精密軌道確定》，成為世界航天測(cè)控史上不多見(jiàn)的一部學(xué)術(shù)專著。

他，就是中國(guó)科學(xué)院院士、我國(guó)人造衛(wèi)星軌道動(dòng)力學(xué)和衛(wèi)星測(cè)控專家李濟(jì)生。2019年7月28日，和衛(wèi)星打了一輩子交道的李濟(jì)生，因病在北京逝世，享年77歲。

堅(jiān)定的信念：“把中國(guó)的精密定軌技術(shù)搞上去”

50年前，同樣是盛夏時(shí)節(jié)，李濟(jì)生大學(xué)畢業(yè)后主動(dòng)申請(qǐng)來(lái)到中國(guó)第一座衛(wèi)星測(cè)控站，從事衛(wèi)星軌道計(jì)算工作。

當(dāng)時(shí)，我國(guó)的第一顆人造地球衛(wèi)星即將發(fā)射，全中國(guó)沒(méi)有一位衛(wèi)星軌道計(jì)算專家，國(guó)外對(duì)我國(guó)嚴(yán)格技術(shù)封鎖。沒(méi)有任何資料，李濟(jì)生和同事們自己編程序、搞方案;沒(méi)有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，他們就邊工作，邊積累，借助一臺(tái)手搖計(jì)算機(jī)，一個(gè)多月后拿出了一次性通過(guò)的軌道設(shè)計(jì)方案。

1970年4月24日，我國(guó)自行研制的第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”發(fā)射成功。中國(guó)從1967年開始建設(shè)自己的航天測(cè)控網(wǎng)，1970年正式投入使用。彼時(shí)，美國(guó)的航天測(cè)控技術(shù)水平已超前我國(guó)一二十年。

李濟(jì)生為此深感焦慮：如果不能精確地計(jì)算出衛(wèi)星在太空運(yùn)行的軌道，就不可能滿足后續(xù)衛(wèi)星發(fā)射測(cè)控任務(wù)和衛(wèi)星應(yīng)用對(duì)定軌精度的要求。

從此，他一面投入新型號(hào)衛(wèi)星測(cè)控任務(wù)緊張的準(zhǔn)備工作中，一面不斷積累精密定軌知識(shí)，為日后開發(fā)精密定軌方案作技術(shù)儲(chǔ)備。一年攻關(guān)，李濟(jì)生分析、推算了大量數(shù)據(jù)資料，終于算出我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星的定軌誤差。從那時(shí)起，我國(guó)對(duì)近地衛(wèi)星軌道精度誤差有了初步的數(shù)值概念。

隨著李濟(jì)生卓有成效的研究，我國(guó)定軌精度逐步提高，但與國(guó)外相比，還有不小差距。于是，他將求學(xué)的目光投向了更高遠(yuǎn)的地方。

1978年9月，李濟(jì)生參加國(guó)內(nèi)首批出國(guó)留學(xué)人員考試并被錄取。李濟(jì)生心中的目標(biāo)執(zhí)著而明確：“研修精密定軌理論，把中國(guó)的精密定軌技術(shù)搞上去。”

1984年，李濟(jì)生終于選取對(duì)口專業(yè)，跨進(jìn)大洋彼岸一所名校的大門。在進(jìn)修的兩年里，李濟(jì)生沒(méi)有節(jié)假日，無(wú)暇顧及旖旎的異國(guó)風(fēng)光，甚至連寫封家書也顧不上。1986年，李濟(jì)生婉拒導(dǎo)師的挽留，毅然回到祖國(guó)的懷抱。他忘不了臨回國(guó)前一位老華僑的話：“國(guó)內(nèi)每升空一枚火箭，我們這些海外游子的腰就又挺直了一截?！?/p>

鏗鏘的腳步：“外國(guó)人能做到的，我們也能做到”

1975年，我國(guó)航天事業(yè)取得大豐收。這一年，我國(guó)成功發(fā)射了3顆近地衛(wèi)星。人們沉浸在成功的喜悅之中，李濟(jì)生和同事們卻意外發(fā)現(xiàn)，衛(wèi)星近地點(diǎn)高度逐日升高。從理論上分析，衛(wèi)星在運(yùn)行過(guò)程中受大氣阻力影響，近地點(diǎn)高度應(yīng)該越來(lái)越低。

李濟(jì)生決心依靠自己的力量解開這個(gè)謎。他一頭扎進(jìn)謎團(tuán)里，連續(xù)幾日徹夜不眠，反復(fù)查閱有關(guān)資料，反復(fù)和同事們研究探討。

幾個(gè)月后謎團(tuán)解開。衛(wèi)星軌道出現(xiàn)反常，是控制衛(wèi)星姿態(tài)的噴氣管產(chǎn)生的姿控力所致。由于作用力很小，人們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)忽略了。然而就是這輕微的作用力，使衛(wèi)星軌道近地點(diǎn)高度逐日升高。

李濟(jì)生再接再厲，對(duì)此領(lǐng)域作深入研究，又研制出衛(wèi)星姿態(tài)控制對(duì)衛(wèi)星軌道攝動(dòng)的動(dòng)力學(xué)模型，填補(bǔ)了我國(guó)同類動(dòng)力學(xué)模型的空白，使衛(wèi)星定軌精度提高了一倍。

此后，他又主持開發(fā)了“微分軌道改進(jìn)和攝動(dòng)星歷表計(jì)算”衛(wèi)星軌道確定方案。這一方案首次用解析法導(dǎo)出了大氣阻力短周期攝動(dòng)的計(jì)算公式，使我國(guó)人造衛(wèi)星定軌精度大幅提高。

1981年年底，我國(guó)首顆地球同步通信衛(wèi)星發(fā)射準(zhǔn)備工作進(jìn)入沖刺階段。地球同步通信衛(wèi)星的測(cè)控技術(shù)是世界航天測(cè)控領(lǐng)域的難題，只有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家掌握。

在發(fā)達(dá)國(guó)家，通信衛(wèi)星的測(cè)控是用全球布站的測(cè)控網(wǎng)完成的，而我國(guó)衛(wèi)星地面測(cè)控網(wǎng)只限于本土的測(cè)控站，可控弧段極其有限，測(cè)控過(guò)程必須高度自動(dòng)化。但衛(wèi)星測(cè)控中心僅有性能落后的320計(jì)算機(jī)，運(yùn)行速度每秒28萬(wàn)次，內(nèi)存和速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

我國(guó)有關(guān)部門多次與外商洽談高性能計(jì)算機(jī)的進(jìn)口事宜，均被對(duì)方拒絕。西方大國(guó)的技術(shù)封鎖，激起了李濟(jì)生和同事們?yōu)閲?guó)爭(zhēng)光、開拓創(chuàng)新的豪情：“外國(guó)人能做到的，我們也能做到;外國(guó)人做不到的，我們也要做到！”

在隨后的一年時(shí)間里，李濟(jì)生以驚人的毅力，攻克了道道難關(guān)，成功地編制出通信衛(wèi)星測(cè)控軟件調(diào)度程序，圓滿解決了計(jì)算機(jī)容量小、速度低的難題，終于使我國(guó)第一顆地球同步通信衛(wèi)星成功地定點(diǎn)于距地球3.6萬(wàn)公里的赤道上空。

高尚的品格：“我愿用肩膀?yàn)槟贻p人搭起攀登云梯”

十多項(xiàng)高等級(jí)科研成果創(chuàng)造者、首屆航天基金獎(jiǎng)獲得者、中科院院士、黨的十五大和十六大代表……當(dāng)這一個(gè)個(gè)成功的光環(huán)簇?fù)碇顫?jì)生時(shí)，他并沒(méi)有陶醉，而是時(shí)刻不忘居安思危。

那句被歷史反復(fù)驗(yàn)證了的至理名言深刻在他的心底：科學(xué)家最大的悲哀是后繼無(wú)人、事業(yè)斷線。

1992年，在我國(guó)某型返回式衛(wèi)星發(fā)射前夕，李濟(jì)生接到一項(xiàng)特殊任務(wù)：研制一套新方案，以驗(yàn)證年輕博士黃福銘制訂的該型號(hào)衛(wèi)星軌道控制方案的可行性。李濟(jì)生苦戰(zhàn)數(shù)月，拿出了新方案。經(jīng)過(guò)論證，這兩種方案殊途同歸，都是可行的。

這是我國(guó)發(fā)射的一種新型返回式衛(wèi)星，用誰(shuí)的方案誰(shuí)將獲得科技進(jìn)步獎(jiǎng)，誰(shuí)就將在這個(gè)新型衛(wèi)星領(lǐng)域里永遠(yuǎn)留下自己的名字。李濟(jì)生是測(cè)控中心的技術(shù)權(quán)威，是國(guó)內(nèi)外有名的科學(xué)家，按理說(shuō)采用他的方案理所當(dāng)然。但在李濟(jì)生的堅(jiān)持下，測(cè)控中心采用了黃福銘的方案。

李濟(jì)生說(shuō)：“要多給年輕人創(chuàng)造機(jī)會(huì)。因?yàn)?，科技發(fā)展是一場(chǎng)接力賽，要靠一代代人的努力。作為一名老科技工作者，我覺(jué)得個(gè)人名利事小，把這個(gè)接力棒交好，盡快提高我們國(guó)家的科技水平才是大事?！?/p>

李濟(jì)生的嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致在單位里是出了名的。翻開他幾十年所記的工作筆記，盡管有的已經(jīng)泛黃褪色，但字跡工整，連標(biāo)點(diǎn)符號(hào)都一清二楚;設(shè)計(jì)的各種技術(shù)方案，不僅構(gòu)思新穎，而且格式整齊美觀。他這種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲凶黠L(fēng)時(shí)時(shí)影響和感染著身邊的青年科技人員。

一次，衛(wèi)星發(fā)射測(cè)控任務(wù)完成后，當(dāng)時(shí)負(fù)責(zé)技術(shù)方案設(shè)計(jì)的科技人員楊寧十分疲勞，正準(zhǔn)備回去休息。李濟(jì)生卻把他叫?。骸澳惆堰@次任務(wù)的技術(shù)報(bào)告找來(lái)，咱們?cè)僮聊プ聊?。?/p>

報(bào)告送上來(lái)后，李濟(jì)生把楊寧拉回計(jì)算機(jī)房。兩人對(duì)報(bào)告內(nèi)容一行行檢查，對(duì)涉及的數(shù)據(jù)一個(gè)個(gè)驗(yàn)算，從晚上一口氣干到凌晨3點(diǎn)多鐘，終于在紛繁的數(shù)據(jù)中查出兩個(gè)小瑕疵。

李濟(jì)生懇切地說(shuō)：“科研無(wú)小事，沒(méi)有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲凶黠L(fēng)，是搞不好技術(shù)工作的。這兩個(gè)小瑕疵雖無(wú)礙大局，但證明我們前期工作還是有些匆忙，并非完美無(wú)缺……”

1997年底，李濟(jì)生當(dāng)選為中科院院士。在一個(gè)慶賀會(huì)上，他道出了自己的心聲：“我是踩著眾人的肩膀一步步上來(lái)的。我國(guó)航天測(cè)控事業(yè)要贏得新世紀(jì)，就要培養(yǎng)一大批年輕人，我愿用自己的肩膀?yàn)槟贻p人搭起攀登的云梯！”