圖說:風(fēng)云四號安裝太陽能帆板。顧元翔 攝
如果給你七年,你能做成什么?風(fēng)云四號研制團隊給出了一個答案:一顆世界上最先進的氣象衛(wèi)星。2016年12月11日,風(fēng)云四號衛(wèi)星成功發(fā)射,如今已完成了在軌測試。當收到它的首批衛(wèi)星云圖時,一個名為“我待航空如初戀”的微信群“炸開了鍋”。這是812所風(fēng)云四號衛(wèi)星團隊的微信群,風(fēng)花雪月的群名背后,是任憑任務(wù)虐我千百遍,依舊初心不改的心聲。
2500多個日日夜夜里,完成世界一流的龐雜如氣象衛(wèi)星的系統(tǒng)工程,包括三個國際領(lǐng)先的主載荷,突破20多項國內(nèi)外領(lǐng)先的重大關(guān)鍵技術(shù),在這一領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)由跟跑向并跑乃至領(lǐng)跑的技術(shù)創(chuàng)新……做到這一切的風(fēng)云四號“大神”們是一群怎么樣的人?
攻關(guān)狂
2008年,風(fēng)云衛(wèi)星的用戶——中國氣象局帶回來一個最先進的氣象衛(wèi)星研制任務(wù)書。風(fēng)云四號衛(wèi)星總指揮陳文強回憶,彼時美國已經(jīng)著手第四代靜止軌道氣象衛(wèi)星的研制,與風(fēng)云四號衛(wèi)星的指標大致相當。其技術(shù)關(guān)鍵在于三軸穩(wěn)定控制,這是未來高精度靜止軌道定量遙感衛(wèi)星的大方向,也是我國要發(fā)展自己的靜止氣象衛(wèi)星必須要突破的前提。
美國同類氣象衛(wèi)星自上世紀90年代開始,至2006年,共計發(fā)射了從GOES-8到GOES-13一共6顆三軸穩(wěn)定的靜止氣象衛(wèi)星,才真正實現(xiàn)高軌衛(wèi)星的三軸穩(wěn)定控制。在風(fēng)云四號一顆衛(wèi)星上解決人家十多顆衛(wèi)星才解決的問題,難度可想而知。然而在風(fēng)云四號衛(wèi)星團隊中,人人都是“攻關(guān)狂”,敢在無人或者少人行走的領(lǐng)域做出從無到有的突破。
風(fēng)云四號衛(wèi)星的方案中需要搭載高靈敏度的干涉式大氣垂直探測儀,對外界振動環(huán)境提出了極為嚴苛的要求,就連試驗現(xiàn)場有人走動都會致使圖像質(zhì)量大受影響。但目前為止,國內(nèi)衛(wèi)星并不提微振動技術(shù),唯一上天驗證過該技術(shù)的也只有美國。
“美國人能研究出來,相信我們也一定能成功。”團隊理清了微振動問題的主要內(nèi)容和技術(shù)難點,逐漸形成給載荷坐上超級“軟沙發(fā)”的微振動隔振系統(tǒng)設(shè)計方案。
“軟沙發(fā)”的實現(xiàn)難度不小,試驗一開始很不順利。直到有一次電話鈴偶然響起,傳感器幅值迅速升高,大家才意識到,微振動試驗結(jié)果被周圍的環(huán)境噪聲所淹沒了,一定要在完全安靜的情況下做試驗。
為了不影響研制進度,在專門的微振動試驗間的條件沒有完全建成前下,微振動研制團隊每次做試驗都選擇在半夜,并且要清場,關(guān)閉空調(diào),拔掉電話線。在靜得讓人發(fā)慌發(fā)困的絕對安靜環(huán)境中幾小時的不停試驗。
又用了2年的時間,團隊終于摸清了衛(wèi)星10余個轉(zhuǎn)動部件的振動特性與傳遞路徑,實現(xiàn)了振源隔振裝置和有效載荷隔振裝置的工程化,星上微振動抑制到1mg以下(相當于手輕拍桌面形成振動的三百分之一),敏感頻段更是控制到0.1mg水平,解決了精密遙感的圖像抖動問題。
細節(jié)控
風(fēng)云四號衛(wèi)星總設(shè)計師董瑤海是團隊里出了名的摳細節(jié)魔頭。在會上問倒設(shè)計師的問題,第二次開會接著問,還不會,第三次開會再問,直到把問題解釋清楚,讓他心里有底。
“董總對測試的要求幾近苛刻,對主任設(shè)計師直接采取的就是現(xiàn)場考核。這不得不讓我和我的團隊把測試軟件、測試文件等一遍一遍地反復(fù)升級、細化。就拿遙測顯示終端軟件以及遙測事后處理軟件的更改來說,已不下15個版本。發(fā)射場測試細則就有1500頁之多。為了提高工作效率,硬是開發(fā)出了射頻自動化測試軟件,實現(xiàn)了流程的優(yōu)化,可以把2周的工作量壓縮到2天完成?!憋L(fēng)云四號綜合測試主任設(shè)計師周軍揭秘測試背后的秘密。
“當技術(shù)上遇到爭議,我們就要吃透技術(shù),拿數(shù)據(jù)說話”。風(fēng)云四號副總設(shè)計師沈毅力,看上去就是那種溫文爾雅的知識分子,一旦遇到技術(shù)問題氣場就會變得強大起來,一點也不含糊。在研發(fā)初期,選擇哪一款星敏感期讓總體和系統(tǒng)單位產(chǎn)生分歧,為了做出正確選擇,風(fēng)云四號專門向已經(jīng)在軌使用的風(fēng)云三號衛(wèi)星申請連續(xù)半個月開兩臺星敏感器。在拿到星敏感器的全球數(shù)據(jù)后,沈毅力帶領(lǐng)團隊進行詳細的分析與判讀形成了風(fēng)云四號衛(wèi)星選型報告,算出了星敏感器的光軸和夾角在相鄰兩軌是怎么變化的,相鄰兩天是怎么變化的,評估出了星敏感器的低頻誤差。就因為這樣一份沉甸甸的報告,風(fēng)云四號衛(wèi)星最后選取了與歐美第三代氣象衛(wèi)星同一款的星敏感器,三顆國際巨星在互不知情的前提下做出了一致的選擇,這就是鉆研技術(shù)的緣分。
造夢者
風(fēng)云四號團隊中有一群造夢者,為了衛(wèi)星在太空的可靠運行,他們大膽創(chuàng)新,開展空間環(huán)境模擬,成功的將空間環(huán)境“搬到”了地球上。劉瑞芳與孫永雪這對85后的姐妹花就是他們中一員,為驗證風(fēng)云四號的兩個核心相機能否經(jīng)受住太陽輻射造成的溫升和干擾,兩位年輕的姑娘決心承擔(dān)起“全景重現(xiàn)真空狀態(tài)下的太陽輻射”這一緊要任務(wù)。
7月的上海仿佛一個大蒸籠,即使坐著不動都會出汗。而負責(zé)太陽模擬器數(shù)據(jù)測試的劉瑞芳一大早就穿上包裹嚴實的防護服,戴上防紫外線眼鏡進到空間狹小的罐中,進行太陽模擬器的光路調(diào)試。每一天除了吃飯、睡覺以外,剩下的時間,她幾乎都在接受太陽輻射的“炙烤”。爬出罐子時,她拍著僵硬的雙腿戲稱自己是名副其實的“汗”人。而在罐外負責(zé)調(diào)試工作的孫永雪,裹上6Kg的防爆服,冒著爆炸的風(fēng)險蜷縮在燈室中,高電壓、高電流、高熱度的大功率氙燈讓她吃盡了苦頭。由于試驗需要二人配合進行,她們每天十幾個小時的“保持通話”,一天調(diào)試不成,便兩天、三天……直到滿意為止。
待她們出色的完成了光路調(diào)試的任務(wù),試驗的后遺癥也隨之而來。由于長時間被強紫外線照射,她們眼睛酸脹,全身過敏起斑,原本清秀白皙的面頰變黑、脫皮;超長時間的通話,令兩人的耳朵持續(xù)痛了一個星期。但她們說:“干航天哪有不吃苦的,干航天的哪有不能吃苦的!”兩張年輕的臉龐透著屬于航天人的驕傲。