“風雲院士”:耕宇牧星探蒼穹

  ▲1990年9月3日,第二顆“風雲一號”試驗氣象衛星的總設計師孟執中(右)在太原衛星發射中心的衛星測試廠房裏,指揮衛星檢測工作。

新華社發

  新華每日電訊記者張建松

  只差兩天,我國極軌氣象衛星的開拓者孟執中院士,卻還是沒能等到自己的85歲生日。

  2019年12月14日,他在睡夢中安詳離去。送別的那天,鮮花和挽聯將上海龍華殯儀館銀河廳裝點得莊嚴肅穆。

  “追風逐雲幾經磨礪不忘航天初心,耕宇牧星矢志不渝功成氣象強國”,懸挂在大廳內的一幅挽聯,展現了這位風雲衛星功臣的“風雲人生”。

“能夠解決最實際的問題,才是科技之大為”

  孟執中1934年出生于杭州,在抗戰逃難的顛沛流離中度過童年。背井離鄉輾轉求學的艱辛,使他很早就意識到:一個人活著,總要對國家、社會和人民有所貢獻、有所作為;要抓緊生命中的美好時光,努力學習、努力工作。

  新中國成立那一年,孟執中初中畢業。為了早日實現國家強盛,他立志學習工科。憑著優異的成績,孟執中從華南工學院電訊專業畢業後,進入蘇聯科學院留學。

  留學期間,他如饑似渴地學習。導師希望他留下來繼續深造,但孟執中毅然回到祖國的懷抱。

  回國後,他在中國科學院自動化研究所從事相關設計研究工作。1965年,根據組織安排,他又轉向我國第一顆人造地球衛星工程設計和研究工作,主要負責東方紅一號衛星地面測控中心和臺站的計算機研制。

  1969年,上海開始組織風暴一號兩級液體火箭和長空一號技術試驗衛星的研制,統稱“七〇一”工程。由于當時上海技術人員不足、缺少經驗,孟執中被派來參加上海衛星隊伍的組建。

  剛到上海,沒有實驗室、也沒有儀器,一切從零開始。孟執中帶領造衛星的隊伍,租住在市郊的農民房子裏。雖然條件一窮二白,但大家學習的幹勁十足。

  “能夠解決最實際的問題,才是科技之大為。”通過長空一號衛星的研制,孟執中深刻體會到這個道理,由課題研究轉向了工程實踐。

  長空一號首次在我國衛星上採用計算機控制技術。當時,國際上衛星計算機控制才剛剛起步,孟執中帶領團隊刻苦鑽研,制定了衛星計算機程控方案,組織並參與首臺星載計算機的研制,解決了衛星在軌飛行靈活準確設置探測區等關鍵技術。

  1975-1976年,長空一號先後成功進行了三次飛行試驗,孟執中曾兩次向周恩來總理當面匯報。

  長空一號的發射和成功運行,實現了上海研制衛星“零”的突破。正是有了這段寶貴的研制經歷,才使得上海以後能夠承擔起風雲氣象衛星係列、遙感衛星係列等研制任務,逐步發展為我國衛星研制的重鎮。

“失敗的教訓,比成功的經驗更寶貴”

  1981年,孟執中開始主持風雲一號衛星研制工作,1983年擔任風雲一號衛星總設計師。30多年盡付“風雲”,他把自己的人生與浩瀚太空連在了一起。然而,他自己説得最多的,不是成功,而是失敗。他常説:“失敗的教訓,比成功的經驗更寶貴。”

  風雲一號是我國自行設計研制的第一代在極地軌道上運行的氣象衛星。孟執中最難忘的一次失敗,是在1988年9月4日。

  那是在太原衛星發射中心,風雲一號A星即將發射。發射塔上,運載火箭推進劑加注完畢,進入倒計時。中華大地,西至喀什、南至海南的測控網全部打開。指揮員發出命令:“5小時準備!”

  就在這關鍵時刻,發射控制中心的控制臺上突然丟失了衛星所有的遙測信號,指揮部不得不停止發射。在場所有人的眼光,“刷”地一下投向了負責研制風雲一號的上海衛星試驗隊,隊員們又將目光投向了總設計師孟執中。

  風雲一號衛星工程總師任新民下令就地檢查。衛星的回轉平臺被打開後,總設計師孟執中和姿控係統主任設計師徐福祥帶著試驗隊員,爬上了幾十米高的塔架,焦急地一探究竟。

  幾十米的高空、僅20多平方米的平臺,四周無遮無攔。衛星已加注完畢,裝滿了推進劑。每一個排故動作都極其不易,一不小心,就會造成災難性事故。孟執中帶領隊員,從上午檢查到傍晚,終于查清故障。到第二天早晨,終于搶修更換好設備。

  當時,由于火箭已加注完畢,受推進劑重力擠壓,外殼已出現皸裂,如果長時間不發射,後果難以預料。各地等候消息的領導和地面臺站工作人員,一次次來電詢問排故進展。

  面對一個接一個的電話,孟執中深感愧疚和焦慮,他後來説:“當時自己真想從發射塔上跳下去。”

  1988年9月7日淩晨,長徵四號甲運載火箭終于將風雲一號送入900公裏左右的太空。當從遙遠的地面觀測站傳來“跟蹤正常,太陽帆板打開”的好消息時,孟執中和全體參試人員都激動得流下淚水。

  但在第39天後,衛星就失控了,地面接收到的雲圖慢慢偏斜,最後只留下地球的一條弧線。

  風雲一號A星的生命雖然短暫,但邁出了我國衛星發展的關鍵一步。

  後來,孟執中帶領團隊總結經驗、繼續奮鬥。在研制風雲一號B星時,在關鍵設備上增加備份,彌補了A星的不足。1990年9月3日,風雲一號B星由長徵四號甲運載火箭成功發射,及時為第十一屆亞運會提供氣象預報。

  但發射後不久,這顆衛星又開始出現異常。孟執中和徐福祥帶領衛星總體和姿控係統設計人員,輪流在西安衛星測控中心值班。他們配合中心人員,抓住衛星每天六次飛臨中國境內的機會,監視衛星在軌工作情況,從地面上採取補救措施,全力以赴挽救衛星。

  1991年春節,除夕夜,風雲一號B星因受到空間高能粒子的轟擊,星上計算機工作紊亂,衛星姿態失控,以每分鐘約10圈、章動運動角超過40度、像“陀螺”一樣在軌道上滾動。

  孟執中參加的衛星搶救小組,經過75天的艱苦努力、不間斷地輪流值勤,終于使風雲一號B星恢復正常。但它的壽命也因此打了折扣,在軌累計正常運行285天,未能達到一年的設計壽命指標。

“沒有一個好的成果,我不會離開這個崗位”

  風雲一號A星和B星的遭遇,好似利刃,深深刺痛了孟執中的心,更加堅定了他要造一顆高穩定性衛星的決心。他帶領設計團隊把A星和B星的問題進行了徹底梳理,將衛星研制過程中出現的問題和解決辦法,進行係統總結、匯編成冊。

  1994年,孟執中繼續主持風雲一號C星的研制工作。那一年,他已經60歲了,即將面臨退休。而且,由于當時科研經費極其短缺,正值我國衛星研制隊伍最不穩定的時期,人才流失十分嚴重。

  在風雲一號C星初樣研制動員會上,孟執中説:“風雲一號衛星雖然發射成功了,但運行壽命沒有達到預定要求,我自己也不滿意。我想在退出歷史舞臺之前,總要有一個比較圓滿的結局,對黨、對國家、對人民、對支持我們幹這項事業的人們,有個圓滿的交代。不管在什麼情況下、不管外面有多大吸引力,我一定盡心盡力地與大家在一起,把風雲一號衛星研制好。沒有一個好的成果,我不會離開這個崗位!”

  他的執著與堅守,極大地凝聚和鼓舞了衛星研制團隊。風雲一號綜合測試主任設計師董瑤海等一大批年輕研制人員,正是在孟執中教誨之下,在科研經費少、外面誘惑多的那些年,堅守在自己清貧的崗位上。

  研制一顆長期可靠穩定運行的業務應用氣象衛星是團隊的共同目標。

  風雲一號C星在姿控分係統設計之初,孟執中就帶領大家對自主故障識別和重組係統等方面,做了全面修改和完善,突破了三軸穩定姿態控制技術等多項關鍵技術;同時,在衛星工程研制的標準、規范和質量措施、電源可靠性、空間抗輻照等問題上,都做了很多改進。

  1999年5月10日,風雲一號C星成功發射。此後,在軌穩定運行長達7年,超期服役5年,被譽為“太陽同步軌道長壽第一星”,各項性能均達到了當時國際同類氣象衛星的先進水平。

  2000年8月,世界氣象組織將風雲一號C星列入世界業務氣象衛星序列,為全世界提供氣象服務。C星的成功發射,也被作為20世紀最後一年我國的三件大事之一,永久鐫刻在中華世紀壇。

“如今我們來守護閃爍的繁星點點”

  20世紀末,全球氣候和生態環境惡化,我國亟需發展全球氣象和環境監測綜合型的對地觀測遙感衛星。1999年,國家正式批準風雲三號立項研制,孟執中兼任風雲三號衛星總設計師。

  與風雲一號相比,風雲三號衛星在技術水平上跨出了一大步。風雲一號衛星只有一種主要有效載荷——掃描輻射計,只能形成氣象雲圖;而風雲三號衛星上要搭載11套科學儀器,除了可見光、紅外光學遙感係統,還有微波遙感係統,能夠獲取全天候、全天時、三維的氣象數據,以滿足中長期天氣預報所需要的全球氣象資料。

  孟執中主持設計了新一代極軌氣象衛星方案,提出採用計算機多機網絡的星務管理設計方案,指導並參與帶有單翼太陽電池陣、多撓性體、多轉動部件的高精度、高穩定度姿軌控係統研制工作。

  控制這樣一個復雜的具有動力學特性的應用衛星,不能簡單沿用風雲一號衛星控制方案。

  孟執中帶領風雲三號副總設計師董瑤海、主任設計師程衛強,蹲點在控制所裏集中辦公,夜以繼日地進行方案的子係統和模塊的重新設計,編制相關軟件,終于徹底解決了姿控係統性能與可靠性這對矛盾。

  2006年,孟執中深感自己已是古稀之年,主動讓賢把事業傳承給年輕人。在他的多次請求下,年輕的董瑤海被任命為風雲三號總設計師,他自己則擔任風雲三號工程副總設計師。

  2008年5月27日,風雲三號衛星精確入軌,順利投入業務試運行,這標志著我國極軌氣象衛星成功實現技術升級換代,實現了新的跨越發展。

  風雲三號衛星的探測水平,已接近並部分超過歐美同類在軌衛星的水平,我國氣象衛星及遙感儀器探測水平邁上了新的臺階。

  但在風雲三號申報國家科技成果獎時,孟執中堅決要求將自己的名字從申報名單中劃去。他説:“年輕人的發展空間大,我想鼓勵青年同志,讓他們有更寬廣的發展空間,把獲獎的機會讓給他們更合適。”

  在中國航天科技集團八院,一頭灰白頭發、穿著一件普通夾克、一雙布鞋、時常夾著一個老舊公文包的“孟老總”,是年輕人心中的“主心骨”。

  他為人謙和、淡泊名利、科研作風民主,總是鼓勵年輕人暢所欲言、傾聽他們心聲,鼓勵他們創新,一步一步指導他們更好更快地成長。

  八院509所所長張偉,曾經在孟執中手下擔任風雲三號衛星姿控分係統主任設計師。他回憶,在風雲三號試驗過程中,由于對流程中一些現象沒法吃透,孟老總不僅給他們上理論課,還經常到現場指導。有時,即使自己承擔了很大責任,心裏著急,他也從來沒有對年輕人發過火。

  “探航有時盡,風雲意難平。”追悼會上,八院的航天人紛紛留言,表達對孟執中的深切思念。他是良師、也是益友,以功成不必在我的精神境界,帶出了一支高水平專家隊伍和高素質的研制隊伍。他的務實作風、高貴品格,已成為八院風雲衛星團隊永恒的基因。

  截至目前,由八院抓總研制的風雲係列衛星,正在為全球90多個國家和地區、國內外2500多家用戶提供衛星資料和産品。正是孟執中為代表的老一輩航天人,傾盡畢生精力,邁過重重難關,闖過層層阻隔,才實現了我國風雲係列氣象衛星從無到有,從跟跑並跑到並跑領跑的跨越。

  “昔日您執著于那片無垠的湛藍星空,如今我們來守護閃爍的繁星點點”留言板上的這句話,真切地表達了八院新一代航天人的心聲。

責任編輯: 李輝
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