【天問天天問】應用衛星關鍵突破 奠定載人航天基礎


  王希季是中國第一枚探空火箭的技術負責人,也是「長征一號」運載火箭總體方案的首位設計者。他最重要的貢獻在於主持研製了中國第一顆返回式遙感衛星。1966年,他受命負責返回式衛星的總體方案論證,提出了一套立足國內工業基礎且能達到國際先進水平的研製方案。

  返回式衛星的難點在於回收系統:衛星需在太空中完成姿態調整、制動點火、艙段分離、再入大氣層、打開降落傘並着陸,任何環節失誤都會導致失敗。在王希季主持下,團隊進行了五十八次空投試驗,反覆改進回收系統。1975年,中國第一顆返回式衛星發射成功,在軌運行後安全返回地面,使中國成為繼美國、蘇聯之後第三個掌握衛星返回技術的國家,這項技術也為後來的載人飛船返回艙設計奠定了基礎。

  開拓商業發射

  孫家棟是中國航天界擔任衛星總設計師次數最多的人,先後負責「東方紅一號」、「東方紅二號」、「東方紅三號」、「風雲二號」和「嫦娥一號」等項目。1984年,「東方紅二號」試驗通信衛星進入轉移軌道後出現故障,蓄電池因持續充電發生「熱失控」,星體溫度急劇升高,可能導致整星報廢,此時衛星尚未定點且距離地面數萬公里。

  孫家棟參與領導了應急處理,決定對衛星進行大角度姿態調整——這項操作超出了姿態控制系統的原始設計範圍,屬於風險較大的應急措施。

  經過八晝夜的努力,4月16日衛星成功定點於東經125度赤道上空,故障排除,後續正常運行超過四年,超出三年設計壽命。

  1985年,中國又一顆返回式衛星發射成功後,長征系列運載火箭宣布投入國際市場,承攬國外商業衛星發射業務。孫家棟由此承擔了談判角色,率領團隊與美方協商發射許可。1990年,「長征三號」火箭成功將美國製造的「亞洲一號」衛星送入軌道,中國航天由此進入國際商業發射市場。

  作為「東方紅二號」試驗通信衛星的控制系統主任設計師,孫家棟主持設計了衛星的姿態測定與控制方案,採用卡爾曼濾波法,使衛星能在短時間內獲得精確姿態值並實現機動變軌。

  此外,他在上世紀八十年代後期主持起草了《國外載人航天的發展道路和趨向》等報告,使載人飛船方案更符合中國的技術條件,這些工作直接影響了後來的「神舟」系列飛船。

  回顧1970至1980年代,王希季、孫家棟、屠善澄等技術負責人在當時的條件下,分別在衛星返回回收、在軌故障處置與商業發射、衛星控制系統及載人航天前期研究等領域取得了關鍵突破。

  這些工作使中國衛星從單純播放信號發展到具備遠距離通信能力,從一次性使用發展到可回收重複使用,為後來的載人航天工程奠定了直接技術基礎。

  ●梁偉傑 愛國教育支援中心專業發展總監、兩次行政長官卓越教學獎得主

  愛國教育支援中心由香港教聯會主辦,旨在加強支援教育界推動國家安全及國民教育。中心特別成立航天科普教育基地,設有多個不同學習區,全面展示國家航天科技所取得的突破和成就,增強香港青少年對國家航天科技的認識。