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四十载风云岁月 铸造中国的静止气象卫星
——记风云二号、四号气象卫星工程总设计师李卿

发布时间:2020年10月16日16:37 来源:中国气象报社

  中国气象报通讯员 苑轩

  李卿,中国航天科技集团有限公司八院型号工程总设计师,历任风云二号气象卫星工程总设计师、风云四号气象卫星工程预研技术总负责人、总设计师。

  干了四十年风云静止气象卫星事业的李卿,不无感慨地说道:“感谢中国气象局始终如一全力支持研制我国自己的静止气象卫星,我们航天人才可能在历尽艰难后,锲而不舍地与气象人共同打造出静止气象卫星和长期、稳定、可靠运行的气象卫星业务运营系统。”

  李卿回忆,上世纪九十年代前,我国开展天气预报使用的是国外的卫星云图。那时,中央电视台天气预报节目播出的卫星动态云图画面必须标上日本“GMS”等标记。李卿从开始预研我国风云二号静止气象卫星就期盼未来卫星云图上标注的是“风云二号”。如今全球有115个国家和地区接收和应用中国静止气象卫星的云图资料。2018年6月10日,习近平总书记在上海合作组织青岛峰会上表示:“中方愿用风云二号气象卫星为各方提供气象服务。”为贯彻落实习近平总书记重要指示精神,我国把风云二号H星向西漂移定点至东经79度赤道上空,帮助“一带一路”沿线国家接收和应用风云二号气象卫星云图资料。

  四十年来,像李卿这样的中国航天人用他们坚韧执着的拼搏精神,诠释着为国铸星的责任与担当。

  面对挫折困难,不忘坚守造星梦想

  1994年4月2日10时50分,时任风云二号气象卫星工程副总设计师的李卿在发射场无线测试间,发出“模拟射前2小时准备”的口令。他站在频谱仪前,看了一下净化间中等待转场的卫星,低着头全神贯注盯着卫星转发器的下行频谱。

  突然,一声巨响从厂房大厅透过玻璃观测窗传来。李卿抬头一看,固体远地点发动机被意外点燃了,一人多高的黑色浓烟夹着血红的火光潮水般地向他涌来。迎面而来的巨大冲击波,瞬间震碎了观测窗玻璃,将他掀倒在地。厂房的供电中断了,黑暗的测试间内弥漫着呛人的烟味。靠着逃生的本能反应,他艰难地退向身后一扇锁着的门,击碎了门上的玻璃,才脱离危险。

  这次意外事故后,在中国航天科技集团的组织安排下,大家查找厂房地面和墙上撞击的残痕、星上设备的残骸,回想事故发生的全过程,收集点点滴滴的信息;请来了材料分析、消防系统、无水肼燃料和固体燃料等方面的专家,进行各种试验。4个月后,卫星起火点燃发动机、卫星离地后运动轨迹的原因终于查清。事故启示以及后续制定的一系列措施,成为航天事业一笔极为宝贵的财富。

  调整好心态后,他们又全力投入到下一颗星的研制中。为了保证卫星研制的安全性,分析可能存在的风险,每一个人都反复检查设计中可能存在的问题。如远地点发动机点火电路和二次分离方案,既要保证点火顺利和卫星与远地点发动机的可靠分离,又要规避所有可能的误点火和误分离因素。在完成设计后的审查中,中国科学院院士、“两弹一星”元勋任新民说:“这样的设计已无可挑剔了。”

  风云二号01批A、B两颗试验试用星发射成功正常运行10个月和8个月后均出现故障。A星发生了定向天线消旋失锁故障。李卿和相关人员在零下40摄氏度的冷库中,模拟太阳单边光照下测量天线组件与消旋电机连接法兰的变形量,查明在轨故障的深层机理和原因。B星发生了转发器下行功率逐渐下降的故障。李卿坐镇研制单位,与分系统研制人员一起分析原因,设计多项试验逐个排查故障。经过20多天的努力,最终查明了原因,弄清了机理。正是这种坚持不懈、勇于探索的精神,才保证了后续风云二号业务星的可靠稳定运行。

  在风云二号气象卫星研制过程中,中国气象局给研制队伍提供了最大的支持和鼓励。当时,中国气象局有条件向国外购买一颗卫星,但他们为了中国航天事业的发展和核心技术的自主可控,在关键时刻全力支持风云二号气象卫星的研制。

  追求极致,打造高可靠长寿命精品业务气象卫星

  在原国防科工委、中国气象局和中国航天科技集团的全力支持下,型号“两总”决定风云二号C星按02批业务星研制总要求进行研制。任务明确后,总体和分系统的研制人员深刻总结了试验星研制中存在的问题。“两总”和国家卫星气象中心领导一起深入分析,在加强型号和技术状态管理、提高总体管控能力、吃透技术等方面统一认识。

  李卿回忆说,研制团队编制了一系列风云二号C星管理文件,他亲自编写了卫星技术状态管理办法,强化总体技术研发和管理能力,规定分系统出现质量问题须及时上报总体,强化各级岗位责任制依法管理。管理文件在设计师中人手一册,李卿结合A、B星的质量问题面向总体和各单位研制人员进行解读。在技术状态管理上明确了从主管设计师到总师的职责;规定了必须完成的可靠性验证试验项目;要求卫星出厂前厂房加电测试和老炼时间必须超过1000小时,尽可能提前暴露早期失效的征兆。在C星的研制过程中,总体和分系统各级设计师团结一心,遵守各项管理规定成了大家的自觉行动。

  2004年10月19日,风云二号首颗业务星C星成功发射,并于2005年7月正式交付中国气象局。C星的成功运行标志着中国静止气象卫星由试验进入业务运行阶段。2006年12月,风云二号D星发射成功,实现了C星、D星在轨互为备份、双星组网运行。世界气象组织将风云二号卫星正式列为世界气象组织全球观测业务系统中的重要业务星。2007年“风云二号C业务静止气象卫星及地面应用系统”荣获国家科学技术进步奖一等奖。

  自2007年5月开始,气象部门和中国航天科技集团第八研究院共同研究在汛期两星错时加密观测的运行模式。由原来单星每天获取28幅云图,到双星每天获取48幅全球云图,以及对北半球获取96幅云图,时间分辨率由过去的1小时缩短到15分钟。2008年12月,风云二号E星成功发射,E星交付用户后接替C星,与D星组网观测。我国静止气象卫星史上首次进行两星位置交换,李卿牵头负责现场技术保障,实现了两星不丢一幅云图的无缝隙业务接替。

  C星移位后,李卿建议国家卫星气象中心尽快研究区域云图的定位问题,由C星实施区域云图观测。国家卫星气象中心在解决了区域云图的定位技术后,又实现单星每6分钟获得一幅区域云图,每天可获得240幅区域云图。这些创新工作模式极大提高了对短临天气的预报能力,以及对台风的动态跟踪和登陆位置预报的精度。

  正是航天人与气象人的不懈努力,把风云二号卫星的功能性能发挥到了极致。时任中国航天科技集团公司总经理马兴瑞在一次会议上说:“最近我到广东出差,省领导高兴地对我讲,自从有了风云二号卫星,广东再也没有漏掉过一个台风的预报。”现如今,风云二号E、F、G、H星在轨日夜不断地监视着我国的天气变化,为国民经济建设和人民大众“站岗放哨”。

  李卿介绍,为了满足气象部门的需求,风云二号卫星研制队伍始终把提高云图成像质量作为改进的重要目标之一,特别是在扫描辐射计的杂散光抑制、光谱范围限定和卫星运行的稳定性方面,不断对每颗星进行改进。正是靠着这种精益求精的作风,把风云二号打造成了精品卫星。

  自2002年开始,在原国防科工委、中国气象局的统筹部署下,李卿带领静止气象卫星研制团队,对标国际上同期开展研制的最新一代静止气象卫星,开始了中国新一代静止气象卫星风云四号的需求论证工作,并开展预先研究关键技术攻关和卫星方案论证。作为风云四号卫星预研攻关技术总负责人,李卿带领团队与国家卫星气象中心密切配合,经过充分的方案论证和技术攻关,力争要把我国新一代风云四号卫星打造成为国际上最先进的静止气象卫星。

  风云二号静止气象卫星及其研制队伍经受了生死考验、血泪洗礼,经历了孤独与寂寞、荣辱与坎坷,他们将“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”的精神演绎得淋漓尽致,他们锲而不舍、百折不挠,精益求精打造风云二号卫星,创新驱动研制风云四号卫星,让它们成为我国国民经济建设和人民生活须臾不可离的卫星,李卿正是其中的重要一员。

(责任编辑:苏杰西)

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