中國航天：星舞九天“一線牽”

天高地迥，覺宇宙之無窮。在這顆藍色星球上，人類對浩渺無垠的宇宙充滿好奇。隨著現(xiàn)代航天科技的發(fā)展，人類對宇宙空間的探索能力日漸增強。中國嫦娥四號在奔月旅途中，將首次在月球背面著陸，講述地球近鄰不為人知的“另一面”的故事。

       12日16時39分，飛行到距月面129公里處的嫦娥四號接到來自近40萬公里外地球家園發(fā)出的制動指令，其動力達7500牛的制動發(fā)動機開始點火運行。約5分鐘后，制動發(fā)動機順利完成太空“剎車”任務后關閉。根據(jù)實時遙測數(shù)據(jù)監(jiān)視判斷，嫦娥四號已被月球重力捕獲，順利進入近月點約100公里的環(huán)月軌道飛行，為激動人心的月面軟著陸時刻做好準備。

       對遠在天邊的嫦娥四號實施近月“剎車”制動如此精準，真讓人嘆為觀止，再次彰顯了中國航天測控取得的卓越成就。經(jīng)過60多年發(fā)展，特別是改革開放40年來的不懈奮斗，中國已經(jīng)形成了陸基?；旎惑w、功能多樣、規(guī)模適度的航天測控網(wǎng)。可以預期，在嫦娥四號接下來的月面軟著陸和實施月面探測任務中，中國航天測控將繼續(xù)以精彩高超的表現(xiàn)，演繹人類探月史上的經(jīng)典傳奇。

       陸基：全球布點 協(xié)同指揮

       向嫦娥四號發(fā)出太空“剎車”指令的是北京航天飛行控制中心。它是中國探月工程的大腦中樞，既是指揮調(diào)度中心、飛行控制中心，又是數(shù)據(jù)處理中心和信息交換中心。自“嫦娥”隨長征三號乙運載火箭沖天而起、直上九霄那一刻開始，這個位于北京西郊一隅之地的機構就成為運籌帷幄之間、決勝數(shù)萬數(shù)十萬公里之外的“超級明星”。關注此次月面探測的世界各國民眾紛紛把目光投向這里，屏氣凝神傾聽從這里發(fā)布的各種相關信息。

       北京航天飛行控制中心成立于1996年，既是中國航天實現(xiàn)大發(fā)展的一大標志性成就，又是推動中國航天不斷邁向世界先進水平的強大動力。22年來，該中心見證并參與了中國航天系列重大任務，特別是舉世矚目的探月工程實施過程中，北京航天飛行控制中心以堪稱驚艷的飛行控制表現(xiàn)，保障了嫦娥一號、二號、三號任務取得圓滿成功，護航嫦娥四號成功實現(xiàn)軌道修正和近月制動“剎車”，轉入繞月軌道飛行。

       在距離北京航天飛行控制中心1000多公里外的秦嶺深處，有一個名為“橋南”的小鎮(zhèn)，這里是中國航天測控事業(yè)的發(fā)源地。1968年1月，中國航天人在這里開始創(chuàng)建航天測控基地，在條件極其艱苦的環(huán)境下，西安衛(wèi)星測控中心日漸成型。特別值得一提的是，僅用不到1年，湘西、海南、南寧、昆明、喀什、膠東6個地面觀測站就全面建成，形成了中國最初的衛(wèi)星測控網(wǎng)絡。西安衛(wèi)星測控中心建設兩年后，就以成功支撐“東方紅一號”任務實施而名震全球。1984年4月，“東方紅二號”成功發(fā)射，西安衛(wèi)星測控中心及下轄各測控站連續(xù)奮戰(zhàn)8晝夜，將該衛(wèi)星定點成功。

       在半個世紀發(fā)展歷程中，西安衛(wèi)星測控中心圓滿完成了300多次重大科研和試驗任務，在中國航天事業(yè)發(fā)展歷史上，特別是在載人航天工程系列任務實施和北斗導航衛(wèi)星系統(tǒng)建設過程中，寫下濃墨重彩的一筆。與此同時，中國航天測控站建設不斷取得突破，不僅大幅拓展在國內(nèi)的布點，而且在巴基斯坦、肯尼亞、納米比亞、智利、瑞典等國成功落地。

       ?；憾啻?lián)動 移動跟蹤

       嫦娥四號發(fā)射10多分鐘后，信號被在某海域的遠望三號測量船順利捕捉并進行跟蹤遙測。約4分鐘后，在距離其1100多海里外的遠望七號測量船接過測控“接力棒”，繼續(xù)進行跟蹤遙測，準確計算相關數(shù)據(jù)并向北京航天飛行控制中心發(fā)送飛行入軌結果。至此，入軌段火箭飛行姿態(tài)及相關數(shù)據(jù)和嫦娥四號相關數(shù)據(jù)測控任務圓滿完成。

       人們從新聞中可以發(fā)現(xiàn)，遠望號測量船在大洋上進行?；鶞y控，是中國實施航天任務特別是諸如載人航天工程和探月工程等重大航天任務的標配。的確，鑒于地球超過七成面積被大洋覆蓋，海基測控是實現(xiàn)全天候、不間斷數(shù)據(jù)計算與跟蹤測量控制的必要前提。為此，中國打造了一支可靠過硬的遠望號艦隊。這支艦隊在改革開放進程中不斷發(fā)展壯大。

       作為中國第一代綜合性航天遠洋測控船，遠望一號于1978年交付使用，是中國航天遠洋測控事業(yè)的先驅(qū)，主要擔負衛(wèi)星、飛船和火箭飛行器全程飛行試驗測量和控制任務。1980年5月，該船赴南太平洋執(zhí)行中國第一枚遠程運載火箭試驗任務，快速、準確捕獲目標并成功打撈出數(shù)據(jù)艙。1984年，該船對中國第一顆同步通訊衛(wèi)星全程進行跟蹤測量。之后，該船完成或者參與完成了亞洲一號衛(wèi)星、多艘神舟飛船等測控任務。截止2010年光榮退役，遠望一號共圓滿完成遠程運載火箭、氣象衛(wèi)星、載人飛船等57次國家級重大科研試驗任務，贏得“海上科學城”美譽。

       2016年7月12日，中國第三代航天遠洋測量船遠望七號正式入列中國衛(wèi)星海上測控部。其滿載排水量近3萬噸，可抗12級臺風，自給力100天，能在太平洋、印度洋、大西洋南北緯60度以內(nèi)的海域執(zhí)行任務。它的入列，標志著中國航天遠洋測控事業(yè)發(fā)展迎來新機遇，航天遠洋測控能力實現(xiàn)了新跨越。遠望七號入列僅12天之后就投入首次實戰(zhàn)，遠征太平洋，執(zhí)行中國衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)首發(fā)星天通一號01星海上測控任務。25天后，首戰(zhàn)告捷榮歸。至此，中國自主建成了一支適應自身航天發(fā)展的海上移動測控力量。

       天基：居高臨下 中繼接力

       嫦娥四號之所以格外引人注目，在很大程度上是因為其軟著陸和探測的區(qū)域為人類探測器從來也沒有達到過的月球背面。創(chuàng)造探月歷史也意味著空前的難度，而實現(xiàn)地月超遠距離測控當屬其中之最。為此，中國在今年5月發(fā)射了先導中繼衛(wèi)星鵲橋并使其?？吭诘卦乱ζ胶恻c即拉格朗日L2點附近，進入環(huán)繞L2點的使命軌道，為即將到來的嫦娥四號月背軟著陸和探測架設太空通訊鏈路。

       “鵲橋”號是中國首顆，也是世界首顆運行于地月拉格朗日L2點的通信衛(wèi)星，作為數(shù)據(jù)中轉站，它能實時把在月球背面著陸的嫦娥四號探測器發(fā)出的數(shù)據(jù)第一時間傳回地球，具有重大的科學與工程意義，也是人類探索宇宙深空的一次有力嘗試。實際上，以航天器在地月拉格朗日L2點實現(xiàn)對地月中繼通信就是嫦娥四號的科學任務之一。由此可見，成功搭建“鵲橋”既是嫦娥四號得以完成科學任務的必要前提條件，又是嫦娥四號整體科學任務要實現(xiàn)的一大目標。隨著嫦娥四號任務的實施進展，“鵲橋”搭建的通信鏈路即將投入實戰(zhàn)，讓我們拭目以待其精彩的表現(xiàn)。

       如果說“鵲橋”是一類特殊的中繼衛(wèi)星，為嫦娥四號量身定制，那么中國天鏈衛(wèi)星系統(tǒng)則是進行航天測控的通用航天基礎設施。中繼衛(wèi)星被稱為“衛(wèi)星的衛(wèi)星”，是一種特殊的通信衛(wèi)星，相當于把地面測控站升高到地球靜止衛(wèi)星的軌道高度，在天上“居高臨下”觀測近地空間內(nèi)運行的航天器，由于其在地球同步靜止軌道上運行，既能直視中、低軌道航天器，又能直視地面站，是溝通航天器與地面站的理想橋梁，高高在上的天基運行使其比地基航天測控站和海基測控船優(yōu)勢大增。

       自2008年天鏈一號中繼衛(wèi)星系統(tǒng)首發(fā)星升空到2016年底，中國實現(xiàn)了天鏈一號4星全球組網(wǎng)。在其后實施的神舟十一號飛船和天宮二號空間實驗室飛行等任務中，得益于天鏈一號中繼衛(wèi)星系統(tǒng)，實現(xiàn)了中國載人航天的一系列重大突破：航天員與地面完成“天地通話”，首次實現(xiàn)“天地雙向視頻通話”，首次實現(xiàn)航天員與地面同步收看電視直播并且畫面、語音清晰流暢。