“神八”吻“天宮” 軍測建奇功
——記解放軍信息工程大學測繪學院精密工程測量與工業測量團隊
本網記者 王紅闖
嫦娥抱兔辭舊歲,神龍飛天迎新春。
“神八”吻“天宮”的“太空一吻”萬眾矚目,就像神龍飛天迎來了航天事業新的春天。
在這辭舊迎新的日子里,全國人民都不會忘記那精彩的歷史瞬間,解放軍信息工程大學測繪學院精密工程測量團隊更不會忘記那激動人心的時刻。
當 “神舟八號”飛船經過漫漫行程成功與“天宮一號”目標飛行器交會對接成功時;
當看到胡錦濤等國家領導人在人民大會堂里激昂的樂曲聲中為圓滿完成天宮一號與神八交會對接任務的獲獎者代表頒獎時;
當接到航天部門某廠和某科研所分別發來的感謝信對這次對接任務出色完成科研工作表示贊揚時;
解放軍信息工程大學測繪學院精密工程測量團隊的每一個成員們都為之激動,為之自豪,往日晝夜奮戰的情景又躍到眼前,往日的辛酸苦辣又涌上心頭。雖然他們沒有參加慶功會,雖然他們沒有獲得獎牌和獎章,但他們同樣為“神八”吻“天宮”做出了貢獻,這其中也同樣傾注了這些軍測科研人員的心血與汗水。
近日,記者在解放軍信息工程大學測繪學院精密工程測量團隊采訪中的每一天,都被他們每一個感人的故事感動著、觸動著,在這群平凡而略顯另類的軍隊測繪人身上,看到了太多我們每個人應該堅守但卻丟失的東西:當我們習慣了在對物質的追求、炫耀中體現自己的價值;當我們習慣了將金錢當作生活中所有選擇和行動的標尺;當我們習慣了將利己視為理所當然,又心安理得地指責社會的冷漠;當我們習慣了以權謀私的同時,卻理直氣壯地指責職業道德的滑坡;習慣了浮躁,習慣了指責……。但如果我們都像這些軍隊測繪人那樣質樸,那樣敬業,那樣嚴謹,那樣不畏艱辛,那樣不計回報,或許,許許多多的答案,都體現在他們身上——這群平凡而略顯另類的軍隊測繪人!因為他們,默默無聞的測繪人,不僅是祖國大地的守護者,更是民族精神的守護者!他們沒有感天動地、氣壯山河的壯麗凱歌,卻有著測繪人默默無聞、無私奉獻的忠誠。他們用青春和生命唱響了一曲曲平凡的測繪之歌;用智慧和汗水為祖國國防事業建設填補了一個又一個測繪空白;用一絲不茍、精益求精的作風和鍥而不舍、以苦為樂的不懈努力凝煉成國防測繪事業之魂。
臨危受命迎難上
“神舟八號”飛船與“天宮一號”目標飛行器成功實現完美對接,標志著我國成功突破空間交會對接技術。在前期,由于高度敏感性和重大的責任,航天部門單位在處事上很謹慎,全力控制風險。在對接機構的研制過程中,交會對接任務推進艙上各種敏感器、資源艙上的控制力矩陀螺以及對接機構機械組件對安裝精度和可靠性要求很高。盡管以李廣云教授為首的科研團隊自己對技術有信心,但讓航天部門拋棄傳統的作業模式,仍然有一個漫長的溝通討論過程。李廣云教授帶隊到北京、上海等地的航天部門和科研院所反復討論和試驗,使他們充分相信軍測的技術和解決方案。相關單位內部也進行了激烈的爭論,領導對檢測部門負責人說,“你說行就拍板決定,責任由你承擔!”在這種環境下,李廣云教授和航天相關檢測部門負責人共同拍板決定,成功參與交會對接的精密測量任務。
為解決飛船產品精度測量上的難題,以該院李廣云教授為首的團隊將豐富的工業測量理論與獨特的傳感器測量方法相結合,研制開發出了功能強大的“921飛船精度測量軟件”,圓滿解決了多項測量難題,在對天宮艙體、神八艙體以及對接機構產品的多次測量中,結果準確可靠,完全滿足設計要求。
勇挑重擔苦攻關
空間交會對接是載人航天最光輝的亮點之一,如果沒有兩個飛行器之間的對接,人類就無法長期在太空行走活動,而完成對接任務主要依靠執行結構——對接機構。整個交會對接過程中最為關鍵的技術就體現在測量上。在交會對接前期,神舟八號與天宮一號有一個由遠到近的搜索過程,必須在遠距離首先能發現目標,然后在逼近階段通過不斷地測量以進行位置姿態的改正,才能進行順利交會。某研究所研制的激光雷達在本次交會對接中,主要擔任中遠距的引導任務,它的引導距離在20公里至0.8米之間,是交會對接中至關重要的傳感器之一。由于激光雷達精度要求高,對每組激光雷達都需要進行多次動態測試。為滿足高精度的動態測試指標,每次動態測試試驗前都要對激光雷達初始的空間相對位置和姿態關系進行精測。
航天某廠承擔了交會對接中關鍵設備主、被動對接機構的研制。其中,軌道艙和推進艙上各種敏感器、資源艙上的控制力矩陀螺以及對接機構機械組件對安裝精度和可靠性要求極高。在設備研制過程中,該單位沿用原來的技術手段和方法碰到了很多無法解決和回避的技術問題,重點體現在效率低下,測量模式單一,無法變通,復雜問題無法解決,精度低,為解決這些技術難題,李廣云教授的科研團隊承擔起了這一艱巨任務。
其實,以李廣云教授為首的“精密工程測量”科研團隊早在二十世紀八十年代初就開始跟蹤和關注航天領域內先進的工業測量和制造技術,通過引進、消化和吸收國外先進技術,二十世紀九十年代初自主研發了MetroIn工業測量軟件并一直不斷發展完善。1995年團隊對國內廣大工業部門開設了“工業測量系統培訓班”,第一次把研究的先進技術推出并展示,并迅速得到相關部門認可,先后在航空航天、船舶制造、工業制造等部門和領域得到成功應用,從那時起他們就和航天部門進行了密集的接觸。這次為了服務于最新的交會對接任務,團隊從2007年起就開始進行相關的科研攻關工作,進行了大量的前期論證和測試工作,2008年2月至2010年2月,解放軍信息工程大學測繪學院受航天某廠委托研制“921飛船精度測量軟件”。在該院李廣云教授的帶領下,課題組將豐富的工業測量理論與獨特的傳感器測量方法相結合,研制開發出了功能強大的“921飛船精度測量”軟件和“激光雷達專用測量模塊”,采用多臺經緯儀準直測量的方法,高精度標定了各種關鍵設備的位置及姿態關系。軟件的成功應用最終實現了對推進艙敏感器、資源艙控制力矩陀螺以及對接機構機械組件位置和姿態的高精度測量。課題組多次赴北京、上海、酒泉等多地對天宮艙體、神八艙體以及對接機構產品進行實地測量比對,其結果準確可靠,完全滿足設計要求。為實現 “神舟八號”飛船與“天宮一號”目標飛行器完美對接做出了應有的貢獻。
精益求精保準確
每一次測量獲得的數據,都要經過精心計算,特別是此次任務對測量精度的要求達到了前所未有的高度,在測量過程中容不下絲毫差錯。
測試作業過程中,由于天宮和神八傳感器安裝位置特殊,測量儀器有的必須安置在距離地面3米多高的平臺上,有的則直接安置在地面上,這就對人員觀測造成了極大的困難。高平臺觀測時,如果使用過高的儀器腳架,必然會導致儀器抖動不穩定,造成觀測數據的不穩定。為了保證測量精度,只能在觀測時加裝空間基礎平臺,在平臺上安置儀器設備,為了保證儀器設備的穩定性,還必須要求測量人員不能和儀器站在同一平臺上,做到100%的人和儀器觀測墩分離觀測。在這種情況下,觀測人員只能被吊車吊起,或站在升高車上進行觀測。儀器直接安置在地面時,觀測人員也只能直接趴在地上觀測,在高平臺上一蹲、地上一趴就是五六個小時,測完后腰腿都酸疼得幾天過不來勁。平臺的桿子不是鋼管就是木頭的,為了保證測量精度,他們既不能戴手套,又不能穿得太厚,得到數據后順著桿子滑下來時常常把胳膊擦出血來。
2011年3月11日14時左右,張冠宇、楊 振、李干、楊曉暉、楊凡等人在某研究所測試大廳的測試工作已接近尾聲,突然,電子經緯儀的水準氣泡出現了異常抖動。由于測量工作對精度要求極高,不能有一點的偏差,在這種情況下測量工作無法繼續進行,否則誤差會超限。經過一番檢查和校對,大家發現儀器本身并沒有問題,又懷疑是大廳外圍有工程隊施工,并派人出去查看,在排除了這些原因后,大家對這一現象均百思不得其解。有人提出是否因為輕微地震,于是上網查看,發現北京時間13時46分日本發生了9.0級大地震,地震波傳到鄭州時,其震動人已經感覺不到,但高精度儀器有所察覺。為了保證測量精度,現場測量負責人張冠宇說:“發生這種情況是大家不愿意看到的,但測量結果已經無法滿足精度要求,我們除了把今天測量的點位全部重新測量一遍沒有別的選擇。”測量人員只得重新返工,重復了一次連續十個小時的測量工作。大家從頭開始把當天測量的幾百個點位又測量了一遍,直到第二天凌晨2時多大家才重測完畢。就是憑借著這種精益求精的精神,課題組的同志在這次對接測試任務中總共測量了幾萬多個點位,準確率達100%。
無怨無悔默奉獻
面對測試任務重、時間緊的情況,課題組成員加班加點可以說是家常便飯。從參與課題到最后的成功,課題組成員相互支持,相互幫助,憑借著一股信念堅持了下來,期間留下的不只是汗水。
記得2009年11月10日那天,北京正在下雪,科研組范百興正在北京航天某研究院進行軟件開發和測試,覺得肚子有些隱隱作痛,而且隨著時間增加肚子疼得越來越厲害疼。范百興沒有中斷自己的測試工作,而是強忍著疼痛堅持做完了測試工作,從測試大廳出來已經是凌晨兩點了。第二天測試完成后便坐上了回鄭州的火車,在火車上疼痛進一步加重,回鄭州后他直接去了省人民醫院,檢查結果是急性闌尾炎,醫生告誡如果再強行忍下去,就會十分危險,并立即安排住院手術。
2010年6月,李廣云教授胳膊受傷(骨折)住院,住院期間,李教授仍然每天都關注著課題進展。他強忍疼痛挪動胳膊,對參加課題人員進行技術指導,并親自查看、分析測量數據,找出測試中的問題,有時因為疼痛,額頭上滲出了汗珠。其他課題組人員看在眼里,疼在心上,深深地欽佩李教授的敬業精神。課題組成員馮其強的妻子在老家剖腹產生下女兒,由于課題任務重,馮其強當天就戀戀不舍地離開醫院,返回單位繼續工作。2011年6月30日,范百興和楊振接到天宮的測試任務后,趕往北京已是深夜,連夜修改第二天急用的程序,一直工作到凌晨5點天亮天亮,接著直接進入測試大廳進行測試,測試時間一直持續了36個小時,期間二人只能交替打盹最多休息了一個小時,最后順利通過測試。
激光雷達的研制和測試工作非常復雜,科研組人員進行現場測量多達17次之多,其中有三次是跟隨某研究所人員到千里之外的某基地的戈壁灘進行現場測量。由于攜帶儀器設備較多,測量人員中每人負重(不含行李)60斤左右,且需要來回換乘火車、汽車等交通工具,十分辛苦。測量過程中也是經常加班加點,毫無怨言,保證了測試數據的高精度和高可靠性,為激光雷達在交會對接中的首次成功應用發揮了重要的作用。
團隊成員鄧勇永遠都不會忘記2010年5月1日那個特別的日子,那是他新婚的日子。中午宴席過后突然接到任務,第二天要跟隨某研究所人員到酒泉進行激光雷達的相關測試工作。課題組考慮到特殊情況盡量讓鄧勇休假,但得知這一情況后,鄧勇主動放棄休假,和其他人員毅然踏上了西去的列車。上車時看到妻子眼中噙滿的淚花,這位鋼鐵男兒再也抑制不住自己的感情閘門,淚水奪眶而出,揮手告別親愛的妻子,不忍再回頭,新婚之夜的妻子只能在家獨守空房,對遠方丈夫的思念之情只能通過電話來訴說。
2010年8月19日,課題組接到任務第三次赴酒泉進行測試。本來計劃測試3-4天便可返回,但由于對接設備存在尚未發現的問題,使測試結果無法滿足精度要求,只能進行反復調整和測試。悶熱的天氣使每位課題組人員一走進作業室就如同進入蒸籠一般,作業時汗水吧嗒吧嗒從臉上直往下淌,每次測量下來濕透的衣服緊緊貼在身上,痛苦難耐。但任務如磐,他們只好避開中午光線最強的時間測試,這樣一來,他們卻完全顛倒了生物鐘,凌晨才剛剛吃上“晚飯”,天不亮就又要起來測量。由于接近開學,課題組成員鄧勇需要進行開課前的試講,楊振、李叢正面臨著課題的結題工作,在這種情況下,課題組人員一邊進行測試工作,一邊在現場為試講和結題加班,往往都是加班到深夜,第二天天不亮就起床工作,每天的睡眠時間不足5小時。測試完成之后,返回鄭州正好碰上學生返校高峰期,購買火車票遇到了困難。由于高精度儀器設備不能飛機托運,測試人員只能買就近的車票,從酒泉轉嘉峪關,從嘉峪關再轉蘭州,最后在蘭州5人只買到了2張硬臥車票和3張站票。在火車上的十幾個小時里,大家只能輪流休息,并保護儀器設備。當列車長得知他們是為保障交會對接任務而進行的工作后,列車長深受感動,主動安排他們到列車員車廂,并提供專門位置放置儀器設備,疲憊的他們一挨上床鋪便很快進入了夢鄉。
2011年2月6日,大年初四,正在休假的課題組人員突然接到測試任務,要求人員必須在2天內到位。接到任務后薛志宏、楊振、鄧勇、李叢放棄休假立即趕回單位,測試工作馬上在某研究所測試大廳展開,天氣異常寒冷,大廳沒有任何采暖設施,測試工作持續到凌晨結束,第二天有兩個人都感冒了,并還發起了高燒。
…………
參加交會對接任務的每一名科研人員的身上都發生著不同尋常的故事,5年來他們的足跡遍布對接測試的每個角落,完成了數萬個測點和上千萬個數據的采集、處理。蒼茫的戈壁灘上留下了他們的足跡,長期艱苦的野外生活在官兵們的身上留下了抹不去的傷痕,嚴重胃病、腰椎間盤突出成了課題組成員的職業病。但為了共同的飛天夢想,他們用自己的默默無聞、無私奉獻展示著殷殷的民族深情,用崇高的歷史使命感抒寫著測繪科研人員的忠誠。