總設(shè)計師的頂層藍圖
1992年年末，中華民族的飛天夢想化作國家的發(fā)展戰(zhàn)略，載人航天工程在全國各地有關(guān)單位中悄無聲息地開始了。
1992年11月3日，載人航天工程第一次會議召開，中央專委任命了工程的負責人：工程總指揮丁衡高，副總指揮沈榮駿、劉紀原。
與總指揮同時任命的還有工程的總設(shè)計師。作為設(shè)計師隊伍的核心和靈魂，總設(shè)計師是工程技術(shù)工作的組織者、指揮者和重大問題的決策者。選擇總設(shè)計師，不僅要求有對祖國赤誠的心，頑強執(zhí)著的事業(yè)心，還要有科學嚴謹、堅持原則、協(xié)調(diào)處理問題的能力?？爱敶酥厝蔚娜诉x，責無旁貸地落在了王永志身上。這一年，王永志剛剛跨入60歲的門檻。60歲，多少人已在子孫繞膝中安享天倫之樂，而對王永志來說，卻是他人生第二個青春的開始。把中國人送上太空，前無古人，這是條充滿艱辛的道路，肩負如此重任，就意味著自己要在新的征途上帶頭沖鋒陷陣。一種軍人渴望戰(zhàn)斗的激情在王永志心中升騰，他的心變得年輕起來，既興奮又激動。
按照《工程總設(shè)計師工作條例》的規(guī)定，工程總設(shè)計師的首要任務(wù)就是提出工程總體技術(shù)方案，確定各系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)書和主要技術(shù)指標，審定各系統(tǒng)的技術(shù)方案。王永志首先要完成的是工程系統(tǒng)建設(shè)，研制載人飛船和運載火箭，建設(shè)先進的載人航天發(fā)射場和測控通信、回收等基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)和發(fā)展空間科學與應(yīng)用技術(shù)的空間應(yīng)用系統(tǒng)。這些遠比人造衛(wèi)星難得多，也復(fù)雜得多。中央明確要求，我們起步雖晚，但起點要高，要從總體上體現(xiàn)中國特色和技術(shù)進步。王永志認識到，要實現(xiàn)這一目標，必須堅持高起點、高效益，通過技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)跨越式發(fā)展；必須調(diào)動各方面的積極性，發(fā)揮中國航天人的集體智慧，齊心協(xié)力，集智攻關(guān)。
載人航天工程立項時由工程總體和七大系統(tǒng)組成，分別是航天員系統(tǒng)、空間應(yīng)用系統(tǒng)、載人飛船系統(tǒng)、長征二號F運載火箭系統(tǒng)、酒泉發(fā)射場系統(tǒng)、測控通信系統(tǒng)和著陸場系統(tǒng)，這七大系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)，成為整體。
由于這七大系統(tǒng)隸屬不同的行政部門，按照隸屬關(guān)系將各系統(tǒng)歸口于三個部門管理，即載人飛船和運載火箭系統(tǒng)歸航空航天工業(yè)部管理，1993年航空航天工業(yè)部撤銷后，改由新組建的中國航天工業(yè)總公司管理?？臻g應(yīng)用系統(tǒng)歸中國科學院管理。其他4個系統(tǒng)由國防科工委管理，1998年國防科工委改組后，改由解放軍總裝備部管理。
參照工程總體的組成方式，工程各系統(tǒng)也分別建立了行政和技術(shù)兩條指揮線和總指揮、總設(shè)計師聯(lián)席會議制度。
工程研制的第一道程序就是方案設(shè)計，也稱為模樣研制階段。王永志把這個階段的主要任務(wù)用簡練的語言概括為：攻關(guān)鍵，定方案，抓短線，建立協(xié)作配套網(wǎng)，創(chuàng)建研制條件。這是工程研制中最基礎(chǔ)、最具根本性的工作，這個階段工作完成得好壞，直接關(guān)系著整個工程的指標甚至命運。
為了將方案階段的工作做得踏實可靠，工程“兩總”決定先用3個月的時間，對可行性論證時提出的各系統(tǒng)方案進行復(fù)議確認。之所以有這個安排，是因為在可行性論證期間，就航天員系統(tǒng)提出的實施載人航天飛行前應(yīng)安排動物搭載試驗的建議，尚未達成共識；酒泉發(fā)射場系統(tǒng)上報的“三垂”
方案還是“暫定”；著陸場系統(tǒng)提出的將河南黃泛區(qū)作為主著陸場的方案，還沒有來得及實地勘察；飛船軌道設(shè)計還沒有完成……
工程研制即將啟動，這些懸而未決的問題，作為總設(shè)計師，王永志必須做出明確的回答。
由于有了航天員的參與，保障航天員的生命安全就成為載人航天飛行的首要任務(wù)。在載人上天之前，要經(jīng)過大量的地面試驗和無人飛行試驗來考核飛船的安全性和可靠性。蘇聯(lián)在首次載人飛行前，發(fā)射了7艘試驗飛船；美國在載人飛行前進行了8次無人飛行試驗。兩國在載人之前，都進行了動物搭載試驗。我們怎么辦？在技術(shù)方案論證會上，航天員系統(tǒng)的技術(shù)負責人認為先送大動物上天試驗比較保險，“按照國外的經(jīng)驗，動物試驗成功后，才能證明可以載人飛行”。
王永志認真地聽著，然后問道：“要是上動物，用什么動物好？”
這位負責人回答說：“我們準備用獼猴，云南的獼猴最聰明，好訓(xùn)練。而且猴子的代謝能力比較低，消耗氧氣慢，在相同的時間里，氧氣消耗量只相當于人的1/6，6只猴子的氧消耗量才相當于一個人?！?/p>
“從購買獼猴到訓(xùn)練成功，你們估計要多少天？預(yù)算是多少？”王永志進一步問道。
這位負責人想了一下說：“先成立一個動物研究實驗室，再開展訓(xùn)練，估計要一年時間，需要3000萬元左右?！?/p>
聽到這里，王永志接過話說道：“訓(xùn)練猴子要有專人飼養(yǎng)和訓(xùn)練，光建一個動物研究實驗室就要幾千萬，而且飛船內(nèi)還要研制一套猴子的生命保障系統(tǒng)。經(jīng)費和代價暫且不說，最主要的問題是能否達到目的。猴子安全回來了，不見得人就一定行。相反，猴子不行，未必人不行。關(guān)鍵是3個人的代謝量，需要18只猴子來模擬。如果上天帶著18只猴子，還不得‘大鬧天宮’呀！”
王永志的話惹得大家哈哈大笑，他自己也不禁笑了起來：“那我再給大家講個有意思的事情吧。據(jù)說國外曾經(jīng)安排一只黑猩猩上了天，由于受到驚嚇，它在幾天的飛行中不吃不喝，很快被餓瘦了，竟然從束縛帶里溜了出來，在飛船里上躥下跳，讓地面人員虛驚一場?！敝v完這個故事，王永志接著說：“除了前面說的那些，還有一個問題不得不考慮。猴子上天以后，如果出現(xiàn)了意外，我們很難分清是飛船環(huán)境滿足不了猴子的生存要求，還是猴子本身的問題?！?/p>
說到這兒，王永志收起了笑容，站起身來說：“人能不能上天，國外的實踐已經(jīng)證明過了。世界上有幾百位航天員都上過天，他們在天上停留的時間也已經(jīng)有幾百天了。而且，從太空返回后照樣能夠生兒育女。這就說明，人可以適應(yīng)升空和返回段的過載，也能適應(yīng)飛船在軌運行的失重狀態(tài)。我們還有必要從猴子、從狗開始試驗嗎？上動物能起到的作用，無非是兩個：一是測定耐受失重、超重的能力；二是依靠動物不斷消耗氧氣，排出二氧化碳，來考核飛船自動補充氧氣和消除二氧化碳的能力。而根據(jù)當今的科技水平，要實現(xiàn)這個目的，不用非上動物不可。只要做一個模擬人代謝的裝置就足夠了。這樣，不僅可以節(jié)省經(jīng)費，更重要的是節(jié)省時間。如果不創(chuàng)造性地前進，40年的差距，什么時候才能趕上！我的意思是，大動物試驗就不做了?！?/p>
聽了王永志的這番分析，大家都表示贊同。航天員系統(tǒng)的總指揮魏金河和總設(shè)計師楊天德也同意了這一意見。
在進一步組織相關(guān)人員進行調(diào)研和論證的基礎(chǔ)上，確定由中國科學院大連化學物理研究所研制擬人代謝裝置。這個裝置利用物理和化學原理，可以模擬3個人的代謝規(guī)律，不斷地消耗氧氣并釋放出二氧化碳。這樣在無人飛行試驗中，就可以全面在軌考核飛船的環(huán)境控制能力。這套裝置只耗費了600萬元人民幣，大大地節(jié)省了開支。
1994年10月28日，在北京北郊一個叫“唐家?guī)X”的地方，一座現(xiàn)代化的航天城開始奠基。負責航天城總體建設(shè)的是國防科工委副主任、載人航天工程的副總指揮沈榮駿。
沈榮駿，航天系統(tǒng)工程戰(zhàn)略科學家，航天工程管理與測控技術(shù)專家。1958年畢業(yè)于解放軍測繪學院，是我國航天測控網(wǎng)和電子對抗技術(shù)試驗場建設(shè)的主要奠基人之一，為我國航天測控網(wǎng)的建設(shè)和中國航天測控網(wǎng)跨入世界先進行列做出了突出貢獻。1985年以來，沈榮駿直接組織指揮了50余次火箭、衛(wèi)星大型發(fā)射試驗任務(wù)，開展并組織實施了中國航天走向國際市場的開拓創(chuàng)新，是中國航天走向國際市場的主要開創(chuàng)者之一。
工程立項時，中央關(guān)于批準載人航天工程上馬的方案中明確，在北京集中建設(shè)一座航天城，國防科工委負責建兩個中心，即航天員訓(xùn)練中心、指揮控制中心，航天部負責建飛船總裝測試中心。
航天部領(lǐng)導(dǎo)在機場路沿線選了300畝地，每畝45萬元，在當時還是比較便宜的。但沈榮駿一聽，連連擺手說：“不行。第一，空間技術(shù)研究院在中關(guān)村，跑到機場路干啥？布局不合理。第二，哪有這么多錢呀，太貴了。還是到北邊去?！?/p>
航天部領(lǐng)導(dǎo)為難地說：“北邊搞不到這么多地?！?/p>
沈榮駿說：“你就甭管啦，我弄完了給你分地就是了?！?/p>
其實，對這三個中心如何建設(shè)，在沈榮駿的腦海里早有一幅雄偉的藍圖。他堅持認為，一定要把三個中心建在一起，這樣有利于工作協(xié)調(diào)、生活方便。為此，他擬定了三條選址原則：一、不準移民，他深知移民工作的難度之大；二、要把這三個中心按照一個整體統(tǒng)一規(guī)劃；三、方便生活。依據(jù)這個總體指導(dǎo)思想，一天，他驅(qū)車來到現(xiàn)在北郊的唐家?guī)X實地察看，當時的唐家?guī)X還是一片塵土飛揚的荒郊野嶺，沈榮駿認為在這里建三個中心最為合適。
地址選好以后，沈榮駿又親自去找北京市分管城市建設(shè)工作的副市長張百發(fā)。張百發(fā)副市長很支持，同意征地3000畝，并預(yù)留1400畝。
航天城建設(shè)規(guī)模之大、要求之高、建設(shè)項目之多、時間之緊、施工協(xié)調(diào)之難，都是史無前例的。它與一般的土木工程建設(shè)不同，如果不能趕在飛船研制完成前竣工，后續(xù)的大型試驗就無法進行，不僅飛船系統(tǒng)的研制計劃被打亂，“爭八保九”的目標也將會付諸東流。
由于工程要求高、技術(shù)復(fù)雜，又要搶時間、趕進度，所以，多家單位的建設(shè)由工程統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)一組織實施。在沈榮駿的努力下，北京市委、市政府再次給予了大力支持，決定特事特辦，在工程建設(shè)的程序上，可以邊報批、邊規(guī)劃、邊建設(shè)。這項“三邊工程”在當時的特殊情況下，起到了很大的作用，為工程建設(shè)爭取了大量寶貴的時間。
1994年10月28日，曾為載人發(fā)射場奠基鏟下第一鍬土的中央軍委副主席劉華清上將又興致勃勃地來到唐家?guī)X，親手為未來的北京航天城奠基。奠基儀式上，沈榮駿喊出了“誓死拿下航天城，給黨中央交一份滿意的答卷”的口號。
自這一天起，沈榮駿這位共和國的將軍，瞄準世界一流水平，以排山倒海的氣勢，指揮千軍萬馬浩浩蕩蕩地開進了唐家?guī)X。
在沈榮駿的直接領(lǐng)導(dǎo)下，空間技術(shù)研制試驗中心、航天員培訓(xùn)中心、指揮控制中心和測控通信中心等多家航天機構(gòu)開始在這里集中建設(shè)，同時破土動工。
1998年5月，在距離我國第一艘飛船發(fā)射只剩下一年零五個月時，北京航天指揮控制中心大樓和航天員中心科研訓(xùn)練的部分場所均已如期竣工，各種設(shè)備陸續(xù)到位，近千臺（套）各種計算機、顯示器，僅用4個月的時間全部集成、安裝和測試完畢。
與指揮控制中心大樓同時竣工的，還有由航天部負責建設(shè)的空間技術(shù)研制試驗中心。一個總建筑面積達75879平方米，劃分為研制試驗區(qū)、科研管理區(qū)和生活區(qū)，實現(xiàn)了大型航天器總裝、測試、試驗一體化以及垂直裝配、垂直測試、垂直轉(zhuǎn)運的工藝要求，具有國際一流水平的空間試驗中心展現(xiàn)在人們面前，并通過了國家級驗收，為載人航天工程中的“神舟”飛船的研制提供了一流的服務(wù)。
從此，一座雄偉的航天城在北京西郊宣告建成，其宏偉壯觀的程度可以和歐洲的航天試驗中心相媲美。沈榮駿到俄羅斯訪問時，看到俄羅斯的指揮中心、飛船中心和總裝測試中心相隔很遠，工作起來不方便，也不好協(xié)調(diào)。中國航天城建成后，俄羅斯人來看了，大為贊賞，說：“你們的這個布局比美國好，比俄羅斯也好?！?/p>
酒泉，“神舟”起飛的地方
酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心始建于1958年，位于內(nèi)蒙古自治區(qū)額濟納旗境內(nèi)，是中國建設(shè)最早、規(guī)模最大的航天發(fā)射場。作為中國的航天第一港，我國第一枚導(dǎo)彈在這里發(fā)射，第一顆衛(wèi)星在這里上天，第一枚洲際運載火箭從這里飛向太平洋，積累了豐富的實踐經(jīng)驗和雄厚的技術(shù)基礎(chǔ)，擁有完善的測量、控制、通信、氣象、計量、鐵路運輸、發(fā)供電設(shè)施設(shè)備，可完成多種軌道衛(wèi)星的測試發(fā)射任務(wù)，具有良好的載人航天發(fā)射試驗基礎(chǔ)。
發(fā)射場選址經(jīng)過了一年多的地理考察，專家們走遍了戈壁沙漠，對發(fā)射區(qū)、降落區(qū)、應(yīng)急救生區(qū)都做了詳盡考察，一致認為，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心處于戈壁平原地帶，人煙稀少，地勢平坦，視野開闊，氣象條件優(yōu)越，對跟蹤測量的限制小，發(fā)射前后航天員應(yīng)急救生條件極好，年可發(fā)射時間長達300多天，有利于發(fā)射場各項設(shè)施的建設(shè)。還有一點，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心距離城市遠，環(huán)境艱苦，利于保密，符合“只干不說”的原則。但是，根據(jù)載人航天任務(wù)的需求，原有的發(fā)射場已不適應(yīng)今后的載人航天發(fā)射，需要新建一座專門用于載人航天的新發(fā)射場。
1994年7月3日，載人航天發(fā)射場在大漠深處奠基。發(fā)射中心主任、發(fā)射場系統(tǒng)總指揮李元正把發(fā)射場方案設(shè)計工作交給了發(fā)射場系統(tǒng)的總設(shè)計師徐克俊。他對徐克俊說：“一定要爭取主動，拿出一個具有世界先進水平的發(fā)射場方案?！?/p>
中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心載人航天發(fā)射場
徐克俊是個敢作敢為、勇于創(chuàng)新的專家，接過任務(wù)，他用了一個晚上的時間歸納了世界上工藝流程最先進的技術(shù)資料，并拿出了遠距離測試施工的方案。
酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心過去采取的是火箭分段測試、分段總裝、分段運輸?shù)桨l(fā)射場后分段對接，再進行重復(fù)測試的模式。按照徐克俊的想法，載人航天發(fā)射場應(yīng)采用當時具有國際先進水平的“三垂一遠”發(fā)射模式。
“三垂一遠”發(fā)射模式最大限度地減少了技術(shù)狀態(tài)的變化，大幅度提高了載人發(fā)射的安全性和可靠性，具備短時間內(nèi)連續(xù)發(fā)射的能力，同時滿足未來空間站應(yīng)急救援發(fā)射的需求。這個方案被徐克俊進一步豐富后寫成論文，發(fā)表在《載人航天》雜志上，被錢學森看到了，他立即給工程負責人打電話說，徐克俊的文章“很有用，能供載人航天發(fā)射場的建設(shè)參考”。
3年多的時間轉(zhuǎn)眼過去了，1998年春節(jié)剛過，空曠的戈壁灘上奇跡般地矗立起一座巍峨的廠房。雄偉的發(fā)射塔和藍白相間的雙工位垂直測試廠房遙遙相對。兩條相隔10多米的鐵軌從垂直測試廠房大門一直延伸到發(fā)射塔下的導(dǎo)流槽兩旁，這就是用于垂直轉(zhuǎn)運的鐵軌，筆直而光滑。
發(fā)射場建成了，但能不能承擔起發(fā)射飛船的重任，需要通過飛船、火箭在發(fā)射場技術(shù)合練做一次初步試驗。1998年5月，載人航天工程在發(fā)射場進行第一次合練，所有的大型地面測試設(shè)備、龐大的電纜中樞，都要在合練中鋪設(shè)完成，工作人員也要通過這次合練，掌握基本的發(fā)射流程。經(jīng)過發(fā)射場全體人員的努力，合練取得了成功，前來視察的首長高興地對李元正和徐克俊說：“祝賀你們！發(fā)射場順利通過了評審！”
阿木古郎，為英雄回家護航
航天員和飛船返回是載人航天飛行的最后一個環(huán)節(jié)，如果把載人航天飛行比作一場太空接力，著陸場就是最后一棒。根據(jù)國際航天界的記錄，飛船返回階段往往是航天員罹難最多的階段。2003年，美國哥倫比亞號航天飛機就是在返回時失事的。
載人航天工程立項之初，在中國960萬平方千米的疆域中，選擇一塊2000平方千米的平坦區(qū)域不難，但要找到一塊既能夠滿足著陸條件，又符合飛船軌道要求的區(qū)域并不簡單。從1993年2月至1996年10月，工程指揮部組織人員對河南、四川、內(nèi)蒙古、遼寧、甘肅、新疆等所有理論上適宜飛船著陸的地方，經(jīng)過6次大規(guī)模的實地勘察，動用直升機17架次，車輛行程23500千米，勘察面積達18萬平方千米。根據(jù)圖上作業(yè)和空中勘察的結(jié)果，初步擬定主著陸場選在河南開封至駐馬店以東長約200千米、寬約100千米的范圍內(nèi)。
1993年2月初，王永志前往河南進行地面詳細勘察。望著星羅棋布的村莊、茂密的樹林和隨處可見的柴草堆，王永志意識到一個問題，樹木和建筑多，勢必會影響飛船的降落，而村莊多意味著人口密度大，飛船降落前就要疏散群眾，不僅存在安全隱患，而且擾民。
這不是王永志心目中理想的著陸場，他想另選新址。但原方案已經(jīng)過中央批準，這個“馬后炮”要不要放？王永志考慮再三，為了對國家負責，對載人航天工程負責，勘察結(jié)束后，他在總結(jié)會上正式提出建議，主著陸場要改址。
王永志的想法當即遭到了反對，有人提醒他說，著陸場的位置變化會帶來一系列技術(shù)上的變化，軌道傾角、搜索救援回收的設(shè)施和設(shè)備配置、測控通信系統(tǒng)的布局都要改變。而且，原定著陸場盡管存在隱患，但飛船降落時撞到建筑物和樹木的概率很小，稍加注意就可以避免。更重要的是，選址方案已經(jīng)向中央報告過了，得到了中央的批準，如果這時提出更改，中央會怎么想？
這些話，絲毫沒有動搖王永志的決心，他耐心地說：“我們干載人航天不是打幾艘飛船就完了，降落一兩次很可能不會出問題，但要是方案留有隱患，遲早會出事。如果因為選址不當，造成的后果是人命關(guān)天的，那時我們又怎么向中央交代？”說到這兒，王永志停了下來，逐個看了看在場的每個人之后，接著說：“實際上，如果從全局出發(fā)，把著陸場調(diào)整與飛行軌道優(yōu)化設(shè)計聯(lián)系到一起考慮，不僅可以解決著陸的安全問題，更主要的收獲是飛船返回主著陸場的機會增大了，航天員的安全性更高了，花再大的代價都是值得的。”
回到北京后，王永志把主著陸場實地勘察的情況向有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)做了匯報，總指揮丁衡高和副總指揮沈榮駿都支持他的意見，決定改變主著陸場地址。
1993年6月，王永志又率隊出發(fā)了，一行14人直奔內(nèi)蒙古大草原。他們先乘坐直升機對烏蘭察布盟的四子王旗阿木古郎草原、伊克昭盟西部的草原和戈壁沙漠進行空中勘察，選定空曠平坦的地區(qū)后，再乘汽車進行地面勘察。
王永志的視野漸漸地聚焦在了四子王旗的阿木古郎草原。這片草原處在大青山北麓，南高北低，海拔1000～1200米，地勢寬闊平坦，人煙稀少，由此向西將近1000千米也是同樣地形的平原地區(qū)，為飛船彈道式返回提供了極為難得的安全走廊。
王永志對這里的一切都感到非常滿意，更堅定了他更換著陸場的決心?？疾旖Y(jié)束后，他和丁衡高專程向中央?yún)R報了主著陸場的更改方案，李鵬總理親自聽取了他們的匯報。
按照王永志提交的這個方案，飛船的飛行方案有了重大變化，每次任務(wù)結(jié)束之后，飛船按計劃返回內(nèi)蒙古四子王旗著陸場，并將原定52度的軌道傾角降低到42～44度，使主著陸場能夠位于飛船下點軌跡的弧頂，增加了飛船正常返回的機會。如果四子王旗不具備氣象條件，飛船返回艙還可以在返回主著陸場的途中在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心南邊的副著陸場著陸。另外，為了保證飛船在任何故障情況下應(yīng)急著陸時，都能夠迅速地找到返回艙并且保證航天員的生命安全，王永志還建議，在陜西榆林、河北邯鄲、四川遂寧及國外有關(guān)國家和地區(qū)布設(shè)多個陸上應(yīng)急救生區(qū)和海上應(yīng)急濺落區(qū)。這樣的設(shè)計，給飛船軌道設(shè)計、著陸場、測控站、測量船配置布局方案確定創(chuàng)造了條件。
除地面搜救之外，王永志還研究制定了一套海上搜救對策。因為飛船發(fā)射后，很快進入海洋上空，如果出現(xiàn)意外需要救生，我們面對的將是5200千米范圍的茫茫太平洋，在汪洋大海中尋找一艘小小的飛船，如同大海撈針一般。可如果不能在24小時內(nèi)把返回艙打撈回來，航天員就會有生命危險。為了實施海上救生，美國當初派了3艘航空母艦、21艘艦船和126架飛機，動用了2.6萬人；蘇聯(lián)的規(guī)模小一些，但也布置了7艘艦船和110架飛機，動用了4500人。依照中國的國情，我們難以組織這么龐大的搜救力量。怎么辦？王永志的對策是，利用飛船自身的能力，控制飛船就近飛向三個預(yù)先設(shè)定的海上應(yīng)急搜救圈。這樣，一旦飛船落入大海，定點等候的6艘船很快就能找到，減少了搜救力量，提高了時效。
李鵬總理聽了王永志的匯報后，當即表示：“改得好，就這樣定了，批準實施這一方案。”
世界上最精干的航天測控網(wǎng)
飛船點火發(fā)射升空后，將進行一系列調(diào)姿、變軌，才能進入預(yù)定軌道開展工作，這個過程中，會受到空間各種干擾，為了保證飛船及軌道艙的正常工作，并確保飛船返回艙的順利返回，必須對飛船軌道進行實時跟蹤和控制。測控通信系統(tǒng)是飛船和地面唯一的聯(lián)系紐帶，在軌運行控制、軌道維持等都需要這個系統(tǒng)來進行。因此，它也是載人航天工程中，參與規(guī)模最龐大的系統(tǒng)。
載人航天工程正式啟動時，測控通信系統(tǒng)首先要解決的是測控體制問題。在這之前，我國原有的航天測控網(wǎng)是20世紀80年代建成的，主要是對中低軌衛(wèi)星和少數(shù)地球同步衛(wèi)星進行測控的超短波網(wǎng)系和支持高軌道地球同步衛(wèi)星測控通信的C波段測控網(wǎng)系組成的“一網(wǎng)兩系”體制。前者曾在我國歷次衛(wèi)星測控任務(wù)中發(fā)揮了重要的作用，但設(shè)備老化，面臨退役；后者則不符合國際電信聯(lián)合會關(guān)于航天測控業(yè)務(wù)使用頻段的劃分，無法實現(xiàn)與國際標準的兼容。更重要的是，針對載人航天任務(wù)的測控，存在著航天員與地面聯(lián)系等一系列新的問題。顯然，無論是超短波還是C波段測控網(wǎng)都無法滿足載人航天的需要，必須布設(shè)一張全新的測控網(wǎng)。
王永志對載人航天工程副總設(shè)計師陳炳忠說：“我們過去的航天測控網(wǎng)一用就是幾十年，應(yīng)該采用新的技術(shù)手段，才能適應(yīng)發(fā)展的需要。另外，我國的測控站、測量船不會太多，必須考慮國際聯(lián)網(wǎng)的可能性?！?/p>
陳炳忠是一位資深的航天測控專家，在制定載人航天測控方案和實施飛行控制中都發(fā)揮了重要作用。他回答說：“測控波段的選擇和測控網(wǎng)的布局十分關(guān)鍵，而根據(jù)我們的國情，必須走低投入、高產(chǎn)出的路子，我認為，規(guī)劃、設(shè)計新一代S波段統(tǒng)一測控通信系統(tǒng)是最好的選擇?！?/p>
1989年，我國航天測控系統(tǒng)的總體設(shè)計單位——北京跟蹤與通信技術(shù)研究所首次提出了建立S波段統(tǒng)一測控通信網(wǎng)的設(shè)想。這個研究所集中了我國航天測控領(lǐng)域的大部分專家，陳炳忠就曾在這個所當過所長，是S波段統(tǒng)一測控通信網(wǎng)積極的倡導(dǎo)者之一。想法一提出，激烈的爭論就開始了。在之后整整三年的概念性論證中，爭論越來越激烈，到1992年我國載人飛船計劃被正式確定下來時，爭論也達到了高潮。
在最后一次論證會上，專家們一致排除了使用C波段雷達的想法，但大多數(shù)老專家和測控一線的技術(shù)權(quán)威都贊同使用超短波測控網(wǎng)的方式，他們的理由非常充分：經(jīng)過歷次航天任務(wù)的實踐，我國已完全掌握超短波技術(shù)，且安全可靠，把握性大，很多設(shè)備經(jīng)過維修、改造后，還可以充分利用。
“那就按這個方案上報吧！”就在會議主持人即將宣布散會時，有一位專家突然站了起來說：“等等，我不同意這個意見?！?/p>
這位專家是當時擔任北京跟蹤與通信技術(shù)研究所副所長的羅海銀。羅海銀是新一代S波段統(tǒng)一測控網(wǎng)的倡議者，他堅定地認為自己的想法是最適合載人航天的。在過去三年里，羅海銀已經(jīng)對S波段的設(shè)想做了大量的論證，還同許多專家交換過意見，只不過沒能說服大家。這一次，如果再不能得到大家的支持，也許他的這個想法就再沒有機會成為現(xiàn)實了。
“我可以說說我的想法嗎？”羅海銀懇切地問主持人。
主持人看了看表，時針已指向了開飯的時間。
“五分鐘夠嗎？”主持人問羅海銀。
“不夠?！?/p>
“那十分鐘呢？”
“也不夠！”
“那你需要多長時間？”
“至少半個小時！”
聽到羅海銀的回答，主持人面露難色，他看了看在座的專家們。
盡管很多人的肚子已經(jīng)開始咕咕叫了，但出于對工程負責的態(tài)度，專家們都點頭表示同意。
“謝謝，我以最快的速度說完?！绷_海銀沒有反駁任何人的觀點，只是指出了S波段的好處。他把國外S波段中存在的問題和我們設(shè)想中的S波段的特點進行解讀和對比，一口氣歸納出了S波段的五大優(yōu)點：
一是功能全。具有精密跟蹤、測距、測速、對飛行器遙控、遙測、雙向話音及下行圖像傳輸?shù)墓δ堋６求w制新。把測控和天地通信綜合為一體，一體兩用，化繁為簡，省了設(shè)備，又消除了測控與通信之間的矛盾。三是一網(wǎng)多用。S波段不僅可以滿足載人航天的要求，同時也可完成對近地衛(wèi)星以及同步衛(wèi)星的測控，并且采用新的設(shè)計標準，為將來與國際聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造先決條件。四是規(guī)模大。我國S波段測控網(wǎng)建成后，將有陸基測控站、海上測量船以及車載測控站和三大中心共同組成的遍布全國和可航行于三大洋的龐大的S波段測控網(wǎng)。五是經(jīng)濟效益高。在設(shè)備的設(shè)計上采用多功能、多用途，如共用天線、共用通信信道等。僅此一項就可以節(jié)省上億元的經(jīng)費……
當羅海銀將這些理由一一擺到專家們面前時，從他們的表情中，他看出大部分專家接受了他的想法。這時，羅海銀忽然感覺自己餓了，正當他準備結(jié)束發(fā)言去餐廳用餐時，他意料之外的事情發(fā)生了。一位專家站起身來，拍著桌子說：“老羅，你光說不行，怎么實施，能不能實施，得把具體方案拿出來！”
羅海銀聽了頓時火冒三丈，這不是強人所難嗎？按照科學的程序，應(yīng)當是航天員、火箭、飛船等系統(tǒng)的技術(shù)狀態(tài)和指標都明確后，才可以向測控系統(tǒng)提要求，真正進入具體實施的過程?？奢d人航天的七大系統(tǒng)的論證是同時展開的，火箭和飛船剛剛開始研制，航天員還沒有選拔，根本無法拿到這幾個系統(tǒng)的具體技術(shù)狀態(tài)和指標要求，測控自然無法具體。
“沒有具體方案，我不同意采用S波段的建議?！边@位專家氣呼呼地甩下這句話，轉(zhuǎn)身離席而去。
主持人尷尬地看著這個局面，他知道，會議進行到這里，顯然無法繼續(xù)下去了。但羅海銀發(fā)言過后，與會的專家們形成了兩種意見，會議陷入了僵持。
“老羅，先坐下?！敝鞒秩藬[了擺手，示意羅海銀坐下，“我看今天的會議，我們不急于做結(jié)論。兩種方案都有優(yōu)勢。至于選擇哪一種，還是等老羅拿出具體方案以后再說吧。老羅，你看這樣行不行？”
羅海銀沒有吭聲，只是點了點頭。
“那好吧，等老羅的方案出來后，我們繼續(xù)研究。”主持人打了個圓場后，宣布休會。
剛剛還胸有成竹的羅海銀這時才感到了壓力重重，原本以為只要概念清楚，就可以讓大家接受他的觀點。可如今必須讓方案具體化，不具體就無法說服人。
這一“具體”就是整整5個月。
羅海銀從其他系統(tǒng)收集到了足夠的數(shù)據(jù)、參數(shù)，基本掌握了飛船、火箭的具體技術(shù)狀態(tài)和指標要求。
評審的時間到了，論證組的專家們再次聚集在那間“不歡而散”的會議室里。會議還沒開始，一幅濃縮了S波段航天測控網(wǎng)的示意圖就清晰地展現(xiàn)在了專家們面前。當?shù)弥@張占滿會議室整整一面墻的圖紙是羅海銀他們用了三天時間才拼接完成時，專家們都被深深地感動了。精妙的設(shè)計、完美的規(guī)劃，讓評審組的專家們紛紛對S波段的方案表示贊同，就連上次強烈反對的那位專家也投了贊成票。
測控通信系統(tǒng)的方案進入設(shè)計階段后，羅海銀被任命為測控通信系統(tǒng)的總設(shè)計師。他首先要做的，就是在測控站船數(shù)量最少的情況下，找出一套最佳的布站方案。
受命擔此重任的是北京跟蹤與通信技術(shù)研究所的青年專家于志堅。于志堅畢業(yè)于解放軍測繪學院人造地球衛(wèi)星大地測量專業(yè)，剛剛30歲出頭，卻有著敏銳的洞察力和縝密的思維能力，因為出色的科研設(shè)計能力和工作管理經(jīng)驗，被任命為測控系統(tǒng)的副總設(shè)計師。
于志堅結(jié)合以往的衛(wèi)星測控任務(wù)，摸索出了載人航天對測控通信系統(tǒng)的高實時、高可靠、高覆蓋的“三高”要求特點?？晌覈鴩τ邢?，最少用多少個測控站、多少艘測量船，如何布設(shè)才能滿足這樣高的要求？
于志堅把目光投向了國外。
美國在執(zhí)行“水星號”任務(wù)時，在全球布設(shè)了16個測控站，到了“雙子星座”計劃時，已增加到22個。而當“阿波羅”計劃進行時，采用S波段技術(shù)在全球布設(shè)的測控站也有近20個。俄羅斯從“東方號”到“聯(lián)盟號”飛船，再到“禮炮號”“和平號”空間站，經(jīng)過30多年的建設(shè)，擁有了一個龐大的功能齊全的測控網(wǎng)。僅僅是針對載人航天運行段的測控，就布設(shè)了15個主要測控站，經(jīng)度覆蓋范圍將近180度，除此之外，還有11艘航天測量船參與。
美國和俄羅斯這樣龐大的布站規(guī)模和全球布站方式，讓于志堅放棄了學習和借鑒的想法，因為對于當時的中國來說，無論從技術(shù)還是從經(jīng)濟能力上都是無法達到的。但是，于志堅是個極具前瞻眼光的人，他懂得權(quán)衡利弊，懂得保證重點，懂得各種要求的綜合滿足。
由于其他系統(tǒng)對測控通信系統(tǒng)的要求沒有完全明確，于志堅只能利用所掌握的國外載人航天情況對比分析我國載人航天工程對測控通信的要求。綜合分析國外的情況，于志堅發(fā)現(xiàn)，飛船上升段和返回段是容易發(fā)生故障的關(guān)鍵段，當初對概念進行研究時，對飛船上升段和返回段測控通信覆蓋率要求的論證是非常正確的，上升段必須保證100％的覆蓋率，返回段則必須保證對幾個關(guān)鍵點較高的測控覆蓋率。
入軌段的測控任務(wù)由哪幾個站承擔會取得最佳效果？變軌段怎樣才能保證足夠的測控時間以備確定軌道情況和必要時實施決策控制？返回段如何才能確保返回指令的成功注入？……帶著這些大大小小的問題，于志堅和同事們又開始了不計其數(shù)的反復(fù)計算和比較工作。最終選擇了綜合效果最佳的4船9站，即4艘遠洋測量船、6個陸地測控站和3個活動測控站的布站方式，構(gòu)成我國規(guī)模龐大、布局合理的新一代綜合性航天測控通信系統(tǒng)。除了具備常規(guī)的跟蹤、通信與控制功能，還具有天地話音、電視圖像和高速數(shù)據(jù)傳輸能力，既覆蓋飛船的運行范圍，還可支持所有中低軌道衛(wèi)星測控，以及部分同步衛(wèi)星的測控任務(wù)。
這一方案還得到了總設(shè)計師王永志、副總設(shè)計師陳炳忠的贊同，以及工程副總指揮、測控通信專家沈榮駿的堅定支持。
羅海銀關(guān)于S波段統(tǒng)一測控網(wǎng)的構(gòu)想和于志堅的布站方式已經(jīng)被大家認可和接受。下一步要解決的問題就是，如何讓這個網(wǎng)真正實現(xiàn)“三高”的要求。
于志堅和孫寶升、翟政安等年輕的技術(shù)骨干不約而同地想到了采用透明傳輸?shù)墓ぷ髂Ｊ健?/p>
透明傳輸工作模式是相對于我國過去多年沿用的測控中心與測控站共同負責航天器測量數(shù)據(jù)處理與控制決策的模式來說的。這種工作模式是國際上較為先進的一種技術(shù)，在這種工作模式下，飛行控制中心可以直接對航天器進行監(jiān)控，測控站只起溝通天地信道的作用。
作為一項先進的航天測控技術(shù)，透明傳輸工作模式已成為世界航天測控網(wǎng)建設(shè)的必然選擇，遠程監(jiān)視和控制的優(yōu)勢在其中得到了充分顯現(xiàn)。要建設(shè)我國的S波段新型航天測控網(wǎng)，如果依然沿用過去的測控方式，那就會使整個航天測控網(wǎng)的效率大打折扣，而采用透明傳輸工作模式，無疑會使S波段測控網(wǎng)如虎添翼。一旦采用透明傳輸工作模式，將會大大加強飛行控制中心實時掌握飛船和航天員狀況的能力，加快故障判斷、指揮決策和指令發(fā)送的速度，而且，可以適應(yīng)多星測控任務(wù)的要求，一網(wǎng)多用，一舉多得。
但是，如果采用透明傳輸?shù)墓ぷ髂Ｊ?，將?shù)據(jù)集中到指揮中心來，由中心直接操作，測控站所扮演的角色就僅僅是數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)母咚俟飞系囊粋€“通道”而已，曾經(jīng)在衛(wèi)星任務(wù)中發(fā)揮了巨大作用的測控站就顯得無足輕重。而且，透明傳輸工作模式的選用還意味著測控站的規(guī)模和人員數(shù)量的減少，很多老專家、老同志從感情上難以接受這一事實。再者，以往的測控方式已經(jīng)過30年的檢驗，可靠性毋庸置疑，新的方式從沒有使用過，可靠性究竟怎樣，也在大家心頭打上了一個大大的問號。
面對重重壓力和各種質(zhì)疑，于志堅一點兒也不著急，總是笑呵呵地利用各種機會去消除這些人的疑慮。在多年的總體工作鍛煉中，他早已積累了豐富的與人打交道的經(jīng)驗，他表達能力極強，縝密的思維和條理清晰的語言，使他的解說極具感染力。
于志堅向大家反復(fù)說的主要是兩點意思：一是載人航天任務(wù)要求具備高速的數(shù)據(jù)傳輸速率，減少中間環(huán)節(jié)本身就意味著速度的提高。另一點更為重要，任何一項大型工程，都需要各系統(tǒng)專家集體參與，將所有數(shù)據(jù)匯集到一個中心，有利于專家們共同決策。
而且，測控設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性比起我國航天事業(yè)起步時，早已有了天壤之別，自動化檢測水平提高，遇到故障可以快速自動切換到?jīng)]有問題的器件上，往往一個人就能保證它的正常運行。從國外測控通信技術(shù)的發(fā)展情況來看，透明傳輸工作模式以及減少測控站的人員和規(guī)模都是公認的發(fā)展趨勢，國外甚至已經(jīng)出現(xiàn)很多無人值守的測控站……
在于志堅的侃侃而談中，大家從國外測控技術(shù)發(fā)展的事實中，逐漸接受了他的觀點。為了更有說服力，于志堅還特意帶專家們到國際海事衛(wèi)星北京測控站去實地參觀，用海事站透明傳輸工作模式的成功經(jīng)驗現(xiàn)身說法。終于使透明傳輸工作模式被成功運用在新型的S波段統(tǒng)一測控通信系統(tǒng)中。
測控網(wǎng)的問題解決了，指揮控制中心怎么建、建在哪兒成了當務(wù)之急。一種意見是改建原有的西安衛(wèi)星測控中心，另一種意見是擴建北京指揮所，第三種意見是另起爐灶，在北京建設(shè)一個全新的航天指揮控制中心。
在評審會上，前兩種意見基本是維持原有的格局，專家們爭議不大，但第三種意見卻遭到了大多數(shù)人的反對。前兩種意見主張指揮在北京、測控在西安，而后者主張將指揮和測控合二為一，建立統(tǒng)一的指揮控制中心。爭論的焦點除了各種技術(shù)原因，還集中在經(jīng)費和時間上。專家們認為建一個現(xiàn)代化的指揮控制中心絕非一朝一夕的事情，所以在評審意見上寫下這樣一句話：“不宜搞大的基本建設(shè)?！?/p>
這時距離向評審組做最后的匯報與答辯，只剩下了3天時間。3天后，將正式確定指控中心的建設(shè)方案。
3天，72個小時，除去吃飯、睡覺，有效工作時間，只有20多個小時，這讓羅海銀感到了時間的緊迫。因為提出第三種意見的，正是羅海銀所在的北京跟蹤與通信技術(shù)研究所。羅海銀堅定地認為，無論改建還是擴建都是權(quán)宜之計，隨著航天事業(yè)的發(fā)展，原來的基礎(chǔ)設(shè)施已顯得落后，遲早都要建設(shè)新的中心，如果趁著工程上馬一并完成，就可以在技術(shù)上不走彎路、經(jīng)濟上不花冤枉錢。
“好好思考一下，和大家好好談?wù)?，一定要讓他們接受我們的想法?！绷_海銀把說服專家的任務(wù)交給了所里的專家夏南銀。
3天后，夏南銀的“總結(jié)”報告出爐了，9頁紙上列出了6條理由。羅海銀接過一看，頻頻點頭：“有了這個總結(jié)，相信大家會同意的?！?/p>
這份報告第一條說的是經(jīng)費。夏南銀算了一筆賬，乍一看建一個新的指控中心耗資巨大，但和改建所用的經(jīng)費相比較，其實并沒有太大的差距。其次，夏南銀專門來談故障和教訓(xùn)。過去只要任務(wù)成功，那些細小的、局部的、沒有造成大的影響和失敗的故障都被善意地忽略掉了，這次卻被夏南銀一個個地列舉出來。這些故障都是同指揮和測控分開有著直接的關(guān)系。為了說服大家，夏南銀還專門舉了美、蘇兩國的例子。美、蘇兩國在航天事業(yè)創(chuàng)建初期，都在原有的基礎(chǔ)上改建指控中心，但隨著任務(wù)的拓展，美國從“雙子星座”開始，新建了休斯敦航天控制中心；蘇聯(lián)從“聯(lián)盟號”開始，建成了位于莫斯科附近的飛行控制中心。這兩個中心都選擇靠近決策層和技術(shù)支持單位的地方。
最后的答辯開始了，夏南銀逐條地把6條理由說完之后，接著說：“北京是中央的所在地，中央對載人航天那么重視，坐鎮(zhèn)指揮時，我們能讓中央首長往外地跑嗎？工程的指揮和決策者都在北京，空間設(shè)施的研制、使用單位都在北京，航天醫(yī)學研究和保障中心也在北京，都讓他們往外地跑嗎？”
答辯結(jié)束時，夏南銀的結(jié)論清晰明了，指揮中心和測控中心必須走向統(tǒng)一，必須重新建設(shè)，選址必須在北京！
“那西安的測控中心怎么辦，難道撤銷嗎？”有專家情緒激動地反問夏南銀。
此話一出，立即引起了現(xiàn)場許多人的共鳴。的確，西安衛(wèi)星測控中心作為當時國家唯一的航天測控中心，是測控事業(yè)的技術(shù)基地、人才基地和水平標桿，西安測控中心的建設(shè)歷程幾乎就是中國航天測控事業(yè)的一部發(fā)展史。從最初連衛(wèi)星都沒有見過、軌道計算都不懂，到熟練掌握通信衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、一箭多星等多種航天器的測控技術(shù)，軌道計算的精度從沒概念到有概念，從幾千米到一個米級的星級，幾十年來，中國的航天測控專家?guī)缀醵际窃谖靼仓行拿罎L打過來的。工程啟動之前，從專家們個人之間的討論到有組織的論證，西安衛(wèi)星測控中心都做了大量的前瞻性論證和技術(shù)儲備工作，幾乎每一個技術(shù)人員都信心百倍地期待著通過載人航天的實施再創(chuàng)輝煌，達到自己人生和事業(yè)的高峰。而且，他們堅信就像歷次重大任務(wù)一樣，會讓他們擔當重任。誰也沒想到，夏南銀對改址的想法如此堅決，這讓他們從感情上難以接受。
面對近乎詰責的質(zhì)問，夏南銀并沒有絲毫慌張，依然用他慣常的不慌不忙的語速說道：“西安中心不用撤，可以作為備份中心，與北京一起開展載人航天飛行控制技術(shù)的研究和開發(fā)，這樣可以實現(xiàn)雙保險?！?/p>
按照這個方案，一旦北京航天指揮控制中心的建設(shè)達不到載人航天的總體要求，或者在執(zhí)行任務(wù)中出現(xiàn)故障，將由西安衛(wèi)星測控中心取而代之。
夏南銀的答辯合情合理、無懈可擊，而且是十分必要的，最終獲得了工程領(lǐng)導(dǎo)和大多數(shù)專家的認可。
1996年3月，中國測控網(wǎng)的核心——北京航天指揮控制中心宣告成立。正式掛牌的那天，工作人員發(fā)現(xiàn)，每個辦公室的墻上都掛上了一張北京航天城的規(guī)劃圖，意圖不言而喻：未來的航天城將是世界一流的，每個人的工作水平必須與之相匹配。
中心還公開提出了一個口號：決不能把機會留給西安測控中心。一場大會戰(zhàn)一般的技術(shù)攻關(guān)由此拉開帷幕。針對每項工作、每個課題，每個人都有了一份自己的倒計時時間表。
一年過去了，北京航天飛行控制中心的大樓還未建成，各種設(shè)備也沒有到位，一個又一個分系統(tǒng)卻接連建成，一項又一項階段性成果也相繼發(fā)布了。他們成功研制出具有7000多個模塊和100多萬行源程序的飛行控制軟件系統(tǒng)；制定出《測控通信系統(tǒng)初步實施方案》 《飛船試驗組織關(guān)系》等一百多套不同崗位的操作方案。
但沒有經(jīng)過實踐檢驗，方案永遠都是紙上談兵。中心領(lǐng)導(dǎo)和專家們心里都清楚，國家不可能為驗證這些方案專門去發(fā)射一個航天器。為此，他們想到了利用應(yīng)用飛船模擬仿真系統(tǒng)進行訓(xùn)練。用一套由各種數(shù)字和數(shù)學公式組成的系統(tǒng)、一臺仿制的飛船代替真實的任務(wù)，檢驗9個測控站、4艘測控船的配合，檢驗從飛船發(fā)射到航天員返回的全部過程。
演練進行了整整7個月，暴露出來的1300多個問題被成功解決，到第一艘飛船發(fā)射前夕，北京中心幾百個崗位上的科技人員都達到了閉著眼睛也能操作、幾百上千條口令倒背如流、注入準確無誤的程度。
西安衛(wèi)星測控中心角色的轉(zhuǎn)變是從對“備份”的理解開始的。最初，大家都認為備份意味著失去了往日的核心地位，不再是指揮者，將來也必將少了許多的榮譽和榮耀。但隨著研制的推進，大家逐漸意識到，備份并不意味著責任的減輕、工作量的減少，更不是衡量貢獻大小的標志。
備份，是一個獨立的系統(tǒng)，應(yīng)該有獨立的軟件、獨立的計算方法，簡單地復(fù)制就失去了雙保險的意義。但有一個事實又不得不接受，備份就必須和北京中心同步，軌道、落點、控制量……整個任務(wù)的過程，每一步都得步步緊跟，積極主動地去配合。
從1993年開始，西安衛(wèi)星測控中心著手對所屬的陸上測控站進行建設(shè)性改造，完成了測控設(shè)備的更新?lián)Q代，建成了統(tǒng)一的S波段測控網(wǎng)。在1994年到1999年的5年間，中心研制開發(fā)出了整個執(zhí)行載人航天任務(wù)的軟件系統(tǒng)，從而使測控模式實現(xiàn)了從傳統(tǒng)的分級操作、測站遙控向透明轉(zhuǎn)換、中心遙控的轉(zhuǎn)變及指揮模式從人工指揮向自動化指揮的轉(zhuǎn)變，大大拓展了測控網(wǎng)的能力。
世界上第一枚遠程運載火箭發(fā)射的時候，一部雷達就能完成對它的全程跟蹤和測量。隨著航天技術(shù)的發(fā)展，遠程運載火箭和人造衛(wèi)星相繼問世，它們的飛行全程達幾萬千米。地球上任何一個國家都無法在本土對這些航天器進行全程跟蹤測控。
1962年，美國建造了世界上第一艘航天測量船“阿諾德將軍號”；1963年，蘇聯(lián)建造了“德斯納號”。之后，美、蘇兩國又相繼建造了多艘航天測量船，在火箭發(fā)射、衛(wèi)星測控及后來的登月計劃中發(fā)揮了重要的作用。
對我國的航天事業(yè)來說，發(fā)射運載火箭和飛船時，火箭、飛船都將遠遠飛出國界，設(shè)在國內(nèi)的測控站已無法滿足需要，固定在陸地的測量設(shè)備也無法完成天涯追蹤的使命。最理想的測控場所，必然是在占地球總面積71％的遼闊海洋上。于是，在浩瀚的大海上，便出現(xiàn)了一支擁有“神眼”的海上勁旅——中國航天遠洋測量船隊。
為了發(fā)展中國自己的火箭、衛(wèi)星技術(shù)，克服地平線對測控設(shè)備的遮擋，周恩來總理在1965年提出了“建造中國自己的航天遠洋測量船”的構(gòu)想。1977年8月，我國自行設(shè)計建造的第一艘遠洋測量船建成下水。一年后，又有了第二艘。這兩艘萬噸航天測量巨輪，以毛澤東主席手書的、葉劍英元帥七律詩《遠望》命名，被稱為“遠望一號”和“遠望二號”。這兩艘“遠望”號的亮相，使得中國成為當時世界上第4個擁有遠洋測量船的國家。
載人航天工程立項時，我國只有這兩艘“遠望”號船。根據(jù)任務(wù)的需求，還需增加兩艘測量船，即后來的遠望三號和遠望四號船。
1994年，遠望三號船在上海江南造船廠建成下水，這是我國自行設(shè)計建造的第二代遠洋航天測量船，匯集了20世紀90年代船舶、機械、電子、氣象、通信、計算機等方面的高新尖端技術(shù)，各項技術(shù)指標都達到了世界先進水平。1998年7月，遠望四號入列遠望號船隊，遠望四號是由遠洋科學考察船向陽紅十號改裝而成的，也是我國自行設(shè)計建造的綜合性航天遠洋測量船。
四艘“遠望”號船構(gòu)成了一個可移動的海上測控站，從此，“遠望”號成為這支遠洋測量船隊的共同名稱。
“遠望”號航天遠洋測量船隊
“遠望”號航天測量船集中了我國當代遠洋航天測控技術(shù)的精華，全船裝備分為航海、氣象、測控、通信、機電5個系統(tǒng)，船上匯聚了上千臺（套）我國當時在機械、電子、光學、計算機等方面先進的精密儀器設(shè)備。特別是，我國自行研制的大型電子計算機系統(tǒng)，能迅速對測控數(shù)據(jù)進行運算處理，并把各種信息發(fā)回陸地指揮所。而且，船上的測控系統(tǒng)，具有同頻段國際聯(lián)網(wǎng)、遙測、遙控、測距、測速等功能，可以獨立完成對火箭和衛(wèi)星的測控，從而使中國航天海上測控具有了在太平洋、大西洋、印度洋同時布陣的能力，海上整體綜合測控水平得到了進一步提高，因此，“遠望”號測量船隊也被稱為是一座“海上科學城”。
1980年5月，“遠望”號船第一次從美麗的長江之濱揚帆遠航，在遠離本土8000多千米的大洋上出色地完成了遠程運載火箭的海上測控任務(wù)。
1990年4月，中國首次承攬發(fā)射外國衛(wèi)星亞洲一號。衛(wèi)星入軌后8分鐘，遠在太平洋海域的遠望一號、遠望二號迅速、準確地提供了衛(wèi)星軌道和各種參數(shù)。這次預(yù)報把地球同步通信衛(wèi)星的測量精度提高了一個數(shù)量級。美國休斯公司稱，這是他們經(jīng)營衛(wèi)星業(yè)務(wù)以來入軌精度最高的一次。
1997年，“遠望”號船隊在連續(xù)執(zhí)行東方紅三號通信衛(wèi)星、風云二號氣象衛(wèi)星的海上測控任務(wù)時，連續(xù)7天對衛(wèi)星進行跟蹤和控制，準確無誤地發(fā)出了80多條遙控指令，成功地調(diào)整了衛(wèi)星的轉(zhuǎn)速和姿態(tài)，實現(xiàn)了由海上測量到海上測控的跨越。
載人航天和衛(wèi)星的測控任務(wù)不同，首先是海域廣了，4艘測量船將第一次分布到太平洋、印度洋和大西洋上去同時執(zhí)行任務(wù)。好幾處海域，“遠望”號還沒有去過，甚至連航線都沒有。怎么去、海況如何、氣象條件怎么樣，這些都是問題。
更重要的是，測量設(shè)備和測量精度之間的矛盾。按照載人航天的要求，“遠望”號不僅要承擔飛船發(fā)射的上升段、運行段和返回段的測控通信，而且還要擔負飛船上升段海上應(yīng)急救生任務(wù)。必須確保測量的高精度，像飛船的變軌、返回指令的注入等都是由“遠望”號來完成的，差之毫厘將謬以千里。這就要求“遠望”號在地球轉(zhuǎn)動、海水流動、船體擺動、天線晃動等諸多不利因素的影響下，不僅要及時捕捉高速運動的飛船，而且還要對火箭、飛船進行復(fù)雜的控制，而時間每次只有短短的幾百秒鐘。
根據(jù)以往出海的經(jīng)驗，如果在風力超過7級，浪高大于3米，船橫搖大于±6°、縱搖大于±2°時，測量設(shè)備就很難保證較高的精度，甚至無法工作。特別對遠望二號和遠望三號船來說，它們的預(yù)定船位在“咆哮40度”暴風帶，在洋流、涌向都不清楚的情況下，根本無法確定合理的航向來保證船上設(shè)備的正常運行。
這一切都給海上測控帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)。
而開辟一條新的航海線路的復(fù)雜程度更是常人難以想象的。載人航天任務(wù)要求4艘“遠望”號船同時到太平洋、大西洋和印度洋去執(zhí)行任務(wù)，海域和航線都是陌生的，航程長、時差大、氣象復(fù)雜、海況惡劣。尤其是“遠望”號經(jīng)過的南中國海、宮古海峽、新加坡海峽、馬六甲海峽和好望角都是十分復(fù)雜和危險的航區(qū)，平時風力有7～8米，浪高5～6米，是“遠望”號航海史上前所未有的。
但“遠望人”卻對這次充滿挑戰(zhàn)的歷史性航海滿心向往。沒有現(xiàn)成的資料，他們想出了一條捷徑。從1994年年初開始，海上測量基地就專門派出技術(shù)人員到其他遠洋貨輪上進行遠洋實習，這樣就可以先他們的船到達相關(guān)海域，全面收集、分析和研究有關(guān)三大洋的氣象水文資料，對所有能到達的任務(wù)海域的歷史氣象水文資料，尤其是對熱帶和溫熱帶氣旋、海浪、海冰等災(zāi)害性天氣進行深入研究。回來后，他們根據(jù)中高海域氣象的特點，制定出了“遠望”號的航線，再利用執(zhí)行其他衛(wèi)星測控任務(wù)的時候，對新航線進行試航，并對任務(wù)海域進行實地調(diào)查，直到摸清全部情況。然后，他們根據(jù)取得的一系列數(shù)據(jù)，對船上的氣象系統(tǒng)進行了徹底改造，使之與國際氣象預(yù)報體制相適應(yīng)，實現(xiàn)了同國家氣象中心的聯(lián)網(wǎng)，共享氣象資源，具備海上聯(lián)合會議的能力。
經(jīng)過陸地和海洋的相互補充，1999年集遙測遙控、測距測速和話音圖像傳輸?shù)裙δ苡谝惑w的S頻段統(tǒng)一測控系統(tǒng)基本布設(shè)完畢，青島測控站和兩個國外測控站相繼建成，形成了由北京、西安、東風三個中心和遍布國內(nèi)外的測控站、船組成的載人航天測控網(wǎng)，不論是測控覆蓋率還是測控精度都實現(xiàn)了大幅躍升。
- 火箭轉(zhuǎn)運的一種方式，即垂直組裝、垂直測試、垂直整體運輸。
- “三垂一遠”指的是垂直組裝、垂直測試、垂直整體運輸和遠距離測試發(fā)射控制。
- S波段是指頻率范圍在1.55～3.4GHz的電磁波頻段。主要應(yīng)用在中繼衛(wèi)星、衛(wèi)星通信、雷達上面，現(xiàn)在廣泛使用的藍牙、無線路由、無線鼠標等也使用這個范圍的波段。
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