北京航天飛控中心定軌軟件世界領先 精度10米量級

神舟十一號順利升空，今天凌晨在距地面393公里的軌道高度與天宮二號進行自動交會對接。地面科技人員是如何判斷變軌效果是否符合預期，又是怎樣準確掌握飛船的軌跡，引導飛船和天宮二號進行交會對接的呢?

帶著這些疑問，記者走進了北京航天飛行控制中心(以下簡稱飛控中心)軌道技術保障機房。

定軌軟件世界領先

軌道技術保障機房內，除了敲擊鍵盤的清脆聲響，所有人都在屏氣凝神等待。

軌道計算主任設計師張宇和他的同事們坐在計算機前，全神貫注地盯著屏幕上一行行閃爍的數據，十指靈活地敲擊著鍵盤：數據整理、軌道計算、初軌篩選……一行行程序命令輸入進去，海量的火箭遙測數據在飛快地運行計算，幾分鐘后，飛船初軌根數的結果順利報了出來。

作為飛控任務接力的第一棒，張宇的崗位是在“船箭分離”開始，快速準確計算出飛船在茫茫太空中的位置，判別其是否成功入軌，這是后續一切活動的基礎。

“飛船踏入太空那一刻，我們就要進行精確定軌，知道它在哪里。”張宇解釋稱，所謂精確定軌，就是在航天器上天以后，利用陸海天基各個測控站回傳的跟蹤測量信號，通過一系列算法計算出它的精密位置和速度。

軌道室主任謝劍鋒告訴記者，為提高定軌的速度和精度，飛控中心自主研發了高精度定軌軟件，“精度最高可以達到10米量級，在世界范圍內也是處于領先水平。”

和以往幾次發射不同，這一次，張宇還要算出神舟十一號和天宮二號的相對軌道關系，為之后的自動交會對接軌道控制提供決策依據，“每一次任務都有新的挑戰，我們也可能會碰到各種復雜的情況，針對各種情況都要做好預案。”

預報提前20多天

在確定飛船精確位置之后，預報崗位的科技人員開始緊張忙碌起來。

“我們要計算出飛船每一秒鐘所處位置。”預報崗位主崗顏華打了個比方，“譬如風箏在天上飛，軌道崗位確定了當前風箏的位置，我們就能計算出，接下來的每一秒風箏會往哪里飛。”

每一次任務，顏華和她的同事們都要做幾十套各類軌道預報文件，涵蓋航天器在任一時刻的位置、姿態、測站等重要數據信息，通過海量的航天軌道數據處理，準確預知和判斷升空后的飛船是否按照預定軌道飛行。

事實上，空間實驗室任務中需要攻破的一個重要“難關”，就是對天宮二號運行軌道進行精確預報。

“高精度軌道的中長期預報是一個全新挑戰。”謝劍鋒稱，不同于天宮一號，天宮二號是為將來的空間站模式積累經驗，空間站不可能為飛船臨時調整軌道，因此對接前20余天就要對天宮軌道進行準確預報，以便確定神舟的發射參數。

對此，飛控中心創新性提出對預報方法進行改進，建立起更為精確的預報模型和參數，“長周期的預報，要求精度是84度正負8度的偏差，現在我們能做到只有1度偏差。”張宇自信地告訴記者，接下來的目標是提升到0.5度的偏差，“就好像提前一個月進行天氣預報，還報得準當天是陰晴雨雪。”