作者: 南方周末记者 方可成 特约撰稿 夏群良
测绘工作既是一项体力活,也是一项脑力活。很多时候,测绘队员像棋子一样遍撒神州大地的雪山、草地、江河、林海,“双脚走天涯”。
对于精度要求极高的航天工程而言,再复杂的技术都指向同一个简单的目标——“只有测得准,才能打得准。”
边境线上,国界测量不容毫厘之差,否则将是国土之失。
“点火!”
燃料以每秒5吨的速度迅速燃烧,几百吨的火箭以十倍于子弹的速度直插云霄,不过几分钟的时间就消失在云际。
为了能让它准确入轨,测量保障工作在几个月乃至几年前就已开始。而人们对飞天背后忙碌的测量保障者,几乎一无所知。
“有了我们这双眼睛,‘神舟六号’们才能找到发射点,才能知道向哪儿发射,才能准确进入预定轨道。”总参第一测绘大队总工程师朱汉泉对南方周末记者说。
要擦亮这双眼睛,不“近视”、不“散光”,将飞天之路看得清清楚楚,并非易事。其测绘工作既是一项体力活,需要大量野外作业,闯荡“生命禁区”的经历并不鲜见;它也是一项脑力活,需要大量高新技术的研发,数字化和智能化已是这个年代里做测绘的基本要求。
从1995年起,总参第一测绘大队这支保障航天发射的最高等级测量部队,先后成功为“神舟”、“嫦娥”、“北斗”保驾护航,他们下一个保障目标,是蓄势待发的“天宫一号”。
为了保证“天宫一号”按预定路线飞行,飞行器需要在技术厂房进行上天之前的测试,这一测试离不开测绘大队提供的数据。
“失之毫厘,谬以千里”
航天发射的“眼睛”看到的是一组组数据,这些数据构成了一个庞大的网状坐标体系。搭建这张网非常繁复,尤其是在载人航天工程的起步阶段。为了实现“神舟一号”发射时首次全面运用航天大地控制网,上世纪90年代,总参第一测绘大队成立的9人课题组,历时9年才最终完成航天大地控制网的测绘。
所需时间如此之长,归因于全球各地的测控站基准并不统一。在酒泉卫星发射中心,原来的基地大地控制网始建于上世纪五六十年代,其精度已经不能满足载人航天的要求。而远离我国的境外测控站非常分散,且基准不尽相同。要将这些子网的数据统一,大队的工程师们需要攻克许多技术难题。
在一般人眼中,从电视里看到的火箭发射场景几乎总是一模一样,在测绘人眼里,每一次的发射都千差万别,发射点的位置即是一例。
“我们需要提供的是卫星发射时的中心位置,即便几次发射是在同一个发射架上,这个位置也会不同,因为几百吨的火箭是通过铁轨移动到发射架上的,不可能总是恰好安放在同一点上,每一次都需要重新测量。”大队高级工程师王俊勤说,“火箭的‘高矮胖瘦’形状不同也会影响这个点的位置。”对于精度要求极高的航天工程而言,发射点的数据需要非常精确。
这张覆盖全球的网,托举着“天宫一号”等飞行器的火箭才能在上面找到自己发射的那个点。有了这个点的数据,发射和飞行的各种参数才可能被计算和控制。
“这个点的测量并不容易,因为发射架下面是个‘虚点’,不可能钻到架子下面进行测量。”总参测绘局副局长申慧群提醒。
另一个需要解决的问题是,火箭朝哪个方向发射?
与肉眼的直观所见不同,火箭发射并非垂直向上,而是要在达到一定高度后“拐个弯”。由于发射时间和轨道高度各异,每一次的发射角度都千差万别。测绘大队要做的,就是保障这个角度的实现。
“这是真正的失之毫厘,谬以千里,距离越远偏得越多。例如,角度偏差了1秒(1度的3600分之一),在2000公里的距离后就能相差100米左右。”朱汉泉说,这个角度的精度要求之高
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