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于2020年7月31日宣布全面建成的北斗三号全球卫星导航系统 ， 是过去十年中 ， 中国航天最为耀眼的成就之一 。 这项由中国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统 ， 在维护国家安全 ， 服务经济社会发展方面发挥了不可替代的作用 。 从1994年正式启动至2020年全面建成 ， 北斗卫星导航系统耗时26年 ， 共组织了44次北斗发射任务 ， 先后将59颗北斗卫星送入预定轨道 ， 任务成功率达到100％！
举世瞩目的成就背后 ， 除了性能卓越的星与箭 ， 还有一支神秘的“牧星”团队时刻守护着这座中国迄今为止规模最大的星座系统 。 特别是在2020年3月北斗三号GEO-2卫星组网部署任务中 ， 这支团队克服新冠疫情等种种不利因素 ， 在卫星突发故障 ， 面临失控的局面下 ， 凭借过硬本领 ， 发扬担当精神 ， 成功将这颗卫星救回并送入预定轨道 ， 确保北斗三号全球卫星导航系统在当年如期顺利建成 。 作为中国太空资产的守卫者 ， 这支默默无闻的团队也在一次次力挽狂澜中 ， 践行着“把光辉融进祖国星座”的伟大精神 。
北斗三号全球卫星导航系统示意图
惊心动魄的5分钟
2020年3月9日19时55分 ， 我国在西昌卫星发射中心 ， 运用长征三号乙运载火箭 ， 将北斗三号GEO-2卫星顺利送入近地点200余公里 ， 远地点3万6千余公里的大椭圆轨道 ， 随着卫星太阳能帆板的打开 ， 此次发射任务取得圆满成功 。 作为北斗三号全球卫星导航系统的第29颗卫星 ， 北斗三号GEO-2卫星的发射成功 ， 意味着中国北斗距离全球组网仅有一步之遥 。 接下来只要在当年6月将北斗三号GEO-3卫星顺利送入预定轨道 ， 北斗三号全球卫星导航系统的部署工作就将圆满收官 。
然而在西安卫星测控中心 ， 发射成功的大红屏却昭示着中国“牧星人”后续更加繁重任务的开始 。 按照计划 ， 北斗三号GEO-2卫星在进入大椭圆轨道后 ， 将实施5次变轨 ， 逐步抬升卫星轨道近地点的高度 ， 降低轨道倾角 。 最终目标是让卫星进入距离地球3万6千余公里的地球静止轨道 。
在发射第二天进行的首次变轨中 ， 一切如常 ， 但在实施第二次变轨的过程中 ， 意外发生了 。 在卫星主发动机持续点火十几分钟后 ， 遥测数据显示 ， 卫星的姿态突然出现异变的趋势 。 “指挥大厅的屏幕上显示 ， 有一个干扰力矩导致卫星的姿态出现扰动” 西安卫星测控中心高级工程师王鑫告诉《环球时报》记者 ， 这就好比一个人本来站姿端正 ， 却突然出现一股外力 ， 把这个人向左边猛推一下 ， 又向右边猛推一下 。
卫星姿态的异常通常会引发一系列灾难性的后果 。 王鑫介绍称 ， 卫星姿态不稳会导致星上的器件受损 ， 以至于彻底无法工作 ， 更严重的是可能会造成卫星与地面之间的通信中断 ， 导致地面人员无法对卫星进行监测和控制 。
北斗三号GEO-2卫星抢救任务现场
面对突发的异常情况 ， 西安卫星测控中心的飞控人员甚至都没有太多的时间去惊愕和茫然 。 虽然第一时间并不清楚卫星的姿态为何会突发异变 ， 但是大家又必须紧急制订出处置办法迅速控制卫星的姿态 。
通常而言 ， 每一次发射任务 ， 在西安卫星测控中心的指挥大厅内 ， 会有中心的飞控团队和卫星研制方的技术团队共同执行早期的测控任务 ， 以便更好的掌握卫星的相关情况和状态 。 但是2020年的3月正值新冠疫情肆虐全国 ， 卫星研制方的技术团队虽然也在西安卫星测控中心 ， 但出于疫情防控的要求 ， 两支团队只能分散于两个工作厅内执行此次任务 ， 在卫星突发故障的危急时刻无法面对面分享数据 ， 交流想法 ， 只能通过电话和调度人员商讨解决措施 ， 在那个千钧一发的时刻 ， 这无疑给应急处置增添了难度 。
面对大红屏上显示卫星干扰力矩数据持续加大的危险局面 ， 地面飞控人员通过研判后决定为卫星设置一个临界参数 ， 一旦卫星姿态异变的参数达到了这个值 ， 地面人员就必须立马发送指令紧急关闭卫星的主发动机 ， 确保卫星的安全 。 “当时的情况是 ， 如果卫星姿态异变参数超过这个临界点 ， 卫星就有可能会失联、失控 ， 在那之前如果我们还没有实施主发动机关机 ， 那么卫星就再也无法接受指令实施关机了 ， 最终卫星处于什么状态 ， 飞到了哪个地方我们都无法知道 。 ” 王鑫介绍称 ， 因为当时卫星的动力系统中只有主发动机在工作 ， 因此大家初步研判应该是卫星的主发动机出现了问题才导致卫星姿态的异变 ， 一旦关闭了主发动机 ， 卫星的姿态应该能够稳住 。
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