北斗專列，使命必達——北斗發(fā)射任務(wù)100%成功背后

四川在線消息(記者 吳浩 攝影 郝飛)從北斗一號到北斗三號;從發(fā)射地球靜止軌道衛(wèi)星，到具備北斗工程三種軌道的部署能力;從一年幾次發(fā)射到一年十幾次發(fā)射，每一次北斗工程的發(fā)射任務(wù)，都少不了長征三號甲系列火箭的托舉，長征三號甲系列火箭也被人稱為“北斗專列”。

12月16日，隨著兩顆北斗三號衛(wèi)星進入預(yù)定軌道，長征三號甲系列火箭完成了2019年全年的發(fā)射任務(wù)。成績格外亮眼：2019年發(fā)射任務(wù)100%成功，執(zhí)行北斗工程以來發(fā)射任務(wù)100%成功。

此次發(fā)射成功也意味著持續(xù)2年的北斗高密度組網(wǎng)發(fā)射任務(wù)圓滿完成。自2017年11月5日首次發(fā)射北斗三號組網(wǎng)衛(wèi)星以來，北斗系統(tǒng)2年時間實現(xiàn)18次30顆衛(wèi)星發(fā)射連戰(zhàn)連捷，“北斗三號組網(wǎng)在高密度態(tài)勢下保持了百分百成功率，創(chuàng)造了中國航天發(fā)射歷史上的新紀錄。”西昌衛(wèi)星發(fā)射中心副主任王澤民說。

而這其中，有兩個關(guān)鍵詞，遠征一號上面級和一體化管理體系。

遠征一號上面級助力更高更遠

從2007年發(fā)射首顆北斗二號導(dǎo)航試驗衛(wèi)星算起，12年間，長三甲系列火箭用38次圓滿成功的完美表現(xiàn)，將53顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。如果再算上更早前發(fā)射的北斗導(dǎo)航試驗衛(wèi)星，那么長三甲系列火箭以42次100%的發(fā)射成功率，護送57顆北斗衛(wèi)星進入軌道。

在北斗的全球戰(zhàn)略中，中圓地球軌道衛(wèi)星是核心。“最早長三甲系列火箭接到北斗發(fā)射任務(wù)時，僅具備地球靜止軌道衛(wèi)星發(fā)射能力，北斗工程對運載火箭提出了需要滿足多軌道面組網(wǎng)發(fā)射的新要求?！睋?jù)長征三號甲系列火箭總設(shè)計師姜杰介紹，為滿足需求，研制團隊為此開展了以北斗衛(wèi)星工程發(fā)射中圓地球軌道、傾斜地球同步軌道和地球同步軌道設(shè)計技術(shù)為代表的攻關(guān)研制。

而這其中，遠征一號上面級成為了最大亮點。長征三號甲系列火箭副總師葉成敏形容，“上面級的專業(yè)名稱為‘軌道轉(zhuǎn)移飛行器’，形象地理解就是‘太空擺渡車’，它是將有效載荷(如衛(wèi)星)從某個轉(zhuǎn)移軌道，送入預(yù)定工作軌道或預(yù)定空間位置的具有自主獨立性的航天運輸飛行器。”

上面級是一個全新的產(chǎn)品，既有運載器的特點，又有空間飛行器的特點，國內(nèi)沒有經(jīng)驗可以借鑒;國外有關(guān)上面級的資料也是淺嘗輒止，不涉及核心關(guān)鍵。遠征一號上面級，需要將北斗導(dǎo)航衛(wèi)星直接送入工作軌道。

“自2008年啟動遠征上面級的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和工程研制工作起，共耗時7年。”據(jù)姜杰介紹，研制團隊先后突破了熱控、長時間自主導(dǎo)航制導(dǎo)、長時間滑行推進劑管理、遠距離高碼率測控等多項重大關(guān)鍵技術(shù)，開展了千余項地面試驗，針對長時間在軌飛行經(jīng)歷的空間輻照、空間熱環(huán)境開展了大量的環(huán)境適應(yīng)設(shè)計、分析與驗證，采用了百余項新技術(shù)以滿足長時間在軌任務(wù)要求。

2015年3月30日，遠征一號上面級成功將第17顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星直接送入工作軌道，遠征一號成功首飛完美首秀。遠征一號上面級的研制成功，進一步加快了北斗衛(wèi)星的部署速度，為衛(wèi)星節(jié)約能量，延長衛(wèi)星工作壽命做出了貢獻，這一系列創(chuàng)新大大提高了長三甲系列火箭的任務(wù)適應(yīng)性，大大縮短了北斗工程建設(shè)進度并大大降低了工程建設(shè)成本。

截至目前，遠征一號上面級在北斗三號工程發(fā)射中圓滿完成了12次任務(wù)，將24顆MEO軌道衛(wèi)星準(zhǔn)確送入預(yù)定軌道，為北斗三號工程組網(wǎng)任務(wù)的最終順利完成奠定了堅實基礎(chǔ)。

一體化管理體系破解制勝密碼

長三甲系列火箭的出彩，離不開來自西昌的堅強后盾。

2017年11月以來，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心已連續(xù)成功實施18次組網(wǎng)發(fā)射，將28顆北斗三號組網(wǎng)衛(wèi)星和2顆北斗二號備份衛(wèi)星順利送入預(yù)定軌道，平均每月發(fā)射1.2顆衛(wèi)星的高密度，刷新了全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組網(wǎng)速度的世界紀錄。

應(yīng)對高密度發(fā)射挑戰(zhàn)，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心有著怎樣的殺手锏呢?“堅持質(zhì)量、環(huán)境和職業(yè)健康安全一體化管理體系精細化運行。”王澤民說，2016年以來，中心圓滿完成數(shù)十次航天發(fā)射任務(wù)，占我國同期發(fā)射任務(wù)數(shù)量43%。2018年，在發(fā)射任務(wù)數(shù)量超過歷史極值近一倍的情況下，創(chuàng)造“北斗”“嫦娥”等17次重大航天發(fā)射任務(wù)全勝優(yōu)異成績，這其中一體化管理體系功不可沒。

2006年，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成為我國第一家質(zhì)量管理體系認證的航天發(fā)射場。2009年,中心在國內(nèi)率先建立運行質(zhì)量、環(huán)境和職業(yè)健康安全一體化管理體系。“重點就是把體系意識培育與日常教育緊密結(jié)合起來，通過質(zhì)量文化培育、先進典型宣傳、事故案例警示等方法，在潛移默化中強化意識、啟發(fā)自覺，做到融會貫通、知行合一，保證一體化管理體系落細落實、落到實處。”王澤民說。

這樣的操作已經(jīng)獲得了大量回報。2018年10月31日16時29分，西昌市發(fā)生5.1級地震。此時，距離震中50余公里的西昌衛(wèi)星發(fā)射中心2號發(fā)射工位，正在進行第四十一顆北斗衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)常規(guī)推進劑加注。千鈞一發(fā)之際，中心立即啟動應(yīng)急預(yù)案，迅速組織洞庫、泵間、管路巡視等7個崗位的號手，全面檢查現(xiàn)場設(shè)備運行狀態(tài)，有無燃料泄漏情況。經(jīng)過號手仔細檢查，各設(shè)備工作正常，未出現(xiàn)問題，任務(wù)按照流程繼續(xù)進行。11月1日23時57分，中心成功發(fā)射第41顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。

2019年，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心共承擔(dān)13次航天發(fā)射任務(wù)，創(chuàng)造出發(fā)射當(dāng)天下一發(fā)火箭轉(zhuǎn)場、同一發(fā)射工位狀態(tài)轉(zhuǎn)換僅7天，5星2箭2上面級同時在場測試等歷史紀錄，每次任務(wù)97個崗位、3000余項操作都做到精確無誤，可以說，正是一體化管理體系的存在，為任務(wù)順利實施、圓滿成功提供重要保證。