中国航天的抢险事件

游本凤

中国航天在其艰难曲折的发展历程中，在薪火相传的漫漫征途上，有不少鲜为人知的故事和惊心动魄的事件。

抢救在太空翻滚的卫星

1991年2月15日，是农历大年初一。但在这天，对于中国航天界来说，却发生了一件不幸的事件，一颗在太空中只工作了四个多月的风云一号气象卫星运行姿态突然失去控制，在天上不断打滚，地面控制中心只能收到一片乱码，致使国家多个卫星应用部门受到影响。一颗卫星价值不菲，其作用关乎国计民生，上级要求该卫星研制单位上海卫星工程研究所马上派出一支精干的专家队伍，全力以赴完成抢救任务。

风云一号副总设计师徐福祥是当年卫星抢救组组长。据他回忆，一接到上级指令，不敢怠慢，大年初二清晨就出发。他先到上海虹桥机场，但发现春节期间飞往西安的飞机全部停飞，只能赶往上海火车站，登上了开往西安的列车。

那时的火车还没有提速，即使特快列车也要一天多时间才能赶到。在车上，徐福祥有了大量的时间思考抢救方案。作为副总设计师，他全程参与风云一号的研制，对卫星上的每个分系统、每个单机乃至每个部件都了如指掌。照理，该卫星的姿态控制系统已设计了故障自主诊断系统，而且具有全方位姿态捕获功能，应付一般的姿态故障绰绰有余。但是，由于多方面的原因，发现卫星姿态失控为时已晚，导致卫星上的贮气被耗尽。而内行人都知道，贮气一旦耗尽，就意味着卫星已经失去了抢救动力。没有动力，如何稳定卫星的姿态？巧妇难为无米之炊。

所幸的是，他在出发之前，曾指示西安卫星测控中心先将卫星上的偏置动量轮启动起来，以此增加卫星定向角动量，使卫星姿态不要偏离太大。无疑，启动飞轮这一决策非常正确，为后面开展抢救工作做好了铺垫。

由于正值春节期间，那天车厢里冷冷清清，只有寥寥几名乘客。无意间，他发现同车厢的一名小女孩，手里拿着一只指南针在玩耍。徐福祥灵光一闪，他想，卫星上也有三根磁棒，相当于指南针里的磁针，如果它与地球磁场相互作用，不就能转化为挽救卫星的动力了吗？

徐福祥一下子激动起来，眼前闪烁一束希望之光。但是卫星还在太空翻滚，磁棒只有通了电才能产生磁性，且通电磁棒一定要与地球磁场形成有规律的排列方向，才会产生控制力矩。但如何按这一排列规律给卫星磁棒通电，他还拿捏不准。

当徐福祥匆匆赶到卫星测控中心，只见航天部领导、数位院士及诸多卫星专家已经集中在那里，等待上海方面拿出具体有效的抢救方案。在接下来的讨论中，徐福祥首先抛出了利用星上三根磁棒产生的力矩，来达到扭转卫星姿态失控的想法，认为在无路可走的情况下，不妨尝试一下。

会上，徐福祥代表抢救组提出了挽救这颗卫星的有关路径：首先要搞清楚失控卫星现在的运动方式，并在地面进行失控卫星动力学仿真。然后，实施以下工作程序：一是起旋偏置动量轮到最高转速，以稳定卫星旋转的角动量，最大限度确定卫星姿态，保证卫星上太阳能电池有一定电能输出；二是分析失控卫星的运动规律，建立失控卫星模型，进行动力学仿真；三是利用卫星上的三根磁棒和其他条件，提供挽救卫星所必需的外力矩，逐步实施消旋；四是帮助消旋卫星建立起正常的运行姿态，直到卫星下传数据恢复正常，则标志着此次卫星抢救成功。

深思熟虑，有备而来，徐福祥的抢救方案得到了领导和专家的充分肯定。徐福祥夜以继日地冥思苦想，推导公式，甚至异想天开，期望用奇思妙想破题纾困。他先从翻滚卫星输出的杂乱数据中，找出确定卫星旋转轴在惯性坐标系中的姿态，推导出确定姿态的公式。然后尽力找出卫星旋转的运动规律，同时利用卫星上组合软件实现对三根磁棒的通电。果然，通电后的磁棒对卫星快速消旋发挥了重要作用，从而控制住卫星的快速旋转。经过十天左右的消旋，卫星的旋转速率从每分钟10转下降到每秒几度。

然而，抢救工作并非一帆风顺。当卫星消旋已经见效时，却发现三根磁棒的相互作用失效，导致抢救工作中断。好在天无绝人之路。徐福祥经过几天苦苦思索，提出了采用重力场控制的办法，即巧妙地控制卫星的俯仰角，使卫星在旋转的四个象限内产生一定重力矩，再加上偏置动量轮的作用达到消旋目的。通过多管齐下，卫星在没有喷气力矩的情况下，最终完成对地球的捕获。地面测控中心的验证表明，卫星不再翻滚，已经建立起正常的运行姿态。

这次星地大营救，历时75天，在抢救团队的共同努力下，在测控中心的大力配合下，风云一号卫星终于恢复姿态，运行正常，下传的图像和数据均有效。

大水漫灌后的火箭排险

2004年初秋，太原基地。经过一系列测试和精心作业的长四乙遥七火箭已进入推进剂加注程序，发射场坪上只有少数几个基地官兵和发射队员在做加注燃料前的准备工作。

据当时正在现场的上海航天设备制造总厂火箭总装工胡子彪回忆：长四乙进基地后装调联试一切都很顺利，火箭按照预定计划从技术厂房转运至发射阵地，并被竖上了发射架。我们作为总装保障人员，已将火箭的防雨裙拉了下来，准备配合基地方面进行燃料加注。那天早上6时刚过，不知为何，发射塔架上六层的消防喷淋设备突然发生故障，水龙头被意外地打开。于是，一阵疾风暴雨般的水柱直接喷向火箭箭体，简直就像“水漫金山”。水龙头在猛烈喷射了十多分钟后，才被手忙脚乱的基地指战员止住。但长四乙火箭二子级以下的箭体及塔架平台全部被一场突如其来的“暴风骤雨”淋了个透。

长四乙总设计师、总指挥李相荣闻讯后及时赶到，面对湿淋淋的火箭，神情严肃，如此奇葩的事故他还是第一次碰到。当时，上海火箭发射队面临着两种选择：一是中止发射程序，将火箭运回上海重新进行技术处理，这样发射队承担的风险最小。但是由于火箭第三级姿控发动机已经加注了推进剂，卫星也已加注了无水肼，不少产品都已作了临射前的处置，返回研制单位后，很多箭上、星上的产品都要报废，带来的损失可能要几千万元。更重要的是，再重新组织一次发射，至少要推迟半年时间，国家急需的两颗卫星将延时。这对卫星用户来说，也是个不小的损失。二是迎难而上，组织力量进行现场紧急排险。这样做损失当然最小，但无疑给上海发射队带來了极大的风险。

这的确是一个两难的抉择。就眼前的情况来说，排水、烘干、检测等工作量都非常大，而且后面的情况难以预测。面对险情，上海航天局领导和李相荣进行了紧急商量后，毅然作出决定，为了国家利益，为了顾全大局，上海航天人勇担责任，竭尽全力做好补救工作，非常时期和基地指战员一起，同舟共济，共渡难关，把损失降到最低。

于是，一条条指令通过调度系统传达下去。在基地的100多位发射队员被紧急动员起来，大家立即从仓库里领出备用的毛毯和毛巾，火速赶到发射塔架，细心擦拭箭体内外的水渍。发射营的官兵们也很快搬来了各自的被褥，很快擦干了塔架平台上的积水。发射队员们还使用电吹风，不断对诸多插头、插座和电缆接口等表面部位进行烘干，尽力降低电器因水渍短路的可能。

接着，各系统人员进舱仔细检查。产品的受损情况很快被汇总起来，结果不容乐观。二子级以下的插头都进了水，一些重要的电缆绝缘性能骤降，控制系统不少单机表面也沾满了水渍，受损情况的确很严重。另有56个电爆管是火箭上的特殊火工品，遭受水淋，产品性能令人担心。所幸由于产品密封处理较好，内部未受影响。根据前方要求，火箭总体单位805所电缆主管设计师带着全套电缆图，连夜从上海赶往基地协同作战。塔架上，只见他们有条不紊地打开各个已连接好的插头，一刻不停地吹送干燥热风，加速吹除水渍。同时，利用天气晴好的有利条件，打开相应的几层塔架平台，加快空气对流。

就这样一直忙到第三天下午，通过再一次测试，已经显示出所有断开的电缆绝缘合格。于是，试验队员重新连接上电缆，马上按照事先整理的数据逐一做导通绝缘检查。所有人不顾疲劳，昼夜连续作战，直到第二天凌晨1点，终于完成了上万个点号的导通绝缘检查。

为了检验火箭恢复状态后的可靠性，火箭两总系统和基地领导决定重做一次总检查。当总检查的结果表明一切都正常时，所有人终于放下了悬着的心。火箭重新进入加注发射程序。

检验抢险结果的时刻来到了。火箭发射进入倒计时，伴随着基地指挥员有力的发射口令声，当遥测信息传来星箭成功分离的消息时，全体发射队员和基地官兵的情绪都沸腾了，大家为这一来之不易的成功相互击掌，热烈拥抱。

（灿烂摘自《百年潮》2022年第6期）