“牧星人”李济生

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  “站在大戈壁滩上,一望无际。尽管这里现在很荒凉,但我想通过我们的努力,创造出一个崭新的世界。”1967年,当李济生第一次来到西北航天实验基地时,眼前是一片沙漠,整个基地没有一点绿色。今天,依旧在秦岭脚下,我国的航天测控综合能力却已跨入世界前列。
  作为人造卫星轨道动力学和卫星测控专家、中科院院士,李济生先后参与40多颗卫星测控任务,将自己的一生献给了航天事业。2019年7月28日,李济生因病在北京逝世,享年76岁。
  辞官当好“牧星人”
  20世纪60年代末,在巴丹吉林沙漠深处,我国第一颗人造卫星“东方红一号”上天。当时,李济生和同事们用简陋的设备,成功预报了“东方红一号”卫星经过世界244个城市上空的时间。
  正当大家沉浸在成功的喜悦中时,一名老专家的话却点醒了李济生。“咱们的卫星上天了,可轨道精度是多少?谁能说得准确?”对此,大家都沉默不语。
  限于当时的技术和装备水平,测控系统只要求计算出卫星运行轨道,对轨道精度并没有具体要求。但一个航天器从发射升空到寿命结束,需要一直被测量与控制,尤其在发生故障时,要及时抢修,保障其正常运转。测定轨道的精度越高,就意味着对卫星控制的水平越高。当时,李济生就暗下决心:一定要制定出中国卫星的精密轨道计算方案。这是作为“牧星人”的职责。
  为搞好科研,李济生很早就辞去了行政职务。
  从2公里到1米,李济生把卫星像风筝一样拽在手中,“测控”就是他手中牵动风筝的那根线。他寻找各种最佳的计算方法,为中国卫星铺设了一条最精密的轨道。
  1971年,李济生开发出了用卫星轨道“预报误差”的方法来确定轨道精度。用这种方法测定的轨道精度为2~5公里,我国卫星定轨的精度首次有了数量概念。但这与发达国家当时已达到的百米级精度相差甚远。
  “从那以后,我就开始了从千米级到百米级精度的艰难历程。”1983年,李济生研究出“微分轨道改进和摄动星历表计算”定轨方案,使卫星定轨精度达到了200米,随后又将这一数字提升到百米级。
  此后,与国外的精度赛跑一直在持续。当李济生得知美国和苏联的卫星定轨精度已达到了米级时,他坐不住了。
  1984年,在短暂告别测控中心后,李济生前往美国德克萨斯大学的空间实验室潜心进修,用两年时间学完了4年的知识。在学习结束摸底测验中,成绩名列前茅的他选择了回国。
  回国后,李济生做的第一件事就是构思新的精度方案。其中,还有个小插曲,就是在1990年,西安卫星测控中心免去了他软件室副主任职务。
  当时同事们还以为李济生出了什么问题,后来才得知,这是他自己再三请辞的结果。李济生很清楚,要再提高卫星定轨精度,就必须把自己从繁琐的事务中解脱出来,集中精力将在国外学习掌握的先进理论应用于中国精密定轨计算中。
  又是5年的漫长苦战。在他的带领下,课题组开发出了中国的人造卫星精密定轨理论和技术方案,使定轨精度由原来的百米级提高到米级,赶上了世界发达国家先进水平,把中国航天测控事业推向了一个新的高度。
  整天埋头于程序与公式里的李济生,对于家庭始终怀有一份歉意。在家中,几乎每顿饭都是妻子做好,盛在碗里,一遍遍地催他来吃。大部分时间他都在机房度过,与家人聚少离多。
  “许多人说我是‘牧星人’,星是那么好‘牧’的吗?不过,我的确有过牧羊人遇到狂风暴雪时的挣扎,那是一种什么经历啊!有时真是往事不堪回首。”回忆起航天测控事业起步时的艰难,李济生曾这样感慨。
  硬件不行,软件来顶
  虽然有国外的研学经历,但李济生依然把自主创新与民族尊严看得很重。为突破国外技术封锁,他大胆假设,小心求证,依靠老机器成功编制出通信卫星测控软件调度程序。如今,在西安卫星测控中心老机房里,仍能看到一臺陈旧的老式计算机。在这台320计算机里,储存着一段段李济生和同事们并肩作战的经历。
  1983年,我国首颗地球同步通信卫星发射准备工作进入冲刺阶段。对地球同步通信卫星的测控,是当时我国航天测控领域的难题。而西安卫星测控中心能用于卫星测控计算的,只有两台性能落后的320计算机。
  “用这样的设备完成回收卫星,已经相当了不起。如果测控通信卫星是绝对不可能的。”当时一位参观卫星测控装置的外国专家感叹。随后,李济生在向其请教技术难题时,这位专家却傲慢地说:“对不起,我没带笔记本,想了解的话请到我们国家去。”
  “硬件不行,用软件弥补。”航天测控专家、原测控中心主任郝岩把李济生等人找来,提出用科学的测控计划、灵巧的总联程序、精细的软件设计,来弥补计算机处理速度不够和内存不足的缺陷,并从宏观上谈了构想。
  李济生面临的挑战就好比用100张床安排500个人睡觉,而且要保证每个人随时都有一张床。为此,李济生废寝忘食,将所有心智都用在攻克该难题上。几个月下来,他的双眼深深凹陷,原本瘦弱的身体显得更加瘦弱。
  最后,团队成功完成了我国第一颗地球同步试验卫星定点于离地球3.6万公里的赤道上空。李济生设计的测控软件,也因此被称为中国卫星测控史上的“经典之作”。
  后来,李济生在国外参加学术会议时,与那位专家不期而遇。当专家听说李济生正是用那台看似“不可能”的计算机完成测控时,惊讶得睁大了眼睛,直呼“奇迹”!“只有在那时,才能真正体会到什么是自尊、自豪和尊严。”回想起这一幕,李济生曾直言。
  愿当“人梯”
  在测控中心,李济生的严谨是出了名的。翻开他几十年来的工作笔记,尽管有的已经泛黄褪色,但字迹工整,标点符号一清二楚;设计的各种技术方案,思想新颖、格式整齐。李济生就是用这种严谨的科研作风,感染着身边的青年科技人员。
  深谙“后继无人是科学家最大的悲哀”,1992年,从未有过假期的李济生硬着头皮向组织提出了休假申请。这期间,他带着青年科技人员,一同编著出我国首部理论与实践相结合的专著《人造卫星精密轨道确定》,并借此机会帮助他们掌握天体力学理论和卫星精密定轨技术。
  “我是踩着众人的肩膀一步步上来的。航天测控事业要赢得新世纪,就要培养一大批青年人才,我愿当‘人梯’,让更多的人踩着我的肩膀进步。”1997年底,在西安测控中心为李济生当选中科院院士举行的庆贺会上,李济生说。
  一次,在发射一颗新型返回式卫星时,测控中心让刚参加工作不久的博士黄福铭负责制定变轨控制方案。为稳妥起见,李济生也设计了一套方案。3个月后,两套方案都出炉了。经反复验证,两人设计方式不同,但结果完全一致。
  “一边是技术权威,一边是岗位新人,用谁的方案更合适?”正当测控中心领导左右为难时,李济生不假思索地说:“黄福铭是个年轻人,就用他的方案。”在他看来,对于年轻人,既要给机会,也要多鼓励。
  最后,按黄福铭的方案,卫星测控顺利完成。为了感谢李济生,黄福铭在成果评奖时,特地将他的名字排在了报奖名单前面。知道这事的李济生,硬是坚持画掉了自己的名字。
  在李济生的培养下,一大批青年专家迅速成长起来,担负起航天测控的任务。1999年6月12日,“铱星”补网发射中的卫星轨道计算,便是由李济生亲手培养的一批年轻人主持完成的。
  李济生通过一生的付出,实现了50年前他初到实验基地时立下的誓言,为航天测控的后继者们留下了坚实的足迹。
  〔本刊责任编辑 马星星〕
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