与宇宙牵手 与光速奔跑 与星辰共舞

　　北京航天飞行控制中心（以下简称飞控中心），一个与宇宙牵手、与光速奔跑、与星辰共舞的地方。

　　这里有一群青年科技英才，他们出色参与完成17次载人航天、4次探月工程、我国首次火星探测任务，填补50余项国际国内空白，操控航天器实现人类首次月背软着陆和巡视勘察、小行星近距离成像等重大突破。

　　他们用近千万条指令搭建通天坦途，用近百万个坐标标定中国高度，先后突破58项飞控关键核心技术，为我国建造空间站、完成探月工程“绕、落、回”三步走规划、跻身行星探测领域世界先进行列发挥了重要作用。

　　他们平均年龄不到35岁，80%以上毕业于“双一流”高校和学科，91%是硕士、博士，勇夺神舟飞天、嫦娥探月、天问探火等22次“国字号”任务全胜。

　　“不远的未来，我国将实施行星际探测和载人登月工程，新时代的中国航天人机遇前所未有，我们将一如既往地仰望星空、脚踏实地，奋力将中国人的名字写在更远的深空。”飞控中心工程师于天一对记者说。

　　航天飞行控制任务“神经中枢”

　　飞控中心组建于1996年3月，作为航天飞行控制任务的“神经中枢”，担负着我国载人航天工程、探月工程、行星探测工程飞行控制和航天器长期管理任务，以及测控数据的处理、信息交换、分析决策等任务，所有的指令都从这里发出，所有的数据都在这里汇聚，所有的信息都从这里传输。

　　2022年10月31日，梦天实验舱搭乘长征五号B遥四运载火箭，在中国文昌航天发射场发射升空。

　　飞控大厅里，气氛紧张而庄重，来自发射场和航天测控网的信息源源不断向这里汇聚。大厅旁边的机房里，飞控中心高级工程师张宇和轨道团队正紧张地关注着“助推器分离”“一二级分离”等每个节点的分离参数，他们要根据这些数据来计算实验舱的初轨精度——这将直接关系实验舱与组合体的快速交会对接。因为每次计算都极为精准，张宇被大家誉为“神算子”。

　　图为北京航天飞行控制中心青年科技人才群体庆祝我国首次火星探测天问一号任务着陆火星成功。

　　在这个“万人一杆枪”的事业里，每次发射总有一个岗位被高度关注，那就是飞控大厅里指挥调度整个飞行任务的北京总调度。总调度是一个统领全局的岗位，负责指挥陆海天基所有测控网，接收、分析处理数据，有序指挥、发送指令，遥控天上的飞行器。

　　担任梦天实验舱飞行任务北京总调度的，是飞控中心调度团队成员、28岁的航天新秀高健，这是他第五次担任载人飞行任务北京总调度。这两年神舟载人飞船发射期间，随着“北京明白”这句口令的直播画面，高健被大家亲切地称为“明白小哥”“北京大明白”。

　　“我想‘北京明白’意味着责任与压力，更是连接着天地之间的一份安全感。”高健说。

　　十年前，于天一在岗位上给300多公里外的神舟十号发指令，指令仅用1秒钟就能送达到位。如今，已是深空探测任务团队副指挥的他，带领更多青年完成更为复杂的飞控任务：一边突破38万公里导航“玉兔”巡游月背；一边克服单程通信时延20多分钟等难题，穿越亿万公里牵引“祝融”巡视火面。

　　指令是引导航天器产生动作的命令。像空间交会对接，一旦发错指令，就有可能导致两个高速飞行的航天器相撞；像嫦娥探月、火星探测这样的大时延动作，一旦发错，更有可能导致深空探测“万劫不复”。因此，飞控人把这个岗位的人比作“扣动扳机”的人，由于表现出色，于天一被誉为遥控发令“金手指”。

　　不断开拓进取锐意创新

　　2007年11月5日，飞控中心精确控制嫦娥一号进入环月飞行轨道，我国拥有了第一颗月球卫星，标志着中国航天迈进“深空时代”。

　　2012年12月，嫦娥二号成功飞抵距地球约700万千米远的深空，以10.73千米/秒的相对速度，首次实现中国对国际编号4179的图塔蒂斯小行星的飞越探测。

　　2013年12月2日，嫦娥三号探测器飞向月球，其搭载的中国第一个月球巡视器——“玉兔号”月球车顺利登上月面，实现了我国航天器首次在地外天体软着陆和巡视勘察。

　　由于地月之间“潮汐锁定”引力影响，月球背面一直背对着地球，人们目视看到的月亮“图案”只有正面，而月球背面，从来没有人类到访过。

　　2018年12月8日，嫦娥四号发射升空。作为世界上首个以着陆月背为任务目标的航天器，它的成败备受瞩目。在此前半年，我国就成功架设地月“鹊桥”，在国际上首次实现地球与月背的通信。

　　图为北京航天飞行控制中心调度团队的青年科技人才。

　　欲探月，轨道先行，高精度定轨至关重要。飞控中心正高级工程师刘勇带领团队研究Halo轨道特点，不断优化轨道控制方案，让原计划需要进行12次控制才能实现的Halo轨道捕获，最终只用了5次就取得成功。

　　玉兔要在月球拍照、下传、充电、移动，这些动作的设计需要运用任务智能规划。“玉兔二号”任务前，飞控中心对遥操作任务规划提出“一键式规划”要求。

　　能规划出来就已经算完成任务了，规划分支又那么多，怎么可能一键就完成操控？通过不断努力，飞控中心高级工程师高宇辉设计出一种基于作业的分层规划模型，将复杂的遥操作简化为几次点击操作。

　　2019年1月3日，嫦娥四号成功实现月球背面软着陆，1月11日，全世界共同见证了嫦娥四号着陆器和“玉兔二号”月球车两器互拍，鲜艳的五星红旗闪耀月背，我国成为世界上首个成功实施月球背面软着陆和巡视探测的国家，为全人类揭开了古老月背的神秘面纱。

　　2020年12月17日凌晨，嫦娥五号返回器如同一颗流星划破天际，带着1731克月壤，安全着陆在内蒙古自治区四子王旗预定区域。

　　嫦娥五号任务是我国复杂度最高、技术跨度最大的航天系统工程，各飞行阶段耦合性强、推进余量低、月面工作时长固定等约束条件多，对轨控策略设计、轨道控制精度和应急轨道重构均提出更高要求。

　　刘勇再次扛起任务轨道关键技术攻关的重担，飞控中心工程师马传令牵头攻克月球轨道交会对接远距离导引控制、月面起飞窗口和月地入射控制等关键技术，为圆满实施首次地外天地采样返回提供了坚实技术保障。

　　刘勇告诉记者，轨道控制，就相当于汽车司机或者飞机的飞行员，控制着航天器的轨迹。“身边的人都叫我‘大师’，其实我知道，只有保持科研的纯粹才能更好地探索宇宙的奥秘。轨道是宇宙的秩序，是属于航天人的终极浪漫。”

　　自主创新才能把握主动权

　　飞控技术是支撑航天事业发展的核心关键领域之一，唯有自主创新才能把主动权牢牢掌握在自己手中。软件是飞控的“武器”，所有控制最终都需要通过软件来实现。原有飞控软件系统在安全性、可靠性上存在一定隐患。

　　软件团队负责人、飞控中心高级工程师刘晓辉和飞控中心工程师程肖立下“责任状”，连续5年与时间赛跑，突破多个核心关键技术，新一代具有自主知识产权的飞控软件在火星探测任务中首先投入应用。

　　在飞控中心的十多年里，他们打响软件系统国产化研制的第一枪，从架构搭建，到算法分析、方案设计，数以百万计的代码，都由他们自主创新研发。如今，航天测控软件的核心技术都牢牢掌握在他们手里。

　　火星距离地球4亿公里，火星探测难度大、风险高，全世界着陆并顺利开展探测的成功率只有20%左右。

　　面对火星探测器，每发送一条指令或者注入一组数据，都要等20多分钟才能到达探测器，40多分钟以后才能够得到反馈。超大的时间延迟让地面无法沿用以往任务中的实时比判闭环控制模式，难以在确定指令发送执行情况后根据指令执行效果实施后续动作。

　　第一个摆在型号团队面前的就是压缩地火时空距离。为了克服这一阻碍，飞控中心工程师张辉、金文马牵头的总体团队设计了全新的超远距离测站捕获模式。在发令的时候，瞄准的不是航天器当前的位置，而是对它在20分钟后接收指令时所到达的位置和状态进行预判，通过提前发令，确保它就位后可以准确收到并执行指令。

　　2021年5月15日，“天问一号”火星探测器精准着陆火星乌托邦平原南部着陆区，创造了9分钟内速度从20000千米/小时降为0米/秒的奇迹，“绕、着、巡”三大目标一步到位。飞控中心遥控“祝融号”火星车成功踏足火面，开启火星巡视探测之旅。

　　这次任务中，飞控中心高级工程师张宇、飞控中心工程师段建锋牵头完成的地火空间精密定轨与预报技术，以及火星探测应急轨道重构技术，在此后的任务过程中亦得到有效验证。

　　“总体设计是飞控源头，必须万无一失。因此，我们做任何事情，前面都要加上‘绝对’二字。这些年，从岗位工程师，到主任设计师，再到型号副总设计师，我和团队巡天揽月探火，‘飙车’月球火星，筑梦圆梦空间站。这项伟大事业，给了我们飞控青年广阔的成长舞台。”张辉说。