李济生,中国航天的“牧星人”|“老机器”织出“天网”

“老机器”织出“天网”

做出决定后,李济生全身心投入首颗同步通信卫星测控任务的工作中。

这是一项极具挑战的重任——地球同步通信卫星的测控技术是世界航天测控领域的难题,当时仅有少数国家掌握。

什么是地球同步通信卫星?它运行在距地球3.6万千米的赤道上空,与地球自转同步,从地面上看,如同悬停天际,一动不动。要进入这样的轨道,卫星发射后要经过一系列复杂的变轨操作,逐级切换轨道,最终精确地“定点”在预定位置。

在这个复杂的测控过程中,地面测控系统要向卫星发送数千条遥控指令,对实时性、准确性和连续性要求之高,

都是历次发射任务所没有的。就像在3.6万千米之外,用一根无形的线操纵着一只风筝进退,难度可想而知。

测控地球同步轨道卫星需要高性能计算机。美、苏等国测控这种卫星时,装备的是当时最先进的、运算速度每秒百万次以上的高性能计算机。而西安卫星测控中心只有两台主计算机,机身体积庞大,足足占据两个机房大厅,但它们的运算速度只有每秒20万次,总内存量还不如后来的一台普通286微机。这就好比别人用现代化的工厂生产精密仪器,而我们只能用简陋的手工作坊生产。

我国相关部门曾多次与外商洽谈高性能计算机的进口事宜,但均被对方拒绝。西方大国的技术封锁,让李济生和同事们面临着一个几乎“不可能完成的任务”。情急之下,团队又加了两台前端机,这类前端机的运算速度更慢,每秒钟只有7万次,但勉强能够分担一部分运算压力。

一位来访的日本专家看了李济生所用的老旧机器后,连连摇头:“这种计算机根本不可能执行地球同步卫星测控任务,它的性能太差。”座谈交流之际,每当李济生提出一些关键技术问题,那位日本专家总是态度傲慢,以一句“对不起,我没带笔记本,想要了解的话,请到我们国家去”敷衍搪塞。

外国专家的话深深刺痛了李济生的心。这句话像一记重锤,砸在他的心上。他下定决心:核心技术要靠自己攻坚掌握!他和同事们决定用软件来弥补硬件的不足,依靠科学的测控计划、灵巧的总联程序、严谨细致的软件设计,来弥补计算机处理速度不够和内存不足的缺陷。

有人曾形象地比喻,李济生负责的工作,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。这不仅需要有过人的胆识和顽强的毅力,更需要超凡的智慧。李济生废寝忘食,将全部身心都倾注到这项难题的钻研之中。

攻关过程中,多如繁星的测控数据纷至沓来,他不断梳理、推演、运算。李济生废寝忘食地工作,生活节奏变得极为单调和枯燥:白天,泡在机房里调试程序;深夜,伏案编写、修订软件代码。他创造性地提出了“模块化自动调度”的设计思想,成功设计了一个非常实用又非常灵巧的调度系统,将测控软件分成常驻程序和非常驻程序两种类型。按测控计划的不同需求,灵活组合和动态调度。该系统立足当时的计算机资源,完全满足了通信卫星的测控需要,确保数千条遥控指令有条不紊地发送出去。

18个月之后,他独立编制的“试验通信卫星总联程序和测控计划程序”,以及与团队协作完成的“试验通信卫星测控计划和软件”,一并用于中国第一颗试验通信卫星的测控实战,圆满完成了全部测控任务。

发射前夕,时任国防部长的张爱萍将军来中心视察,听说全部测控方案已通过,高兴地握着李济生的手说:“在这样落后的机器上,你能完成这样大的任务,了不起!”

1984年4月8日,我国第一颗地球静止轨道通信卫星——“东方红二号”发射升空,8天后成功定点于赤道上空。李济生站在测控大厅里,看着屏幕上显示卫星成功定点的那一刻,他的眼眶湿润了。这标志着中国开始用自己的通信卫星与世界对话,中国航天又一次完成了历史性跨越。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”。

这项成果获国家科技进步奖二等奖,上级为他记了一等功。

几个月后,李济生到日本参加国际空间科学年会,又遇到了那位“没带笔记本”的日本专家。对方迫不及待地问李济生:“你们那个地球同步卫星测控是在什么计算机上完成的?”

“就是你看过的那几台。”李济生平静地回答。

日本专家接着又问这颗卫星的重量是多少。李济生当然很清楚卫星的重量,但他说:“对不起,笔记本我也没拿来,想知道的话,你到中国去吧!”

这句话,他说得云淡风轻,但背后是整整一年的殚精竭虑,是五十多万行手编程序,更是熬得身形清瘦、体重降到只有45公斤的忘我付出。

与日本专家的这次“交锋”,让李济生更清楚地意识到:中国科学家要想有地位和尊严,必须有作为。核心技术,一定要掌握在自己手里。

他常说:“靠别人的资料,算不出中国的轨道。”这句话,不仅是他的科研信条,也是他寄语后辈的谆谆箴言。(未完待续)(济南日报·爱济南记者:李雪萌)


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