如何判断变轨效果是否符合预期掌握飞船轨迹？

（原标题：怎样“算计”九天外？）

　　姜 宁 祁登峰 本报记者 李 艳

　　19日3时31分，神舟十一号载人飞船与天宫二号空间实验室在距地面393公里的轨道高度成功实现自动交会对接。

　　如何判断变轨效果是否符合预期？怎样准确掌握飞船的轨迹，引导飞船和天宫进行交会对接？地面科技人员如何“算计”九天外的无数“未可知”？数据处理、轨道计算、控制策略……每一项都不简单。

　　定轨：太空接力第一棒

　　飞控任务接力的第一棒是从“船箭分离”开始的，快速准确计算出飞船在茫茫太空中的位置，判别其是否成功入轨，这是后续一切活动的基础。

　　“飞船踏入太空那一刻，我们就要进行精确定轨，知道它在哪里。”轨道计算主任设计师张宇说。所谓精确定轨，就是在航天器上天以后，利用陆海天基各个测控站回传的跟踪测量信号，通过一系列算法计算出它的精密位置和速度。

　　北京飞控中心轨道室主任谢剑锋告诉科技日报记者，为提高定轨的速度和精度，飞控中心自主研发了高精度定轨软件，“精度最高可以达到10米量级，在世界范围内也是处于领先水平。”

　　通过计算软件，工程师们设置好相关参数，对数据进行处理后，输入相关命令就可以快速计算出初轨根数，再经过轨道选优最后定轨，整个过程看起来毫不费力。

　　“事实上，每一次任务我们都要精细建模。”张宇说，要达到航天任务的精度要求，在建模过程中就要细之又细，不但要考虑航天器的几何结构和实际飞行姿态，还要综合考虑空间环境的影响因素如高层稀薄大气阻力、地磁指数等，“影响的参数变量粗略地估计不到一百个吧。”

　　这些参数最基本的有效位都要达到小数点后6位，在实际计算过程中还要反复确认这些参数变量。

　　预报：一个月后的事情全知道

　　“就好比风筝在天上飞，轨道岗位确定了当前风筝的位置，我们就能计算出，接下来的每一秒风筝会往哪里飞”，预报岗位主岗颜华如是描述自己的工作。

　　每一次任务，颜华和她的同事们都要做几十套各类轨道预报文件，通过海量的航天轨道数据处理，准确预知和判断升空后的飞船是否按照预定轨道飞行。

　　事实上，空间实验室任务中需要攻破的一个重要“难关”，就是对天宫二号运行轨道进行精确预报。早在2015年初，大家就意识到，在393公里的崭新交会对接轨道，对接前20余天就要对天宫轨道进行准确预报等复杂环境下，如何提高长时间轨道预报精度是全新的挑战。

　　对此，飞控中心提出对预报方法进行改进，建立起更为精确的预报模型和参数，并集中攻关。“长周期的预报，要求精度是84度正负8度的偏差，现在我们能做到只有1度偏差。”张宇自信地告诉记者，接下来的目标是提升到0。5度的偏差，“就好像提前一个月进行天气预报，还报得准当天是阴晴雨雪。”

　　控制：“纸上谈兵”不容易

　　神舟十一号飞船入轨后，与天宫二号相距万里之遥。如何成功牵引神舟十一号飞船抵达相距52公里处天地交班点，5次远距离导引控制至关重要。为了确保万无一失，谢剑锋带领团队反复推敲每一个控制细节，认真核对每一个控制策略，充分考虑每一个可能故障，直到确信精准无误。

　　在航天器上天之前，轨道控制的准备工作一直是和枯燥的数字打交道。

　　“准备的方案对不对，都是纸上谈谈或者自己推演验算。只有航天器切实在天上飞了，我们才能知道真正的结果。”谢剑锋说，对他和同事们来说，最难的事情是在任务准备阶段，看不到实实在在的东西，开始做的都是基于建模的推想而已。尽管如此，对航天器的控制，如什么时候工作、什么时候休息，什么时候做什么动作，都必须详尽列入计划方案。

　　（科技日报北京10月19日电）